Випрямні пристрої та їх характеристики
1. Структурна схема і параметри випрямлячів
ВИПРОСТУВАЧ - це пристрій, що перетворює змінний струм в постійний.
Структурна схема випрямляча
В
Трансформатор регулює напругу до необхідної величини.
Вентильна група містить елементи з односторонньою провідністю: випрямні діоди в некерованих випрямлячах і тріністори - у керованих випрямлячах.
Згладжувальні фільтри призначені для зменшення пульсацій випрямленої напруги.
Стабілізатор напруги підтримує незмінним напруга на навантажувальними резисторами R н .
Існують однофазні та трифазні, керовані і некеровані випрямлячі.
2. Однофазні випрямлячі. Схеми, принцип дії, параметри і характеристики
Для випрямлення однофазного змінного напруги застосовують три схеми:
1 Однополуперіодна;
2 двухполуперіодним бруківка;
3 двухполуперіодним трансформаторна (з виводом середньої точки).
Однополуперіодна схема - в якій струм проходить через вентиль тільки протягом одного напівперіоду змінної напруги джерела.
Двухполуперіодні схеми - у яких струм проходить через вентильну групу протягом двох напівперіодів змінної напруги джерела.
Розглянемо співвідношення параметрів в випрямлячах при наступних припущеннях:
1) Індуктивний опір розсіювання трансформатора і активний опір його обмоток дорівнюють нулю;
2) Опір вентиля в прямому напрямку одно нулю, а у зворотному одно нескінченності.
Однополуперіодний однофазний випрямляч
Тимчасові діаграми напруг і струмів:
Визначимо постійну складову випрямленої струму:
В
В
.
Так як, то
В
. br/>
Але так як, тобто , то
В
або
.
Постійна складова напруги, виражена через максимальне значення:
.
Постійне складова напруги, виражена через діюче значення:
В
Таким чином, в даній схемі максимальна напруга на діод
,
тобто напруга на діоді в три рази більше, ніж на навантаженні.
Середнє значення струму діода в цій схемі.
Величину пульсацій випрямленої напруги характеризують коефіцієнтом пульсацій
,
де U 1m - Амплітуда змінної складової напруги, що змінюється з частотою повторення імпульсів, тобто амплітуда першої гармоніки.
Для однополуперіодної схеми
, а.
Недоліки схеми:
1) велике значення коефіцієнта пульсацій;
2) напруга на навантаженні майже в 3 рази менше, ніж на діод;
3) постійна складова випрямленої струму значно менше струму у вторинній обмотці трансформатора, що призводить до його недостатнього використання по струму.
двухполуперіодним бруківка схема
В
I 0 в 2 рази більше, ніж у однополуперіодної схемою. Тому:
В
;
;
Частота випрямленого струму в 2 рази більше, ніж у мережі. p>.
двухполуперіодним схема з висновком середньої точки вторинної обмотки трансформатора
В
В
Це фактично поєднання двох однополуперіодних випрямлячів, включених на навантажувальний резистор R н в різні фази.
Співвідношення параметрів в даній схемі такі ж, як і в мостовий схемою.
Переваги двухполуперіодних випрямлячів порівняно з однополуперіодним:
Середнє значення випрямлених струму і напруги в 2 рази більше, а пульсації менше.
Але двухполуперіодні випрямлячі мають складнішу конструкцію і вартість.
Порівняння двухполуперіодних схем:
1) Мостова схема конструктивно простіше, її габарити, маса і вартість нижча, ніж трансформаторної схеми.
2) Максимальна зворотна напруга на закритих діодах в бруківці схемою в 2 рази менше (на кожен з двох діодів припадає половина напруги).
3) Але в бруківці схемою необхідно в 2 рази більше діодів.
При випрямленні струмів I> I прmax для одного діода паралельно включають однотипні діоди з додатковими опорами:
В
Величини струмів визначаються їх опорами в прямому напрямку. Але опору діодів в прямих напрямках R ДПР навіть для однотипних діодів різні. Для вирівнювання струмів діодів послідовно включають додаткові опори. Причому R д у 5 ... 10 разів більше R ДПР . br/>В
При випрямленні напруги, що перевищує максимально допустимий для діода U обр.max , використовують послідовне з'єднання діодів, шунтуватися резисторами.
При цьому зворотне напруга на діодах розподіляється відповідно до їх зворотн...
