Rešitve težav z zasnovo enosmernega reguliranega napajanja
Zasnova enosmernega stabiliziranega napajalnika
Zasnova trifaznega usmerniškega transformatorja vključuje: način povezovanja primarnega in sekundarnega navitja, izračun napetosti sekundarne strani, izračun toka primarne in sekundarne strani, izračun in določitev zmogljivosti ter izbiro strukturne oblike. Med njimi sta vsebina naše ključne analize način povezave primarnega in sekundarnega navitja ter določitev napetosti sekundarne strani. Ta članek vzame zasnovo treh enosmernih napajalnikov gonilnika koračnega motorja kot primer, ki ga je treba podrobno predstaviti.
Določitev napetosti sekundarne strani
Sekundarna napetost ni povezana le z napetostjo obremenitve (to je enosmerno regulirana napajalna napetost, ki jo je treba načrtovati) in usmerniškim vezjem, ampak je povezana tudi z napravo za stabilizacijo napetosti. Za vezje mostičnega usmernika z visokimi zahtevami uporabite kondenzatorski filter za stabilizacijo napetosti in stabilizacijo napetosti s stabilizatorjem napetosti. Za tiste z nizkimi zahtevami ne morete stabilizirati napetosti ali uporabiti kondenzatorjev za stabilizacijo napetosti. Kot je prikazano na sliki 1, se nizkonapetostni pogon plus 7 V uporablja predvsem za fazno zaklepanje. Njegov tok je majhen in napetost je nizka. Tip napajanja in visoka frekvenca, velik tok in stopnja spreminjanja toka bodo povzročili visoko prenapetost, zato je treba za stabilizacijo napetosti uporabiti elektrolitske kondenzatorje, za omejitev toka pa upore; plus 12V se uporablja za napajanje računalnikov in integriranih vezij, z majhnim tokom in nizko napetostjo. Potrebna pa sta stabilna napetost in majhen koeficient valovanja, zato se za stabilizacijo napetosti v dveh stopnjah uporabljajo kondenzatorji in tripolni regulatorji. Za različne metode stabilizacije napetosti ima sekundarna napetost različne metode določanja. V teoriji so formule za izračun treh napetosti enake, to je U2=Ud/2,34 ali UL=Ud/1,35, in izračunane tri sekundarne napetosti. Napetosti so: 5,2 V, 81,5 V in 8,9 V, vendar rezultati takih izračunov v praksi niso primerni. Zato je treba nekatere količine določiti s formulami za inženirsko ocenjevanje. Na primer, trifazni ireverzibilni rektifikacijski sistem na splošno uporablja formulo UL=({{20}}.9 ~1.{{30}})·Ud ocena , če je stran DC filtrirana z elektrolitskim kondenzatorjem, se bo povprečna vrednost izhoda povečala, kar je na splošno ocenjeno s formulo UL=Ud/2½; če je stran enosmernega toka stabilizirana s kondenzatorjem in regulatorjem napetosti s tremi sponkami, je treba za razširitev območja stabilnosti napetosti Ud na splošno povečati za 3 ~ 6 V in nato oceniti s formulo UL=({ {42}}.9 ~ 1.0) · Ud. Tako določene tri sekundarne napetosti so: UL7=0.9×7=6.3V, UL110=110/2½=78V, UL12=16×0.{ {43}}.4V.
1. Sekundarni primer izračuna toka in določitve zmogljivosti
Sekundarni tok je treba določiti glede na velikost bremenskega toka in usmerniškega vezja. Na sliki 1 je uporabljeno trifazno mostično usmerniško vezje, efektivne vrednosti treh sekundarnih tokov pa so pridobljene z uporabo formule I2=(2/3)½Id: 3,26 A, 6,5 A, 1,63 A , dobite 3 sekundarne napetosti in tokove. Po načelu, da sta primarna in sekundarna moč transformatorja približno enaki, lahko dobimo primarni tok I1=1.45A, zmogljivost transformatorja je S=953VA in model transformatorja je izbran glede na 1,5kVA.
1. Določitev načina povezave sekundarnega navitja
Navitja trifaznega transformatorja se lahko po potrebi povežejo v obliki zvezde ali trikota. Trifazna usmerjevalna vezja se običajno uporabljajo za usmerjanje z visoko močjo (to je moč obremenitve nad 4 kW), transformatorji pa so običajno povezani v dve vrsti: Y/Δ in Δ/Y. Povezava Δ/Y lahko povzroči, da ima tok daljnovoda dva koraka, kar je bližje sinusnemu valu, harmonični vpliv pa je majhen, več pa se uporablja krmiljeno rektifikacijsko vezje; povezava Y/Δ lahko zagotovi enofazno napajanje z izmeničnim tokom, kar zmanjša sekundarni tok navitja se običajno uporablja v visokozmogljivih diodnih usmerniških vezjih; za trifazne transformatorje majhne moči je včasih povezan v tip Y/Y, čeprav bo ta način povezave v električno omrežje vnesel harmonike. Toda navsezadnje je njegova moč majhna in njen vpliv majhen. Skratka, pri izbiri ne smemo upoštevati le vpliva na električno omrežje, temveč tudi minimizirati tok navitij in zmanjšati stopnjo izolacije navitij. Na sliki 1 sta toka 7V in 12V razmeroma majhna, napetost je nizka in izbrana je zvezdasta povezava; tok 110 V je velik in napetost ni previsoka, izbrana je povezava v obliki črke Δ, ki lahko močno zmanjša tok v navitju, zmanjša premer žice za navijanje in podaljša dolžino navitja. Življenjska doba; čeprav je omrežna napetost primarnega navitja visoka (380 V), je zmogljivost transformatorja le 2 kW, primarni tok pa 1,45 A, tako da lahko zvezdasta povezava zmanjša napetost navitja in izolacijo navitja.
Zasnova vezja usmernika
Trifazno usmerniško vezje ima običajno trifazno polvalovno usmerniško vezje in trifazno mostično usmerniško vezje. Ker je povprečna izhodna napetost trifaznega mostičnega usmerniškega vezja visoka, napetostno valovanje majhno in kakovostni faktor visok, se pogosto uporablja mostično usmerniško vezje. Izbira vrste diode na roki mostu je v glavnem določena z njeno nazivno napetostjo in nazivnim tokom, nazivni tok in napetost pa sta določena s povprečnim tokom in napetostjo obremenitve. Formula za izračun je: ID=(1/3)½·Id, ID( AV)=ID / 1,57, UDn=(1 ~ 2) 2½·U2, model usmernika lahko določite tako, da preverite priročnik za diode z ID (AV) in UDn.
Zasnova vezja za filtriranje in stabilizacijo napetosti
1), vezje filtra in izbira naprave
Usmerniško filtrsko vezje ima običajno filtrirna vezja, kot so kondenzatorji, induktorji in RC. Induktivno filtriranje se izvede z uporabo induktivnosti za ustvarjanje nasprotne elektromotorne sile pulzirajočemu toku in zaviranje spremembe toka. Večja kot je induktivnost, boljši je učinek filtriranja. Običajno se uporablja na področju, kjer je tok obremenitve velik in zahteve za filtriranje niso visoke. RC filtrsko vezje je filtrirno vezje, ki se uporablja za povezovanje uporov in kondenzatorjev. Ker bo upor zmanjšal del enosmerne napetosti, se bo enosmerna izhodna napetost zmanjšala, zato je primeren samo za tokokroge z majhnim tokom. Filtriranje kondenzatorja je uporaba učinka polnjenja in praznjenja kondenzatorja, da postane popravljena izhodna napetost stabilna, amplituda napetosti pa se poveča, učinek filtriranja je dober in je primeren za različna usmerniška vezja. Izbira filtrskega kondenzatorja je predvsem določitev vrste, zmogljivosti in vrednosti vzdržljive napetosti. Običajno uporabljeni usmerniški filtrski kondenzatorji vključujejo aluminijeve elektrolitske, tantalove elektrolitske, poliestrske in monolitne kondenzatorje. Aluminijasti elektrolitski kondenzatorji imajo velik tok uhajanja, nizko vzdržljivo napetost in delovno temperaturo (do plus 70 stopinj), vendar veliko zmogljivost; tantalovi elektrolitski kondenzatorji imajo majhen uhajajoči tok, višjo vzdržljivo napetost in delovno temperaturo kot aluminijevi elektrolitski kondenzatorji in se običajno uporabljajo za kraje z višjimi zahtevami; poliestrski kondenzatorji imajo veliko izolacijsko upornost, nizko izgubo, nizko delovno temperaturo (do plus 55 stopinj), majhno zmogljivost, vendar visoko vzdržljivo napetost; monolitne kondenzatorje je mogoče narediti majhne velikosti in visoke vzdržljive napetosti. Zmogljivost in toplotna zmogljivost sta relativno stabilni, vendar je zmogljivost majhna. Na splošno, ko je popravljeni izhodni tok velik, je treba za filtriranje in stabilizacijo napetosti uporabiti elektrolitske kondenzatorje; če je izhodni tok majhen, lahko za filtriranje uporabimo navadne kondenzatorje ali elektrolitske kondenzatorje. Če ima enosmerna izhodna napetost zahteve glede koeficienta valovanja ali da preprečite visokofrekvenčni šum, uporabite elektrolitske kondenzatorje. Bolje jih je uporabljati vzporedno z nepolarnimi kondenzatorji majhne kapacitete: kondenzatorji majhne kapacitete lahko filtrirajo harmonike visokega reda v pulzirajočem enosmernem toku in elektrolitski kondenzatorji lahko filtrirajo nizkofrekvenčne komponente velike vrednosti, območje stabilizacije napetosti pa je široko in učinek dober. Usmeritveno in filtrirno vezje ne zahteva prevelike kapacitete in vzdržljive napetosti kondenzatorja. Na splošno je zmogljivost kondenzatorja ocenjena glede na izhodni tok. Če je izhodni tok velik, bo zmogljivost velika; če je tok majhen, bo tudi zmogljivost majhna. Če pa je kapaciteta prevelika, bo vrednost izhodne napetosti zmanjšana, če pa je premajhna, bo valovanje napetosti veliko in nestabilno. Za določitev zmogljivosti glejte tabelo 1. Vrednost vzdržljive napetosti je običajno 1,5- do 2-kratna delovna napetost priključenega vezja.
2), vezje regulatorja napetosti in izbira naprave
Obstajata dve vrsti vezij za stabilizacijo napetosti: vezje za stabilizacijo napetosti z diskretnimi komponentami in integrirano vezje za stabilizacijo napetosti, med katerimi se integrirano vezje za stabilizacijo napetosti uporablja predvsem za usmerjevalno vezje z nizko napetostjo in majhnim tokom. . Pri izbiri je treba najprej določiti serijo, ali gre za pozitivni napajalnik ali negativni napajalnik, ali je nastavljiv ali fiksen, nato pa izbrati določen model glede na njegovo nazivno napetost in nazivni tok; istočasno, ko je napetostni stabilizator priključen na usmerniško vezje, se nekatere zaščitne komponente, kot je priključitev diode na I/O priključek za preprečitev kratkega stika na vhodnem priključku, povezava majhnega kondenzatorja med vhodnim priključkom in tla, lahko omeji amplitudo vhodne napetosti itd.
Zasnova napajalnika z enosmernim tokom je v teoriji razmeroma preprosta, vendar so potrebne nadaljnje analize, raziskave, praksa in povzetki pri specifičnem inženirskem načrtovanju.
