21
ELECTRONICĂ DE PUTERE ÎN AUTOMATICĂ - Îndrumător de proiectare - Tema: Proiectarea unei surse stabilizate de tensiune

ELECTRONICĂ DE PUTERE ÎN AUTOMATICĂ---partea A

Embed Size (px)

Citation preview

7/30/2019 ELECTRONICĂ DE PUTERE ÎN AUTOMATICĂ---partea A

http://slidepdf.com/reader/full/electronica-de-putere-in-automatica-partea-a 1/21

ELECTRONICĂ DE PUTERE ÎN AUTOMATICĂ

- Îndrumător de proiectare -

Tema: Proiectarea unei surse stabilizate de tensiune

7/30/2019 ELECTRONICĂ DE PUTERE ÎN AUTOMATICĂ---partea A

http://slidepdf.com/reader/full/electronica-de-putere-in-automatica-partea-a 2/21

Conţinut

A. Proiectarea unor surse nestabilizate de tensiune (primare)

B. Proiectarea surselor stabilizate de tensiune

C. Calculul si analiza sistemelor automate de reglare a tensiunii surselor stabilizate

7/30/2019 ELECTRONICĂ DE PUTERE ÎN AUTOMATICĂ---partea A

http://slidepdf.com/reader/full/electronica-de-putere-in-automatica-partea-a 3/21

PROIECTAREA SURSELOR STABILIZATE DE TENSIUNE

MEMORIU JUSTIFICATIV

SCOP

Actualul proiect îşi propune să ilustreze etapele şi activităţile necesare pentru a proiecta surse stabilizate de tensiune, cu predilecţie: cu funcţionare în comutaţie

Proiectul are un caracter preponderent didactic, ceea ce justifică tratarea aspectelor funcţionale cu o pondere mult mai mare faţă de aspectele constructive.

STRUCTURA

Proiectul conţine trei capitole generale:

A. Proiectarea surselor nestabilizate de tensiune cu alimentare de la reţea (surselor primare);

B. Proiectarea surselor stabilizate cu circuite de comandă bazate pe componente discretesau pe circuite integrate dedicate;

C. Calculul, analiza şi simularea funcţionării surselor stabilizate sub aspectul sistemuluide reglare automată a tensiunii;

7/30/2019 ELECTRONICĂ DE PUTERE ÎN AUTOMATICĂ---partea A

http://slidepdf.com/reader/full/electronica-de-putere-in-automatica-partea-a 4/21

A. PROIECTAREA UNOR SURSE NESTABILIZATE DETENSIUNE

A.1. Calculul şi analiza unui transformator de reţea

Datele iniţiale se referă la:a. tensiunea primară de alimentare (U1);

b. tensiunile şi curenţii nominali secundari (U2iN, I2iN);c. date despre miezul magnetic;d. date despre bobinaj (material, solicitări);

A.1.1 Schema electrica a transformatorului

Se vor calcula principalele elemente funcţionale şi unele date constructive aletransformatorului din figura A.1.1.

A.1.2. Etapele de calcul ale transformatorului

A.1.2.1 Puterea totală în secundar (pentru 1cos =ϕ );

∑= ⋅==

3

1iiN2iN222 )IU(SP [W]

A.1.2.2 Puterea de gabarit (de calcul)

)1

1(2

PP

tr

2g η

+= [W]

în care randamentul estimat al transformatorului ( tr η ) este dat în tabelul A.1.1

Tabelul A.1.1

2 P [W] 10 20 30 50 70 100 200 300 500 700 1000 tr η 0,78 0,81 0,83 0,85 8,87 0,88 0,92 0,93 0,94 0,945 0,95

J[ 2mm/A ]

4 3,8 3,6 3,2 2,4 1,40 1,25 1 0,90

De notat că va fi necesară, în general, o interpolare pentru a găsi valoarea necesară (

tr η ) în acord cu puterea ( 2 P ) rezultată din calcul şi care nu va coincide cu valorile date întabelul A.1.1.1.

A.1.2.3. Calculul aproximativ al secţiunii miezului de fier:

]cm[J

1P)5,11,1(S 2tr

gFe η⋅η+

÷=

U1 1

U21

I21

21

U22

I22

22

U23

I23

23

priză mediană

11

21

22

24

25

Figura A.1.1.

23

7/30/2019 ELECTRONICĂ DE PUTERE ÎN AUTOMATICĂ---partea A

http://slidepdf.com/reader/full/electronica-de-putere-in-automatica-partea-a 5/21

în care densitatea de curent admisă ]mm/A[J 2 este dată în tabelul A.1.1.1 .

A.1.2.4. Alegerea tipului tolei

Se folosesc tole E+I, conform figurii A.1.2.4 cu o inducţie admisă B=1,1[T].Dimensiunile principale ale tolei sunt: lăţimea tolei (l) şi înălţimea ferestrei (h), rezultând deaici şi celelalte dimensiuni.

Se încearcă realizarea unei secţiuni „pătrate” a miezului:2

Fe l blS ≅⋅= cu bl = , deci ]cm[Sl Fe≅Întrucât lăţimea (l) are doar valori tipizate,conform tabelului A.1.1.2., se alege tola cudimensiunea (l*) cea mai apropiată de ceadorită, urmând a modifica corespunzător grosimea (b) a pachetului de tole.

Se presupune că s-a găsit şi valoarea (h) aînălţimii ferestrei miezului corespunzătoaredatelor din proiect.

Pentru a ţine cont de izolaţia dintre tole,se calculează grosimea pachetului de tole:

b)25,110,1( b* ÷= . Numărul de tole cu o grosimeg=0,35(mm) rezultă din

35,0

][* mmb N tole =

Valorile recomandate ale lăţimii tolei (l) sunt date în tabelul A.1.2.2

Tabelul A.1.2.2l[mm] =10 =12,8 =16 =20 =25 =28 =32 =36 =40 =50 =60

După alegerea tipului tolei se recalculează valoarea finală a secţiunii miezului:)( 2*** cmbl S Fe ⋅=

A.1.2.5. Lungimea spirei medii seapreciază din figura A.1.2.5. şi este

****

*

242248 bl bl l l med +=++⋅≅ [cm]corespunzător valorilor calculate anterior

A.1.2.6. Calculul înfăşurărilor transformatorului

Pentru înfăşurările secundare:e. aria secţiunii conductorului circular de cupru:

][

)(

][ 2

2

22, mm

mm A J

A I S i

iCu =

; 31÷=

i

curenţii nominali ( i I 2 ) fiind daţi prin temă;

Figura A.1.2.4.

l/2 l/2

l/4

l/4

l/4 l/4btolel

Figura A.1.2.5.

7/30/2019 ELECTRONICĂ DE PUTERE ÎN AUTOMATICĂ---partea A

http://slidepdf.com/reader/full/electronica-de-putere-in-automatica-partea-a 6/21

f. diametrul spirelor:

π

⋅= i2,Cu

i,2

S4d [mm]; 31÷=i

Pentru înfăşurarea primara curentul primar calculat va fi:

11

U

P I

g ≅ [A] si deci:

]mm[J

IS

211Cu = ;

π⋅

= 1Cu1

S4d [mm].

Diametrele tipizate ale conductorilor de cupru emailaţi sunt date în tabelul A.1.3.

Tabelul A.1.3.

d[mm]0,07 0,10 0,12 0,15 0,18 0,20 0,22 0,25 0,28 0,300,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80

0,5 0,90 0,95 1 1,2 1,4 1,5 1,6 1,8 2

Corespunzător valorilor tipizate ale conductorilor, se aleg în final următoarelediametre:

d*21 = d*

22 =d*

23 = d*1 =

Calculul tensiunii electromotoare induse într-o spiră (parametru important altransformatorului):

]/[10)9.0(44.4 4* spiraV S fBe Fe

−⋅⋅=

în care f=50Hz este frecvenţa reţelei. Numărul de spire :

- pentru înfăşurarea primară:

e

Uw 1

1 = [spire];

- pentru înfăşurările secundare:

e

Uw iN2

i2 = [spire] .

Rezistenţele ohmice ale bobinajelor transformatorului:- pentru înfăşurarea primară:

][SlwR

1,Cu

med11 Ωρ⋅= .

în care )( ρ este rezistivitatea nominală a cuprului:

⋅Ω=ρ

m

mm0172.0

2

deci ( med l ) este exprimat in metri, iar ( 1,CuS ) in 2mm .Analog, pentru înfăşurările secundare:

][

S

lwR

i2,Cu

medi2i2 Ωρ⋅= 31i ÷=

Rezistentele secundare „raportate” (totale) sunt:

7/30/2019 ELECTRONICĂ DE PUTERE ÎN AUTOMATICĂ---partea A

http://slidepdf.com/reader/full/electronica-de-putere-in-automatica-partea-a 7/21

][w

wR R R

2

1

i21i2

*i2 Ω

+=

Rezistenţele de sarcină „nominale”:

];[Ω=SiN

SiN SiN

I U R 31i ÷=

A.1.2.7. Recalcularea numărului de spire ale înfăşurărilor secundare

Potrivit metodologiei de calcul prezentate, înfăşurările secundare vor prezentatensiunile (nominale) ( i2U ) doar în gol (pentru 0I i2 = ). Datorită rezistenţelor totale ale

acestor înfăşurări, în sarcină, la curent nominal ( i2I ), tensiunile secundare reale vor fi maimici faţă de valorile date prin temă; fiind necesară recalcularea numerelor spirelor secundare (

*i2i2 ww → ).

Schema echivalentă a unei înfăşurări secundare este dată în figura A.1.2.7.a. (i=1):în care

][~1

1

22 V U

w

we i

i ⋅=

astfel încât:

iiii I ReU 2*222

~ ⋅−=

Înainte de recalcularea numărului de spire secundare am avut: iN i U e 22~ = , în care iN U 2

a fost dată prin temă. La curent nominal

iN N I I U U 2212121 <=

datorita căderii de tensiune pe rezistenţa internă secundară ( *21R ).

Este necesară o tensiune electromotoare de gol ( *21e~ ) mărită şi care se poate obţine

mărind numărul de spire secundare. Neglijând creşterea rezistenţei secundare totale( *21R ) dacă

( *2121 ww → ), rezultă noua tensiune (necesară) de gol:

ew I RU I Ree i N N N i ⋅=⋅+=⋅+≅ *21

*21211

*2121

*2

de aici:

e

IR w

e

IR

e

Uw N1

*21

21 N1

*21 N21*

21

⋅+=

⋅+≅ [spire]

Analog

e

IR ww N2

*22

22*22 +≅ [spire]

Caracteristicile de sarcină pentru o înfăşurare secundară sunt prezentate în figuraA.1.2.7.b.

A.1.3. Calculul expeditiv al transformatoarelor de mică putere folosindnomograme

R SiN

Figura A.1.2.7

R *2i

~ e

2i

U2i

a)

U21

[V]

e*

2i=

U21N

=

I21

[A](I21) N 2(I21) N

b)

7/30/2019 ELECTRONICĂ DE PUTERE ÎN AUTOMATICĂ---partea A

http://slidepdf.com/reader/full/electronica-de-putere-in-automatica-partea-a 8/21

Pentru transformatoare de puteri mici (P < 500 W) este atractiv un calcul simplificat,folosind nomograme prin care se reduce substanţial volumul de calcule.

A.1.3.1. Calculul puterii de gabarit

Folosind figura A.1.3, etapele parcurse sunt următoarele:Calculul puterii secundare:

31];[)( 222 −=⋅= ∑ iW I U P ii

Se determina din tabelul A.1.1. valoarea estimată a randamentului transformatorului ( tr η) rezultând:

]W[P1P 2tr ⋅η= .

A.1.3.2. Calculul numarului de spire

Din graficul A.1.3., pentru valoarea (P) calculată anterior, se deduc :

Fem SS = : secţiunea miezului de fier (in cm2);

0 N : numărul de spire pe volt pentru înfăşurarea primară şiII0 N : numărul de spire pe volt pentru înfăşurările secundare.

Numerele de spire necesare vor fi deci :

i2II0i2101 U Nw;U Nw ⋅=⋅=

A.1.3.3. Alegerea tolelor si a conductoarelor de bobinaj

Alegerea tolelor şi a conductoarelor de bobinaj parcurge aceleaşi etape ca în cazul anterior.În tabelul A.1.2.3 se prezintă, comparativ, rezultatele calculului transformatorului prin

cele două metode. Tabelul A.1.2.3

Mărimi, parametrii Calcul iniţial Calcul simplificat Unit. măsSecţiunea miezului SFe Sm= [cm2]Tensiunea / spiră e ______________

_

[V/spiră]

Nr. spire /volt (primar) No ________________ [spire /V] Nr. spire / volt (secundare) NoII ________________ [spire /V] Nr. de spire: primar W1 [spire] Nr. de spire: secundar W21 [spire] Nr. de spire: secundar W22 [spire]

7/30/2019 ELECTRONICĂ DE PUTERE ÎN AUTOMATICĂ---partea A

http://slidepdf.com/reader/full/electronica-de-putere-in-automatica-partea-a 9/21

7/30/2019 ELECTRONICĂ DE PUTERE ÎN AUTOMATICĂ---partea A

http://slidepdf.com/reader/full/electronica-de-putere-in-automatica-partea-a 10/21

F i g ur aA .1 . 3 .

A.2. Calculul circuitelor de redresare

7/30/2019 ELECTRONICĂ DE PUTERE ÎN AUTOMATICĂ---partea A

http://slidepdf.com/reader/full/electronica-de-putere-in-automatica-partea-a 11/21

Date iniţiale :- schemele de redresare ;- tensiunile şi curenţii secundari ai transformatorului de reţea ;- capacităţile estimate de filtraj .

A.2.1. Scheme de redresare

Pentru înfăşurarea secundară ( 21w ) (bornele 21, 22) se recomandă o redresare în punte(punte monobloc sau cu patru diode), iar pentru înfăşurările ( 2322 ww + ) (bornele 23, 24 şi 25),o redresare cu patru diode (sau o punte monobloc) pentru o redresare “bipolară” cu punctmedian, figura A.2.1.

Alegerea diodelor (sau a punţilor) redresoare se bazează pe calculul solicitărilor acestora la tensiune inversă şi la curent (mediu) redresat, alegând din catalog semiconductoarecu valori acoperitoare.

A.2.2. Etape de calcul şi alegerea redresoarelor

A.2.2.1. Coeficientul de siguranţă

Se impune un coeficient de siguranţă (de acoperire) : 5,1≅σ .

A.2.2.2. Tensiunea inversă maximă

Tensiunile inverse la care sunt supuse diodele (punţile) redresoare, în ipoteza unor condensatoare de filtraj foarte mari şi a neglijării căderii directe de tensiune pesemiconductoare vor fi:

- în cazul figurii A.2.1.a

]V[e2U *2121inv ⋅=

- în cazul figurii A.2.1.b

]V[,U22U2qU 232222inv ⋅=⋅=Pentru alegerea diodelor, valorile acoperitoare de catalog se referă la valorile ( 51 ,≅τ ):

]V[U122U251U i ⋅=⋅⋅=∗

23

24

25

21

22

U21

d1

d2

d3

d4

P1

+

-C

f21

Uo21

31

32

a)

+

+-

-

Cf22

Cf23

33

34

35

d21

d22

d23

d24

P

M

N

U22

U23

Uo22

Uo23

P2

b)

Figura A.2.1.

7/30/2019 ELECTRONICĂ DE PUTERE ÎN AUTOMATICĂ---partea A

http://slidepdf.com/reader/full/electronica-de-putere-in-automatica-partea-a 12/21

]V[,U24,4U225,1UU 222123inv22inv ⋅=⋅⋅== ∗∗ .

A.2.2.3.Curentul maxim prin redresare

Curentul redresat de durată va fi, pentru ambele variante:

)(~

7,0 22 A I I ii D ⋅≅∗ i=1-3;aşa încât pentru alegerea diodelor (punţilor) se consideră valorile )(

~05,1

~7,05,1 222 A I I I iii D ⋅=⋅⋅=∗ .

Se vor alege din catalog diodele (punţile):- de tip ........................................... cu

=1invU > ∗21invU ]V [

=1 D I > ]A[I21∗ şi =∆⋅ t I D

2 [A2.sec].

- respectiv de tip .......................... cu=2invU > ∗22invU ]V[ şi

=2 D I > ]A[II 2322∗∗ = .şi =∆⋅ tI2

D [A2.sec].

A.2.2.4. Verificarea redresoarelor la curentul de pornire

Curentul „de pornire” apare la încărcarea condensatoarelor de filtraj imediat după punerea sub tensiune a sursei nestabilizate (transformator, redresor, condensator de filtraj).

În tabelul A.2.2.4.a sunt date valori estimative în mF (uzuale în cazul surselor

stabilizate de laborator sau de uz curent) pentru diferite valori ale tensiunii redresate ( 0U ) şi acurentului redresat ( 0I ).

Tabelul A.2.2.4.a

0I [A]

0U [V]0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3

10 0.75 1.5 2.25 3 3.75 4.5 5.25 6 6.75 7.5 8.25 9 9.75 10.5 11.25

20 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2 3.6 4 4.4 4.8 5.2 5.6 6

30 0.25 0.50 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 2.25 2.5 2.75 3 3.25 3.5 3.75

40 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3

50 0.15 0.3 0.45 0.6 0.75 0.9 1.05 1.2 1.35 1.5 1.65 1.8 1.95 2.1 2.25

60 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

Valoarea curentului „de pornire” este:

d i

i Dpi pi

r k R

U I I

⋅+

≅≅∗

2

2~2

7/30/2019 ELECTRONICĂ DE PUTERE ÎN AUTOMATICĂ---partea A

http://slidepdf.com/reader/full/electronica-de-putere-in-automatica-partea-a 13/21

în care ( d r ) este rezistenţa „echivalentă” a diodei, iar (k) este numărul de diode aflatesimultan în circuit: k=2 în cazul figurii A.2.1.a şi k=1 în cazul figurii A.2.1.b.

Valori orientative ale rezistenţelor echivalente ale diodelor redresoare de tensiuni joase (V U catainv 150100log _ −< ) sunt date in tabelul A.2.2.4.b.

Tabelul A.2.2.4.b.

ID [A] 0.3 0.7 1 3 5 10

r d [Ω ] 4 1.7 1.2-3.75 0.4 0.24 0.12

Durata încărcării iniţiale a condensatorului de filtraj se poate aproxima cu relaţia:

fid ii C r k Rt ⋅⋅+≅∆ ∗∗ )( 2

aşa încât solicitarea termică a diodei la încărcarea iniţială este:

fi

d i

ii p C

r k R

U t I ⋅

⋅+=∆⋅ ∗

)(

)~

(2)(

*2

222 .

valori care trebuie să fie depăşite de valorile ( tI2D ∆⋅ ) date în catalog

)tI(tI 2 p

2D

∗∆⋅>∆⋅ .

A.2.2.5. Alegerea diodelor (varianta finala)

În final, se vor alege din catalog diodele (puntile)a) de tip..................................e... pentru puntea din figura A2.1.a,

cu maxinv )U( =……………[V]> ]V)[U( *21inv şi DI = ..........[A]> *

21DI [A].

)( 2 t I ∆⋅ =………………….( 2A sec) ≥ ( sec][)( 221

2 At I P ∆⋅ ) si b) de tip…………………………..pentru puntea din figura A2.1.b.,

cu ]V[U]V.......[..........)U( *22invmaxinv >= si ]A[I]A....[....................)I( *

22DD >= ;

sec][)(sec][....................)( 222

222 At I At I P ∆⋅>=∆⋅

7/30/2019 ELECTRONICĂ DE PUTERE ÎN AUTOMATICĂ---partea A

http://slidepdf.com/reader/full/electronica-de-putere-in-automatica-partea-a 14/21

A.3. Calculul filtrelor de netezire pentru redresare

A.3.1. Calculul condensatoarelor de filtraj a tensiunii redresate

Calculul se referă la valorile necesare ale condensatoarelor (C f21), (Cf22) şi (Cf23) dinfigura A.2.1. Calitatea filtrării este dată de factorii de pulsaţie (p) şi coeficientul de filtraj (q).

În cazul tensiunii obţinute prin redresarea unei tensiuni alternative se constată ocomponentă continuă ( U ), egală cu valoarea medie a tensiunii redresate, peste care sesuprapune o componentă alternativă ( U

~∆ ). Întrucât componenta alternativă („ripple”) are o

formă complicată, greu de descris analitic, acesta se aproximează cu prima armonică ( 1U~

) acărei amplitudine are valoarea apropiată de amplitudinea componentei alternative. Factorul de

pulsaţie (p) este definit prin raportul:

U

U~

U

U~

p1

i ≅∆

= (pi la „intrare”)

În cazul redresării dublă alternanţă (idealizate), fără condensator, %673

2 p p i ≅=≡ .

Neglijând căderile directe de tensiune pe redresoare, redresarea unei tensiuni efective(Uef ) conduce la o tensiune redresata (fără condensator de filtraj), de valoare medie:

ef ef U~

9,0U~

U

22U ⋅≅⋅=

Dacă ( DU∆ ) este căderea directă pe diode (luată pentru a simplifica calculeleV75,0UD =∆ ), în cazul punţii din figura A.2.1.a:

D*2121 U2e9,0U ∆−⋅≅iar pentru figura A.2.1.b:

D*23D

*222322 Ue9,0Ue9,0UU ∆−⋅=∆−⋅≅= .

Prezenţa condensatorului de filtraj reduce componenta alternativă şi măreşte valoareamedie, în funcţie atât de valoarea condensatorului de filtraj cât şi de cea a rezistenţei desarcină:

( ) D*

i2i2 Uk e41,19,0U ∆⋅−⋅÷≅ ; k = 1 sau 2.La o rezistenţă de sarcină şi condensator de filtraj de valori mari, ne apropiem de

valoarea (1,41), pe când la rezistenţă de sarcină mică şi condensator mic, se coboară spre 0,9(caz fără condensator).

Să presupunem că se doreşte o reducere a factorului de pulsaţie de la pi = 67% laPo = (8 – 10)%

în condiţiile sarcinii nominale (R SiN =i2

i2

I

U, i =1,2; conform paragrafului A.1.2.6)

A.3.2. Etapele de calcul a valorilor condensatoarelor de filtraj

A.3.2.1. Se calculează coeficientul de filtraj

q =o

i

p

p(>>1)

A.3.2.2. Pe baza rezistenţei nominale de sarcină (R SiN), i = 1-3 şi a rezistenţei totale aredresorului

7/30/2019 ELECTRONICĂ DE PUTERE ÎN AUTOMATICĂ---partea A

http://slidepdf.com/reader/full/electronica-de-putere-in-automatica-partea-a 15/21

R rti = R *2i + k ⋅ r d; i = 1-3; k = 1 sau 2se calculează valoarea necesară a condensatorului de filtraj

( )]F[

R R

R R q1600C

SiNrti

SiNrti*fi µ

⋅+⋅

=

Valoarea calculată se compară cu valorile estimate din tabelul A.2.2.4.a (Cfi).Valoarea exactă a tensiunii medii redresate, în sarcină (cu condensator de filtraj)

necesită un calcul complex. Pentru a evita acest efort se folosesc diagramele din figuraA.3.2.a în care:

==∆⋅−⋅=

===

===

=⋅+==

21,41,1

3,1,sec);/(314

3,1,

3,1,

*2

*2

2

*

k sauk U k e E

iC C rad

i I

U R R

ir k R R R

Dioi

fio

i

iSiN o

d eirt r

ω

Evident, relaţiile anterioare se aplică pentru fiecare înfăşurare secundară şi din figura A.3.2.b.rezultă coeficientul

io

ioiu

E

U k

)(

)()( = pentru (ωCoR o) şi

io

ir ir

R

Rk

)(

)()( =

aşa încât, în sarcină (la i2i0 I~

I = ), tensiunea pe condensatoare de filtraj va fi:

ioiuioN E k U )()()( ** ⋅= ; i=1-3;Caracteristica liniarizată de sarcină va fi cea din figura A.3.2.1.

A.3.2.3. Calculul prin monograme a valorilor condensatoarelor de filtraj ( **fiC )

Plecând de la valoarea impusă pentru factorul de pulsaţie (po) şi cunoscând valorileR o = R SN; R r = r r = R*2i + k ⋅ r d i=1-3;

rezultă din monograma dată în figura A.3.2.b. produsul (ωCoR o) şi deci

( ) ]F[ R

R CCCo

oo**f o ω

ω==

01U

01E

N01U

( ) N01I

01I

0302 UU =

02E

N02U

( ) N02I

Figura A.3.2.1.

7/30/2019 ELECTRONICĂ DE PUTERE ÎN AUTOMATICĂ---partea A

http://slidepdf.com/reader/full/electronica-de-putere-in-automatica-partea-a 16/21

A.3.2.4. Valorile finale ale condensatoarelor de filtraj vor fi date de mediile aritmetice:

2

CCC

**fi

*fi

fi

+=

Tensiunea de lucru a condensatoarelor va fi egală cu tensiunea inversă de catalog adiodelor (punţilor).

A.3.3. Calculul expeditiv al unui redresor nestabilizat

Se cere să se calculeze două redresoare nestabilizate: unul care să furnizeze tensiunea=21oU .......... [V] la =21oI .......... [A] şi unul cu o tensiune bipolară (+ / -) faţă de o bornă de

referinţă cu =22oU + .......... [V] şi =23oU - .......... [V] la curent simetric

== 23o22o II +/-.......[A].Factorii de pulsaţie impuşi sunt: po1 = ..........% şi po2 = po3 = ..........% (aleşi anterior).

Schemele electrice ale redresoarelor sunt date în figura A.3.3.

7/30/2019 ELECTRONICĂ DE PUTERE ÎN AUTOMATICĂ---partea A

http://slidepdf.com/reader/full/electronica-de-putere-in-automatica-partea-a 17/21

A.3.3.1. Etape de calcul

Se calculează rezistenţa de sarcină nominală:

oi

oioi

I

UR = în cele trei cazuri (i = 1- 3)

Se calculează apoi rezistenţa echivalentă „totală”:(r rv)i = (R r )i = αi⋅ (R o)i + k ⋅ r D, i = 1-3

în care α≡ 0,03 ÷ 0,05 şi k = 2 pentru redresare în punte, iar k = 1 pentru redresare cu dublă polaritate, precum şi raportul

(A)i =( )

( )

( )

( )

3,1i,

R

r

R

r

iS

irv

io

isv == .

Din diagramele A.3.2.a pentru (po)i şi (A)i cunoscute, se determină produsul (ωCoR o)i

şi de aici condensatorul de filtraj necesar:

Figura A.3.3.

21

2221

U~

d11

d12

d13

d14

P1

+

-C

f21

21o I,U

31

32

w21

23

24

22U~

d21

d22

d23 d24

P2 P

OC

f22

22o I,U

33

34

w22

25

23U~

w23 N

Cf23

23o I,U

35

7/30/2019 ELECTRONICĂ DE PUTERE ÎN AUTOMATICĂ---partea A

http://slidepdf.com/reader/full/electronica-de-putere-in-automatica-partea-a 18/21

(Co)i = (Cf2)i =( )

( )( )sec/rad314,

R

R C

io

ioo =ωωω

.

Din diagramele A.3.2.a., cunoscând rapoartele

(k r )i = ( )( ) i

io

ir )A(R R =

şi produsele (ωCoR o)i, se determină coeficienţii de tensiune ( )( )

( ) ( ) io

i2o

io

ioiu E

U

E

Uk == rezultând

iu

oioi )k (

UE = [V].

Pe de altă parte, din relaţia( ) Di2io Uk U

~41,1E ∆⋅−⋅=

rezultă tensiunile secundare ale transformatoarelor:

41,1)(~

2Dio

iU k E U ∆⋅+= [V].

Concluzii:

1. Pentru a proiecta un redresor nestabilizat care să furnizeze tensiunile şi curenţiicontinui stabilite prin datele iniţiale, înfăşurările secundare ale transformatoruluide reţea trebuie să furnizeze în înfăşurările secundare următoarele tensiuni lacurenţii de sarcină impuşi:

41,1

)(~2

Dioi

U k E U

∆⋅+= [V] la curenţii 21o21 II

~ ≅ [A]

2. Prin această metodă de proiectare se pot cunoaşte valorile necesare ale mărimilor din înfăşurările secundare ale transformatorului de reţea, atunci când sunt impusetensiunile şi curenţii furnizaţi de redresor (adică pe partea de c.c.).

3. Calculul elementelor constructive ale transformatorului va parcurge etapele prezentate în capitolele anterioare.

7/30/2019 ELECTRONICĂ DE PUTERE ÎN AUTOMATICĂ---partea A

http://slidepdf.com/reader/full/electronica-de-putere-in-automatica-partea-a 19/21

Figura A.3.2.a. Variaţia coeficientuui de tensiune în gol în funcţie de ωC0R 0 pentru redresorul bialternanţă (în punte)

19

7/30/2019 ELECTRONICĂ DE PUTERE ÎN AUTOMATICĂ---partea A

http://slidepdf.com/reader/full/electronica-de-putere-in-automatica-partea-a 20/21

Figura A.3.2.b. Variaţia factorului de pulsaţie pentru diferite tipuri de redresoare

20

7/30/2019 ELECTRONICĂ DE PUTERE ÎN AUTOMATICĂ---partea A

http://slidepdf.com/reader/full/electronica-de-putere-in-automatica-partea-a 21/21