Моделирование пульсаций мостового выпрямителя

[UA9OC]

А вообще сопротивление источника учитывается в самом уравнении.

Я не успел посмотреть, и за клаву 
Эти графики очень хорошо иллюстрируют корни расхожего мнения в массах - "никогда выпрямленное не бывает 1,41 от измеренного вольтметром переменного напряжения , врут всё формулы, вот практика - это всё.." .
 Оказывается, нужно не просто ёмкость конденсаторов увеличивать, а ещё и Rs уменьшать, чтоб просадки не было. В свое время это прям открытие было

[SYN]

Просто практически это внутренне сопротивление уменьшить трудно, если только заменой трансформатора на более мощный или хотя бы его перемоткой с использованием более толстого провода, если железа достаточно. Но у нас-то как, используем что есть. Отсюда и мнение. Рассуждений на форумах по этому поводу действительно полно. А так-то конечно, это ведь закон Ома для полной цепи!
 
 
Кстати говоря, одно лишь увеличение емкости конденсаторов практически не увеличивает напряжение, это показывают и графики и расчеты в программе. Но это если говорить о среднеквадратичном выходном напряжении. А вот на уровень пульсаций, что конечно же очевидно, влияет сильно, программа это демонстрирует очень хорошо. При этом в левой части графиков напряжение падает только за счет больших провалов напряжения между импульсами моста, уровень пульсаций там становится огромен, а напряжение практически непригодым для питания каких-либо устройств. Видимо автор диаграмм мерил напряжение не осциллографом, а обычным вольтметром, хотя причину вероятно понимал и возможно в статье, где приведены графики, об этом дал пояснения.

[UA9OC]

Кстати говоря, одно лишь увеличение емкости конденсаторов практически не увеличивает напряжение,

В своё время это для меня было откровение... тогда наткнулся на эти графики, измерил  сопротивление обмоток трансформатора, проводов сети, и всё встало на своё место. Сетевые провода умощнил, трансформатор был от УИП ( прекрасный транс для 4 хГУ50 и с удвоением для ГС-31Б), его перематывать рука не поднялась... ясность наступила, и то хорошо... да и под 1кВт в 1971-72 году с ГС-31Б - уже можно было на 80 м работать с DX уверенно в те времена.

[SYN]

Игорь, Вы когда-нибудь коэффициент использования трансформатора считали? Или может кто-то еще в этом поднаторел. Справочные данные дают для моста коэффициент 1,23. При разных исходных данных у меня чаще всего получается меньше (хотя в редких случаях и 1,25). Я беру импульсы тока до моста (что бежит в обмотке трансформатора), т.е. один импульс в плюс, второй в минус. Получаю разложением Фурье такие, как пример, коэффициенты.

Код: [Выделить]

  гарм. |К|
  ---------
  0   0.000 - постоянного тока нет
  1   0.407 - первая гармоника
  2   0.000
  3   0.326
  4   0.000
  5   0.201
  6   0.000
  7   0.087
  8   0.000
  9   0.046
В данном случае коэффициент первой гармоники равен 0,407. Далее, как пишут в справочниках, беру 1-ю гармонику тока, умножаю на ЭДС и полученную мощность сравниваю с мощностью постоянного тока в нагрузке, которую считаю от среднеквадратичного значения напряжения на ней. Есть еще всякие мысли, но этот метод вроде по литературе. Согласны с алгоритмом или нет?

[SYN]

Пробовал интегрировать мгновенную мощность за период, совпадение с расчетом по 1-й гармонике есть, но почему-то не всегда. Похоже метод эквивалентного генератора надо вспоминать, заменить трансформатор источником синусоидальной ЭДС и источниками тока 3-й и 5-й гармоник.

[Игорь 2]

Игорь, Вы когда-нибудь коэффициент использования трансформатора считали?

Не, не приходилось...

[SYN]

Ладно, ничего. Я тут неспешно, если времечко появляется, стараюсь обдумывать этот вопросец.   

[Игорь 2]

 

[SYN]

Проги обновил, ссылки прежние. Добавлены параметры, число импульсов расчета увеличено со 150 до 500. Дискретизация увеличена, для алгоритма преобразования Фурье, до 2048 отсчетов на импульс.

[SYN]

Занялся еще раз коэффициентом использования мощности трансформатора. В первом варианте проги расчет этого коэфффициента упрощенный, теперь все по науке, с учетом 25-ти гармоник. Новый вариант еще не откомпилировал, сделаю на следующей неделе.

Вот пример одного из расчетов, мощность трансформатора нагруженного на диодный мост с емкостным фильтром и нагрузкой.

Код: [Выделить]

pt = 269.932     Активная мощность
qt = -21.342     Реактивная мощность
tt = 321.881     Мощность искажений
st = 420.626     Полная мощность
kpt = 0.642     Коэффициент мощности

 
Полная мощность считается по формуле ниже. Активная мощность считается как обычно, через косинусы и сумму на гармошках или как интеграл по мгновенной мощности.

И еще один часто обсуждаемый вопрос, вводящий в ступор, разобрался в нем попутно, и ответ такой, что проще не бывает. Что за коэффициент 1,23 для диодного моста (без емкости). А все элементарно. Отношение действующего значения напряжения к средневыпрямленному равно 0,707/0,636 = 1,111. А учитывая, что мощность квадратична напряжению получается 1,111^2 = 1.23. Новый расчет через гармоники это число полностью подтверждает.

В формуле U и I (те, что не под корнем) - действующие значения напряжения и тока несинусоидальной формы, ну а с номерами гармоники. 

Ну и стоит ли делать вывод всех этих мощностей или они нафиг никому не интересны и достаточно полной и активной мощности? 

[SYN]

Файлы заменены. Теперь полная мощность трансформатора считается совершенно честно, через 35 гармоник (можно больше, но смысла уже нет), с учетом всех присутствующих видов мощности. Расчет гармоник напряжения производится с учетом искажения синусоиды во время действия импульсов тока, заряжающих кондер. Добавлен расчет действующего тока через диод и действующего тока вторичной обмотки трансформатора. С другой стороны, полную мощность трансформатора проще вычислить через поиск действующих значений несинусоидального тока и напряжения (т.е. можно обойтись без преобразования Фурье), вычислительных мощей нужно меньше, но мощность искажений таким методом рассчитать не получиться (хотя выводить я ее все равно не стал), да и потом уже сделано через гармоники, переделывать лень, все равно результат получается тот же самый, это проверено. Мощность трансформатора S считается из условия постоянной, неснижающейся, заданной нагрузки.