загрузка...
загрузка...
На головну

схеми випрямлення

  1. I. РОЗРОБКА АЛГОРИТМІВ. ГРАФІЧНЕ ЗОБРАЖЕННЯ (БЛОК-СХЕМИ) І СЛОВЕСНА ЗАПИС АЛГОРИТМІВ
  2. II. Опис схеми флотації
  3. II. Схеми МНЗ.
  4. III. Розрахунок якісно-кількісних показників для схеми
  5. IV. Розрахунок водно-шламової схеми
  6. Автоматичний урівноважений міст. Призначення основних елементів схеми. Принцип роботи приладу
  7. Активні елементи схеми заміщення

Найпростіший випрямляч зазвичай містить: трансформатор, вентиль і навантаження (рис. 3.15).

Малюнок 3.15 - Найпростіший випрямляч

Малюнок 3.16 - Епюри струмів і напруг найпростішого випрямляча

Це, так звана, однофазна однотактна схема випрямлення Випрямлена напруга (Ud) Містить постійну складову (U0) І нескінченний ряд гармонійних складових, перша гармоніка яких має частоту рівну fмережі. За період мережі струм i2 не змінює свого напрямку, тому має місце постійне підмагнічування осердя трансформатора. Струм у первинній обмотці дорівнює сумі струму холостого ходу (ixx) І струму навантаження, перерахованого в первинну ланцюг (i2'), Який не має постійної складової. Форма струму в первинній обмотці (i1) Далека від гармоніки, хоча навантаження активна. У загальному випадку трансформатор має m1 первинних обмоток (фаз мережі) і р фаз у вторинному ланцюзі - число фаз випрямлення, яке називають пульсностью. зазвичай m1  p. Пульсность схеми визначається твором

 , (3.7)

де k - число вторинних обмоток трансформатора

q - число імпульсів струму за період в одній обмотці.

Тому схема рис. 3.15 називається однофазная і однотактна (р = 1 * 1 = 1).

Розглянемо схему з пульсностью р = 2, що наведена на рис.3.17. Тут дві вторинних обмотки і через кожну з них за період мережі протікає один імпульс струму i2' і i2''. Причому, через навантаження вони протікають в одному напрямку, а через вторинні обмотки - в різних напрямках і не створюють постійного підмагнічування сердечника трансформатора. тоді отримуємо  , Тобто схема двухфазная однотактна.

Малюнок 3.17-Двофазний однотактний випрямляч (схема зі  середньою точкою)

Частота першої гармоніки пульсацій вдвічі вище частоти мережі (ТП= Т / 2) і знаходиться через пульсность

 (3.8)

Розглянемо однофазний міст. Його схема приведена на ріс.3.18. Епюри напружень відповідають ріс.3.17б. З огляду на, що тут одна вторинна обмотка, знаходимо пульсность  , Тобто схема однофазная двухтактная. Частота першої гармоніки пульсацій вдвічі вище частоти мережі (як і в попередній схемі). Однак вони розрізняються зворотними напруженнями на вентилях - в схемі рис. 3.17  , А в схемі 3.18  . Крім того, в схемі рис. 3.17 в ланцюзі струму знаходиться тільки один діод, а в схемі 3.18 - два діода. Тому, в низьковольтних випрямлячах краща схема з середньою точкою.

Малюнок 3.18 - Однофазний двотактний випрямляч (однофазний

міст)

Розглянемо трифазний випрямляч.

Трифазна однотактна схема випрямлення приведена на рис. 3.19. Цю схему називають також трифазної з нульовим виводом або трифазної з середньою точкою.

Вона складається з трифазного трансформатора і трьох вентилів VD1, VD2 і VD3. Навантаження включається між точкою з'єднання вентилів і загальною точкою вторинних обмоток трансформатора. На рис. 3.20 представлені епюри струмів і напруг в різних точках схеми.

Малюнок 3.19 - трифазний схема з нульовим виводом

Малюнок 3.20 - Епюри струмів і напруг для схеми рис.3.19

Трифазна двухтактная схема випрямлення (трифазний міст або схема Ларіонова) приведена на рис. 3.21.

Малюнок 3.21 - трифазний двухтактная схема випрямлення

На рис. 3.22 представлені епюри струмів і напруг в різних точках схеми. Напруга на навантаженні є сумою вихідних напруг двох трифазних, однотактний випрямлячів, кожен з яких використовує свою півхвилю фазної напруги Ud= Ud1+ Ud2.

Малюнок 3.22 - Епюри струмів і напруг для схеми ріс.3.21

З огляду на, що тут три вторинних обмотки, знаходимо пульсность  . Частота першої гармоніки пульсацій .

Існують і інші схеми випрямлення з пульсностью 9, 12, 18, 24, 48, 96 і т.д. Це спеціальні схеми, так звані, многопульсние випрямлячі. Для прикладу, на ріс.3.23 наведена схема 12-пульсная випрямляча. Вона являє собою послідовне з'єднання двох трифазних мостових схем. Тут використовується трансформатор з трьома обмотками. Вторинних обмоток дві: одна з'єднується в зірку, а друга в трикутник, тому вторинна напруга виявляються зсунутими по фазі на кут 30о. Кожна з вторинних обмоток підключена до мосту, а так як мости включені послідовно, то сума напруг  містить 12-кратні пульсації.

Малюнок 3.23 - 12- пульсная схема випрямлення

Отримаємо кількісні співвідношення для різних схем випрямлення.

3.4 Розрахункові співвідношення для некерованих випрямлячів

Некерований випрямляч характеризується рядом показників до яких відносяться, вихідна напруга - U 0, Коефіцієнт пульсацій - ДоП, Частота першої гармоніки пульсацій - fп, Коефіцієнт випрямлення і ін. Знайдемо ці показники для різних схем випрямлення.

найпростіший випрямляч (Рис. 3.15, пульсность р = 1). Форма вихідної напруги наведена на рис. 3.24а.

Миттєве напруга Ud на інтервалі  підкоряється закону косинуса (повторює напруга U2)

 (3.9)

Середнє значення вихідної напруги одно

 . (3.10)

Малюнок 3.24 - Вихідна напруга при різній пульсності

ставлення

 (3.11)

називають коефіцієнтом випрямлення. Він показує ступінь використання трансформатора. Для нашого випадку

 (3.12)

тобто досить низька величина.

Знайдемо тепер коефіцієнт пульсацій по першої гармоніці.

Якщо грубо прийняти напруга Ud гармонійним і вважати, що його амплітуда  , то  . Тому, такі схеми без згладжуючих фільтрів не використовують.

Зворотна напруга на вентилі одно Uобр = Um2.

Для двофазної однотактной схеми (Рис. 3.17 пульсность р = 2).

Середнє значення (постійна складова) вихідної напруги (ріс.3.24 б) одно

 (3.13)

Коефіцієнт випрямлення дорівнює

 (3.14)

Якщо грубо прийняти напруга Ud гармонійним і вважати, що  , то  . Якщо ж періодичну криву напруги Ud розкласти в ряд Фур'є і виділити першу гармоніку, то отримаємо ДоП = 0,667. Це відповідає аналітичного вираженню

 , (3.15)

яке справедливо при  . Частота першої гармоніки пульсацій кратна частоті мережі

Наведені співвідношення дійсні і для мостової схеми (ріс.3.18), оскільки їх пульсності однакові (р = 2). Різними в цих схемах будуть зворотні напруги на вентилях, які відповідно рівні:

 для р = 2 * 1 = 2 (3.16)

 для р = 1 * 2 = 2 (бруківка схема).

 Для трифазного однотактной схеми (Рис. 3.19 пульсность р = 3). Форма вихідної напруги наведена на рис. 3.24 ст.

Середнє значення вихідної напруги (ріс.3.24в) одно

 (3.17)

Вийшла універсальна формула, справедлива при

 (3.18)

Якщо р = 2, то

Якщо р = 3, то

Коефіцієнт випрямлення дорівнює

 (3.19)

Що істотно вище, ніж в попередніх схемах.

Якщо вважати, що пульсації гармонійні і їх подвійна амплітуда

 , звідки

тоді

При точному розкладанні напруги Ud на гармоніки, відповідно до виразу (3.15) отримуємо ДоП = 0,25.

Зворотна напруга на вентилі одно лінійному:

 (3.20)

 Для трифазного двухтактной схеми (Рис. 3.21 пульсность р = 6) отримуємо:

 (3.21)

У схемі випрямлення вторинні обмотки включені зіркою, тому Um2 слід помножити на .

 (3.22)

КП = 0,057

При включенні вторинних обмоток трикутником множник  не потрібен і  . Видно, що з ростом пульсності, росте коефіцієнт використання трансформатора і зменшується коефіцієнт пульсацій. Тому схема Ларіонова набула широкого поширення в перетворювальної техніки.

У 12- пульсної схемою випрямлення, яка приведена на рис. 3.23 коефіцієнт пульсацій становить всього 1,4% і тому вона може застосовуватися без фільтра, що згладжує.



Попередня   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   Наступна

приклад 2.6.3 | приклад 2.6.4 | Приклад 2.6.5. | приклад 2.6.6 | приклад 2.6.7 | приклад 2.6.8 | приклад 2.6.9 | приклад 2.6.11 | приклад 2.6.13 | Перетворення змінного струму в постійний |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати