Электронды құрылғыларды қоректендіру көздері

2 Қорек көздерін есептеу

 

 

2.1 Түзеткіштерді есептеу

 

Электірлік құрылғыларда көбінесе екіжартылайпериодты түзеткіштер және көбитілген кернеуі бар түзеткіштер қолданылады.

Көпірлік түзеткіште диодтарға  екі есе кем кернеу орналастырылады, сондықтан ортаңғы нүктесі бар түзеткіштің орнына трансформатор қолданған жөн.

Берілген екінші ретті трансформатордың кернеуін түзеткіш кернеуге дейін жоғарлату  немесе трансформацияланған коэффиценті  берілген жоғарлатқыш трансформатор  болмаған жағдайда екі еселенген  кернеуі бар екіжартылайпериодты түзеткіш және көбейтілген кернеуі бар түзеткіш қолданады.

Түзеткіш сызбасында конденсатор  С₁ кернеуі U₀₁ дейін зарядталған, ал С₂ ,С₃ және С₄ - 2U₀₁ дейін зарядталған. Кіріс кернеуді бір немесе бірнеше тізбектей қосылған  конденсатор арқылы ажыратуға болады. Үстіңгі иықтан U₀₁, 3U₀₁ кернеуін, ал төмеңгі иықтан 2U₀₁,4U₀₁ кернеулерін ажыратуға болады. Көбейтілген кернеуі бар түзеткіштің кемшілігі түзеткіш токтың аздығымен (10-15 мА) сипатталады. Сондықтан олар аз токты, жоғары түзеткіш кернеуді алу үшін қолданылады.

Түзеткішті есептеуде диод түрін  тандау үшін  диодтан ағатын орташа ток I_орт есептелінеді және кері кернеу U_кері есептелінеді. Трансформаторды есептеуде бірінші және екінші орамадағы I₁,I₂ ток және екінші ретті орамадағы U₂ кернеу, трансформатордың Rтр кедергісі анықталады. Радиатехникалық құрылғыларда түзеткіштер көлемдік сипаттағы жүктемелерде жұмыс істейді. Осы көлемнен түзеткіш кернеудің фильтр кірісіндегі К_п.кір соқтығысу коэффиценті тәуелді болады.

Төменде жиілігі f=50 Гц ток көзінен қоректенген көлемдік жүктеме арқылы жұмыс істейтін әр түрлі түзеткіштер үшін негізгі есептеулер көрсетілген. Бұл есептеулерде кернеу – вольтпен, ток – миллиампермен, кернеу – оммен, көлем – микрофарадпен, соқтығысу коэффиценті – пайызбен берілген. Есептеуді жүргіземіз:

Ортаңғы нүктелі түзеткіш сызбасы үшін

 

                                                      I_орт=0.5I₀                                                 (2.1),

                                                     U_орт=3U₀                                                  (2.2),

                                                   R_тр=                                              (2.3),

                                                                                                       (2.4),

                                                                               (2.5),

                                                                                              (2.6),

                                                                                                    (2.7),

                                                                                              (2.8),

 

мұндағы R_i – диод кедергісі, U₀ – фильтр кірісіндегі түзеткіш кернеу, фильтірдегі кернеудің қателігі 10%-20% артық.

Көпірлік түзеткіш сызбасы үшін

 

I_орт=0.5I₀                                                 (2.9),

U_кері=1.5U₀                                                (2.10),

R_тр=                                              (2.11),

                                                 (2.12),

                                  (2.13),

                                     (2.14),

                                              (2.15),

                                               (2.16).

 

Кернеуі екі еселенген сызбасы үшін

 

                                                                                                       (2.17),

                                               (2.18),

                                                                                         (2.19),

                                                                      (2.20),

                                                                                 (2.21),

                                                                                       (2.22),

                                            (2.23).

Кернеуі көбейтілген  сызба үшін

 

                                                                                                       (2.24),

                                                                                              (2.25),

                                                                                            (2.26),

                                                            (2.27),

                                                                                                   (2.28),

                                                                                             (2.29),

                                                                           (2.30),

 

мұнда, n – көбейту  сатыларының саны.

  және  кернеулері екіден аспаса және жүктеменің ток көзінен бөліп тастау қажет болмаса, түзеткіштің қорек көзі үшін автотрансформатор қолданылады(трансформатор орнына). Автотрансформатор жоғарлатқыш болуы тиіс, онда >1.25 - көпірлік сызба үшін, >2,25 - кернеуді екі еселегіш сызба үшін, >1,25n - кернуі көбейтілген сызба үшін. кернеуі кем болғанда төмендеткіш автотрансформатор қолданылады.

Егер кернуі -не жақын мәнді болса, түзеткішті қорек көзіне тікелей немесе қосымша кедергі арқылы қосады.

Түзеткіш кернеуінің соқтығысын азайту үшін қолданылатын фильтр сызбалары белгіленген. LC-фильтрмен салыстырғанда RC-фильтрлері кіші өлшемді, массасы жеңіл және арзан. үлкен токтарда резсисторларына елеулі кернеу түседі. Сондықтан KC-фильтрларын кіші токтарда ( 20мА дейін ), LC-фильтрларын үлкен токтарда қолданады.

Фильтр жұмысын сипаттайтын  негізгі параметріне түзеткіш кернеудің соқтығысын тегістеу коэффиценті жатады

 

                                                                                                  (2.31).

 

q>25 мәнінде екі деңгейлі  фильтр қолданылады. Тәжірибиелік есептеулерде екі деңгейлі фильтр тегістеу коэффиценті әр деңгейдің немесе тегістеу коэффиценттерінің туындысына тең.

Фильтр сапасын арттыру  үшін транзисторлы фильтрді қолданады(LC-фильтрдің  дросселінің айналасында пайда  болатын магнит өрістерін жою, RC- фильтрінің резисторында шығының азайту). Фильтрдің коллекторлы транзистор тізбегіндегі соңғысының жұмысы LC-фильтрдегі дроссель жұмысына ұқсас. Дроссельдегі транзистордың салыстырмалы түрде айнымалы токта үлкен кедергі және тұрақты токта кіші кедергісі болады.

 резистор арқылы коллектор  тогын тұрақтандыру ( соқтығысын  азайту)токпен OCC- ға әкеледі.  резистордың кедергісі үлкен болған сайын, фильтрдің тегістеу жұмысы соғұрлым әсерлі және кернеу шығыны үлкен болып келеді. Тәжірибиеде =50 200 Ом таңдалады.

Фильтр q=100 1000 тегістеу коэффиценті алуды қамтамасыз етеді. Фильтрдің кемшілігі, оның жүктеменің тогының өзгеруінде немесе температурасының, сонымен бірге транзисторын ауыстыруда жүктемеде кернеуі өзгереді. Осы кемшілік транзистордың эмиттерлі тізбегіндегі кернеуімен фильтрдің сұлбасында аз мөлшерде көрінеді. Бұл сұлбада фильтрдегі кернеудің шығыны аз, дегенмен ол тегістеудің коэффицентінің төмен болуын қамтамасыз етеді ( q=50 150).

 

 

2.2 Көпірлік түзеткішті есептеу

 

Берілгені:

_.

_.

_.

_.

.

Диод типін анықтау үшін кері кернеуді есептейміз

 

                                                                             (2.32)

 

(2.32) формуласы бойынша келесі есептеуді жүргіземіз

    

                                                                     

мұндағы  

 

                                                                             (2.33)

 

(2.33) формуласы бойынша келесі есептеуді жүргіземіз

 

    

Орташа ток 

 

                                                                        (2.34)

 

(2.34) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

 

А қосымшасынан 1 - кестеден D7Б диодты таңдаймыз, мұндағы , I_орт=300мА, R_i=2 Ом.

Трансформаторды есептеу. Трансформатордың кедергісін анықтаймыз

 

                                                        (2.35)

 

(2.35) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

   

 

Трансформатордың екінші орамасындағы кернеу

 

                                    (2.36)

(2.36) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

 

Токтар

 

                                       (2.37)

 

(2.37) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

    

                                              (2.38)

 

(2.38) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

 

Трансформатордың габаритті  қуаттылығын есептеу

 

                                                                    (2.39)

(2.39) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

        

Трансворматор ортасының ауданының қимасы Q_с-тің, орта терезенің ауданына Q₀ қатынасын есептейміз, ол орама сымының маркасына тәуелді және ол мынаған тең:

• ПЭЛ маркалы сым үшін − Q_с Q₀ = 1.6P_r ;
• ПЭШО маркалы сым үшін − Q_с Q₀ =2.0P_r ;
• ПШД маркалы сым үшін − Q_с Q₀ =2.4P_r .

Біздің жағдайда ПЭЛ  маркалы сымды таңдаймыз

 

                       Q_с Q₀ = 1.6P_r                                             (2.40)

(2.40) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

 

    Q_с Q₀ =1.6·42.72=68cм⁴

 

Ш типті пластиналардың негізгі белгілері көрсетілген  (қосымша А) Q_с Q₀ мәні бойынша орталық трансформатор пластинасына Ш-25 пластинасын таңдаймыз Q₀ = 15 см⁴ ,терезесінің ені b=2,5см, орталық стерженьнің орташа ені а=2,5 см, терезе биіктігі h =6см. Осыдан

 

                                                                                     (2.41)

 

(2.41) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

    

 

Пластина пакетінің  қалындығы

 

                                                                                                     (2.42)

(2.42) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

        

 

Қатынас с/а=2.59/2.5= 1.04. Бұл қатынасты 1-2 аралығында алған жөн. Егер с/а қатынасы, берілген аралықта жатпаса,басқа типті пластина болуы тиіс.

Трансформатордағы   бірінші  және екінші орамадағы орама санын  w және сымның қалыңдығын d анықтау

 

                                                                        (2.43)

(2.43) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

           

                                                 (2.44)

(2.44) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

                                                 (2.45)

 

(2.45) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз

 

         

                                                                                      (2.46)

 

(2.46) формуласы бойынша  келесі есептеуді жүргіземіз