ПЛАН
Назначение и структурная схема электронного выпрямителя.
Сглаживающие фильтры.
Управляемые выпрямители. Трехфазные выпрямители.
ВОПРОС 1. Назначение и структурная схема электронного выпрямителя
Выпрямителем называется статический преобразователь переменного тока в постоянный, который используется в ряде отраслей промышленности (транспорт, электрохимия, питание электронной аппаратуры и т. д.).
Для преобразования переменного тока в постоянный служат электрические вентили различных типов: электронные (кенотроны), полупроводниковые (германиевые, кремниевые и др.), ионные (газотроны, тиратроны и др.).
Каждый вентиль характеризуется следующими параметрами: амплитудой тока, средним значением тока, амплитудой обратного напряжения, внутренним сопротивлением.
| Схемы соединения вентилей: а - параллельного, б - последовательного |
|
Амплитуда тока вентиля ограничивается насыщением (кенотроны с вольфрамовым катодом) или началом разрушения катода (кенотроны с оксидированным катодом, газотроны, тиратроны).
Среднее значение тока определяет тепловой режим вентиля, так что повышение среднего значения тока поведет к перегреву вентиля.
Амплитуда обратного напряжения - это то наибольшее напряжение, которое может быть приложено к вентилю в обратном (непроводящем) направлении, не подвергая его опасности пробоя.
Внутреннее сопротивление определяет потери энергии и падение напряжения в вентиле.
|
| Рис. 1. Двухполупериодная схема выпрямления: а - кенотронного, б - полупроводникового |
|
| Рис. 2. Кривые напряжений в двухполупериодной схеме выпрямления: а - в фазах вторичной обмотки, б - на нагрузке |
Таким образом, в нагрузке ток проходит в неизменном направлении
ВОПРОС 2. Сглаживающие фильтры
Выпрямленное напряжение при любой схеме выпрямления помимо постоянной составляющей U0 (среднее значение) содержит переменную составляющую (пульсацию), амплитуда Um~ и частота f1 которой зависят от схемы выпрямления. Пульсация напряжения оказывает вредное влияние - увеличивает потери, создает помехи и др. Поэтому выпрямленное напряжение обычно непригодно для питания потребителя и необходимо уменьшить его пульсацию, для чего устанавливают сглаживающий фильтр между выпрямителем и приемником энергии. Степень ослабления пульсации сглаживающим фильтром определяется коэффициентом сглаживания, равным отношению амплитуд переменных составляющих напряжений на входе и выходе фильтра:
|
Фильтры могут быть емкостные, индуктивные и индуктивно-емкостные. В емкостном фильтре (рис. 3)конденсатор С включен параллельно нагрузке и напряжение на конденсаторе равно напряжению на нагрузке.
|
| |
| Рис. 3 Емкостный фильтр. | Кривая выпрямленного напряжения и тока в вентиле при емкостном фильтре |
Когда напряжение вторичной обмотки трансформатора больше напряжения на нагрузке (u2 > uн), вентиль Д открыт и через него проходит ток iB, заряжающий конденсатор iс и питающий нагрузку iH, т. е. iB = ic + iн.
При заряде конденсатора uн повышается. При u2 < uн вентиль закрывается и начинается разряд конденсатора на нагрузку. Напряжение при этом понижается.