Problēmu risināšanas metodes līdzstrāvas regulējamas barošanas avota projektēšanā
1. Ievads
Strauji attīstoties spēka elektronikas tehnoloģijām, līdzstrāvas barošanas avots tiek plaši izmantots, un tā kvalitāte tieši ietekmē elektrisko iekārtu vai vadības sistēmu darbību. Pašlaik dažādu tirgū pieejamo līdzstrāvas barošanas avotu pamatsavienojumi ir aptuveni vienādi, ieskaitot maiņstrāvas barošanas avotu, maiņstrāvas transformatoru (dažreiz to nevar izmantot), taisngrieža ķēdi, filtra sprieguma regulatora ķēdi utt. Šajā rakstā ir apskatīts Līdzstrāvas barošanas avots, ko darbina trīsfāzu maiņstrāvas barošanas avots, kā piemērs, un iepazīstina ar dažu problēmu risinājumiem līdzstrāvas barošanas avota projektēšanā. Un praktiskā pielietojumā ir izskaidrota problēma, kas saistīta ar vairāku līdzstrāvas regulētu barošanas avotu izmantošanu sērijveidā.
.Distrāvas regulējamas barošanas avota projektēšana
2.1 Taisngrieža transformatora projektēšana
Trīsfāzu taisngrieža transformatora konstrukcijā ietilpst: primārā un sekundārā tinuma savienojuma režīms, sekundārās puses sprieguma aprēķins, primārās un sekundārās puses strāvas aprēķins, jaudas aprēķins un noteikšana, kā arī izvēle. strukturālās formas. Starp tiem primāro un sekundāro tinumu savienojuma režīms un sekundārā sānu sprieguma noteikšana ir mūsu galvenās analīzes saturs. Šajā rakstā kā piemērs ir sniegts pakāpju motora draivera trīs līdzstrāvas barošanas bloku dizains. Shematiskā diagramma ir parādīta 1. attēlā.
1. Sekundārās puses sprieguma noteikšana
Sekundārais spriegums ir saistīts ne tikai ar slodzes spriegumu (tas ir, projektējamo līdzstrāvas regulējamo barošanas spriegumu) un taisngrieža ķēdi, bet arī ar sprieguma stabilizācijas ierīci. Tilta taisngrieža ķēdei ar augstām prasībām izmantojiet kondensatora filtru, lai stabilizētu spriegumu un stabilizētu spriegumu ar sprieguma stabilizatoru. Tiem, kuriem ir zemas prasības, jūs nevarat stabilizēt spriegumu vai izmantot kondensatorus, lai stabilizētu spriegumu. Kā parādīts 1. attēlā, plus 7 V zemsprieguma piedziņa galvenokārt tiek izmantota fāzes bloķēšanai. Tā strāva ir maza un spriegums ir zems. Tipa barošanas avots un augsta frekvence, liela strāva un strāvas maiņas ātrums radīs lielu pārspriegumu, tāpēc sprieguma stabilizēšanai jāizmanto elektrolītiskie kondensatori un strāvas ierobežošanai - rezistori; plus 12V tiek izmantots datoru un integrālo shēmu barošanai ar mazu strāvu un zemu spriegumu. Tomēr ir nepieciešams stabils spriegums un mazs pulsācijas koeficients, tāpēc, lai stabilizētu spriegumu divos posmos, tiek izmantoti kondensatori un trīs spaiļu regulatori. Dažādām sprieguma stabilizācijas metodēm sekundārajam spriegumam ir dažādas noteikšanas metodes. Teorētiski trīs spriegumu aprēķinu formulas ir vienādas, tas ir, U2=Ud/2,34 vai UL=Ud/1,35, un aprēķinātie trīs sekundārie spriegumi Spriegumi ir: 5,2 V, 81,5V un 8,9V, taču šādu aprēķinu rezultāti praksē nav piemēroti. Tāpēc daži lielumi ir jānosaka ar inženiertehniskām aplēšu formulām. Piemēram, trīsfāzu neatgriezeniskā rektifikācijas sistēma parasti izmanto formulu UL=({{20}},9 ~1.{{30}})·Ud aprēķins , ja līdzstrāvas pusi filtrē elektrolītiskais kondensators, izejas vidējā vērtība palielināsies, ko parasti aprēķina pēc formulas UL=Ud/2½; ja līdzstrāvas puse ir stabilizēta ar kondensatoru un trīs spaiļu sprieguma regulatoru, lai paplašinātu stabilitātes sprieguma diapazonu, Ud parasti jāpalielina par 3 ~ 6 V un pēc tam jānovērtē pēc formulas UL=({ {42}},9 ~ 1,0) · Ud. Trīs šādi noteiktie sekundārie spriegumi ir: UL7=0.9×7=6.3V, UL110=110/2½=78V, UL12=16×0.{101} {43}}.4V.
2. Primāro un sekundāro gadījumu strāvas aprēķins un jaudas noteikšana
Sekundārā strāva jānosaka atbilstoši slodzes strāvas lielumam un taisngrieža ķēdei. 1. attēlā ir izmantota trīsfāzu tilta taisngrieža ķēde, un trīs sekundāro strāvu efektīvās vērtības iegūst, izmantojot formulu I2=(2/3)½Id: 3,26 A, 6,5 A, 1,63 A , jūs saņemat 3 sekundāros spriegumus un strāvas. Pēc principa, ka transformatora primārā un sekundārā jauda ir aptuveni vienāda, var iegūt primāro strāvu I1=1.45A, transformatora jauda ir S=953VA, un transformatora modelis. tiek izvēlēts atbilstoši 1,5kVA.
3. Primārā un sekundārā tinuma savienojuma režīma noteikšana
Trīsfāzu transformatora tinumus pēc vajadzības var pieslēgt zvaigznītes vai trīsstūra formā. Trīsfāzu rektifikācijas shēmas parasti izmanto lieljaudas taisnošanai (tas ir, slodzes jauda pārsniedz 4 kW), un transformatori parasti ir savienoti divos veidos: Y/Δ un Δ/Y. Δ / Y savienojums var padarīt elektropārvades līnijas strāvu ar diviem posmiem, kas ir tuvāk sinusoidālajam vilnim, un harmoniskā ietekme ir maza, un tiek izmantota vairāk vadāmā taisngriezes ķēde; Y/Δ savienojums var nodrošināt vienfāzes maiņstrāvu, samazinot sekundāro tinumu strāvu parasti izmanto lieljaudas diožu taisngriežu ķēdēs; mazjaudas trīsfāzu transformatoriem tas dažreiz ir savienots ar Y/Y tipu, lai gan šī savienojuma metode ieviesīs harmonikas elektrotīklā. Bet galu galā tā jauda ir maza un ietekme ir maza. Īsāk sakot, izvēloties, jāņem vērā ne tikai ietekme uz elektrotīklu, bet arī jāsamazina tinuma strāva un jāsamazina tinumu izolācijas līmenis. 1. attēlā 7 V un 12 V strāvas ir salīdzinoši mazas, spriegums ir zems, un ir izvēlēta zvaigžņu savienojuma metode; 110 V strāva ir liela, un spriegums nav pārāk augsts, un ir izvēlēta Δ formas savienojuma metode, kas var ievērojami samazināt strāvu tinumā, samazināt tinuma stieples diametru un pagarināt tinuma garumu. Kalpošanas laiks; lai gan primārā tinuma līnijas spriegums ir augsts (380 V), transformatora jauda ir tikai 2 kW un primārā strāva ir 1,45 A, tāpēc zvaigznītes savienojuma metode var samazināt tinuma spriegumu un tinuma izolāciju.
2.2 Taisngrieža shēmas projektēšana
Trīsfāzu taisngrieža ķēdē parasti ir trīsfāžu pusviļņu taisngrieža ķēde un trīsfāzu tilta taisngrieža ķēde. Tā kā trīsfāzu tilta taisngrieža ķēdes vidējais izejas spriegums ir augsts, sprieguma pulsācija ir maza un kvalitātes koeficients ir augsts, bieži tiek izmantota tilta taisngrieža ķēde. Diodes veida izvēli uz tilta sviras galvenokārt nosaka tā nominālais spriegums un nominālā strāva, un nominālo strāvu un spriegumu nosaka vidējā slodzes strāva un spriegums. Aprēķina formula ir šāda: ID=(1/3)½·Id, ID( AV)=ID / 1,57, UDn=(1 ~ 2) 2½·U2, modelis taisngrieža vērtību var noteikt, pārbaudot diodes rokasgrāmatu ar ID (AV) un UDn.
2.3. Filtrēšanas un sprieguma stabilizācijas ķēdes projektēšana
1. Filtra ķēdes un ierīces izvēle
Taisngrieža filtra ķēdē parasti ir filtru ķēdes, piemēram, kondensatori, induktori un RC. Induktīvā filtrēšana tiek realizēta, izmantojot induktivitāti, lai ģenerētu pulsējošajai strāvai pretējo elektromotora spēku un kavētu strāvas izmaiņas. Jo lielāka induktivitāte, jo labāks filtrēšanas efekts. To parasti izmanto laukā, kur slodzes strāva ir liela un filtrēšanas prasības nav augstas. RC filtra ķēde ir filtra ķēde, ko izmanto, savienojot rezistorus un kondensatorus. Tā kā rezistors samazinās daļu no līdzstrāvas sprieguma, līdzstrāvas izejas spriegums samazināsies, tāpēc tas ir piemērots tikai mazām strāvas ķēdēm. Kondensatora filtrēšanai ir jāizmanto kondensatora uzlādes un izlādes efekts, lai rektificētais izejas spriegums būtu stabils, un sprieguma amplitūda palielinās, filtrēšanas efekts ir labs, un tas ir piemērots dažādām taisnošanas shēmām. Filtra kondensatora izvēle galvenokārt ir veida, jaudas un izturības sprieguma vērtības noteikšana. Parasti izmantotie taisngriežu filtru kondensatori ietver alumīnija elektrolītiskos, tantala elektrolītiskos, poliestera un monolītos kondensatorus. Alumīnija elektrolītiskajiem kondensatoriem ir liela noplūdes strāva, zems noturības spriegums un darba temperatūra (līdz plus 70 grādiem), bet liela jauda; tantala elektrolītiskajiem kondensatoriem ir maza noplūdes strāva, augstāks izturības spriegums un darba temperatūra nekā alumīnija elektrolītiskajiem kondensatoriem, un tos parasti izmanto vietās, kur ir augstākas prasības; poliestera kondensatoriem ir liela izolācijas pretestība, mazi zudumi, zema darba temperatūra (līdz plus 55 grādiem), maza ietilpība, bet augsts spriegums; monolītos kondensatorus var izgatavot mazu izmēru un augstu izturīgu spriegumu. Veiktspēja un siltuma veiktspēja ir salīdzinoši stabilas, bet jauda ir maza. Parasti, ja rektificētā izejas strāva ir liela, sprieguma filtrēšanai un stabilizēšanai jāizmanto elektrolītiskie kondensatori; ja izejas strāva ir maza, filtrēšanai var izmantot parastos kondensatorus vai elektrolītiskos kondensatorus. Ja līdzstrāvas izejas spriegumam ir pulsācijas koeficienta prasības vai lai novērstu augstfrekvences troksni, izmantojiet elektrolītiskos kondensatorus. Labāk ir izmantot paralēli mazas ietilpības nepolārajiem kondensatoriem: mazas ietilpības kondensatori var filtrēt augstas pakāpes harmonikas. pulsējošā līdzstrāvā, un elektrolītiskie kondensatori var filtrēt lielas vērtības zemfrekvences komponentus, un sprieguma stabilizācijas diapazons ir plašs un efekts ir labs. Taisnošanas un filtrēšanas ķēde neprasa pārāk lielu kondensatora jaudu un izturīgu spriegumu. Parasti kondensatora kapacitāti aprēķina pēc izejas strāvas. Ja izejas strāva ir liela, jauda būs liela; ja strāva ir maza, jauda būs maza. Tomēr, ja jauda ir pārāk liela, izejas sprieguma vērtība tiks samazināta, un, ja tā ir pārāk maza, sprieguma pulsācija būs liela un nestabila. Lai noteiktu jaudu, skatiet 1. tabulu. Izturības sprieguma vērtība parasti ir 1,5 līdz 2 reizes lielāka par pievienotās ķēdes darba spriegumu.
2. Sprieguma regulatora ķēde un ierīces izvēle
Ir divu veidu sprieguma stabilizēšanas shēmas: diskrētu komponentu sprieguma stabilizēšanas ķēde un integrētā sprieguma stabilizēšanas ķēde, starp kurām integrētā sprieguma stabilizēšanas ķēde galvenokārt tiek izmantota taisnošanas ķēdei ar zemu spriegumu un mazu strāvu. . Izvēloties vispirms ir jānosaka sērija, vai tā ir pozitīva vai negatīva barošanas avots, vai tā ir regulējama vai fiksēta, un pēc tam jāizvēlas konkrēts modelis atbilstoši tā nominālajam spriegumam un nominālajai strāvai; tajā pašā laikā, kad sprieguma stabilizators ir pievienots taisngrieža ķēdei, daži aizsardzības komponenti, piemēram, diodes pievienošana I/O spailei, lai novērstu īssavienojumu ieejas spailē, neliela kondensatora pievienošana starp ievades spaili un zeme, var ierobežot ieejas sprieguma amplitūdu utt.
Līdzstrāvas barošanas avota dizains teorētiski ir salīdzinoši vienkāršs, taču specifiskā inženiertehniskajā projektēšanā ir nepieciešama turpmāka analīze, izpēte, prakse un kopsavilkums.
