Выпрямители тока и их назначение. Назначение выпрямителя

Выпрямители тока и их назначение

Для питания различных электроприборов необходима энергия, но потребляют они её в формате переменного тока. Однако между собой все устройства-пользователи отличаются. Поэтому важно, чтобы подаваемый ток был нужного типа.

Для работы определённых потребителей требуется именно переменный, а для иных – постоянный.

И чтобы перевести один в другой нужен специальный прибор – выпрямитель тока.

По своей сути, это преобразователь энергии полупроводникового типа. Такие устройства используются для трансформации переменного тока в постоянный (выпрямляют синусоиду). Прибор подключается в цепочке между приспособлением-пользователем и источником питания.

Потребность применения выпрямителей возникает в случае, если требуется электроэнергия из сети переменного тока.

 

Использование и назначение

Выпрямители тока активно применяют для обеспечения работы самых разных устройств:

• компьютерных блоков питания;
• бесперебойников;
• зарядных приборов для ноутбуков и мобильных телефонов;
• электроприводов;
• подстанций;
• электронных схем и пр.

Другими словами, даже для функционирования какого-либо механизма, что требует постоянного тока от сети с переменным, необходимо это приспособление. Однако стоит правильно выбирать выпрямитель.

Особенности и виды

Главная задача устройства заключается в выравнивании электротока, и если предусмотрена только эта функция, то строят выпрямитель с двумя неуправляемыми вентилями (называют диодами). Однако когда прибор используется для регулирования показателя напряжения, что поступает к потребителю, то принцип конструкции другой.

В таких случаях используют выпрямитель с управляемыми вентилями (тиристорами). Подключения подобных устройств, в частности, требуют электродвигатели постоянного тока.

Опция управления вентилями позволяет задавать параметры скорости вращения ротора.

Отличаются агрегаты и в зависимости от источника питания и уровня мощности. Согласно первому параметру, они бывают трёх- и однофазными. По второму признаку выпрямители различаются на:

• мощные;
• силовые;
• с малыми показателями измерения.

Принимаются во внимание также параметры пульсаций: коэффициент, частота и сила. Подбирают их согласно техническим показателям потребителей. Перед покупкой устройства обязательно следует обратить внимание на эти характеристики и сравнить их с требованием прибора-потребителя.

Используют также выпрямители и для зарядки, коллекторных транзисторов, свинцово-кислотных аккумуляторов. Powerelectro.ru – здесь можно приобрести и сами устройства, и другие электроприборы, включая АКБ разных производителей. Покупать лучше агрегаты в сборе, что позволит оптимизировать и быстро наладить их работу.

Особенности и принцип функционирования

Работа самого простого агрегата основывается на использовании свойств диодов давать ход электричеству в едином направлении. При этом, пропуская через себя синусоидальную волну, прибор её «обрезает». Положительная получасть идёт к схеме, а отрицательная – исчезает, её «гасит» диод.

Электроток, что получается вследствие этой операции носит название однополупериодного пульсирующего. Диод пропускает его только наполовину. При этом электроток сильно пульсирует, показатели скачут от 0 до максимального параметра.

Двухпериодные модели выпрямителей включают в себя схему из четырёх диодов. Они соединены так, что обе части волны попадают к схеме.

Однако отрицательный обрезок «переворачивается». Этот ток тоже пульсирует, но к схеме идёт двухполупериодный, а колебания будут меньшей силы.

При этом такие агрегаты представляют собой 2 однополупериодных, что включены по встречно-параллельному принципу по отношению друг к другу.

dekormyhome.ru

Цель работы

Лабораторная работа 3

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ДИОДА И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ НА ИХ ОСНОВЕ

Исследовать электрические свойства полупроводникового диода и работу выпрямительных схем с фильтрами для получения постоянного электрического тока от источника переменного тока.

Теоретические сведения Назначение выпрямителей тока

Выпрямители тока служат для преобразования энергии переменного электрического тока в энергию постоянного тока (т.е. имеющего постоянную полярность и величину ЭДС).

Как правило, такое преобразование осуществляется с определенными потерями энергии (КПД колеблется от 10 до 80 % в зависимости от конструкции выпрямителя).

Процесс выпрямления базируется на свойстве односторонней проводимости диодов, вентилей. Кроме них, выпрямитель содержит силовой трансформатор, сглаживающий фильтр низких частот, элемент коммутации, индикации, иногда автоматического регулирования (стабилизации) выходного напряжения (или тока) и защиты от перегрузки и саму нагрузку (потребитель электроэнергии).

Принцип действия р-n-перехода

Чаще всего в качестве выпрямительных вентилей используются полупроводниковые диоды, базирующиеся на р-n-переходе.

При введении в полупроводниковый кристалл примесных атомов его проводимость резко возрастает. В зависимости от характера примеси (донорная или акцепторная) полупроводник приобретает электронную или дырочную проводимость.

Если в полупроводниковой пластине создать два слоя один с электронной, а второй с дырочной проводимостью, то между ними образуется электронно-дырочный переход, обладающий вентильными свойствами.

Так как концентрация электронов в n-области намного больше концентрации электронов в р-области, то образующийся значительный градиент способствует диффузии электронов в р-область. Вблизи границы раздела они рекомбинируют (взаимоуничтожаются) с дырками. Каждый из диффундировавших электронов (носитель отрицательного заряда) создает перераспределение заряда на границе р-n-перехода.

По аналогичной причине происходит диффузия дырок в n-область. В результате на границе раздела слоёв р- и n- образуются области, обеднённые основными носителями.

Нескомпенсированные положительные донорные ионы ("дырки") в n-области у границы перехода и нескомпенсированные отрицательные акцепторные ионы (электроны) в р-области (тоже вблизи границы) создают дипольный слой с электрическим полем, направленным от n- к р-области.

Создаваемый этим полем скачок потенциала (потенциальный барьер) препятствует дальнейшей (т.е. свободной) диффузии основных носителей.

В результате устанавливается динамическое равновесие между р- и n-областями, при котором область около перехода обеднена основными носителями и образуются устойчивые слои объемного заряда. Общий ток через р-n-переход в этом случае равен нулю. Это верно, если к р-n-переходу не приложено внешнее напряжение.

Если р-n-переход включен в прямом направлении (рис. 1а), то при этом за счет внешнего напряжения Ud потенциальный барьер между р-n-областями снижается и ток через р-n-переход резко возрастает ( до того существовал лишь дрейфовый ток неосновных носителей, т.е. электронов из р-области в n-область и "дырок" из n-области в р-область).

При обратном включении (рис. 1б) потенциальный барьер повышается и через прибор протекает ток, на несколько порядков меньший, чем при прямом включении. Этот ток называют обратным, или тепловым, током р-n-перехода. Величина обратного тока существенно зависит от температуры окружающей среды (с ростом температуры он растёт).

Описанным свойствам р-n-перехода соответствует вольтамперная характеристика конкретного, германиевого, диода Д7 (для лучшего отображения масштабы Iобр и Uобр изменены).

studfiles.net

Выпрямители переменного тока

Выпрямители переменного тока

Подробности Категория: Электротехника

Paste a VALID AdSense code in Ads Elite Plugin options before activating it.

class="eliad">

Выпрямители переменного тока

Электростанции вырабатывают переменный ток. Однако 25-30% электрической энергии используется в устройствах, работающих на постоянном токе. Для преобразования переменного тока в постоянный ток применяют выпрямители.Для выпрямления переменного тока раньше использовались электромагнитные преобразователи, ртутные, ионные, электронные лампы. В настоящее время в основном применяются полупроводниковые выпрямители. Они проще по конструкции, меньше по размерам, надежнее при эксплуатации, удобнее при обслуживании и имеют более высокий КПД.

Полупроводники по электропроводимости занимают промежуточное место между проводниками и изоляторами. Для них характерно наличие двух типов проводимости: электронной, или  n-проводимости, за счет свободных электронов; дырочной, или p-проводимости, за счет валентных электронов (дырок). Введение определенных примесей позволяет получать полупроводники проводимости n- или p-типа. Если полупроводник имеет две зоны с различными типами проводимости, то на их границе образуется n-p-переход, обладающий односторонней проводимостью электрического тока.

Действительно, при подключении положительного полюса источника к зоне с проводимостью р-типа, а отрицательного — к зоне с проводимостью n-типа дырки будут отталкиваться положительным потенциалом источника тока, а электроны — отрицательным. В результате этого они движутся навстречу друг другу, частично рекомбинируя в зоне перехода, а затем притягиваются к электродам источника питания, обеспечивая прохождение электрического тока через диод (рис. справа, а). Если же последний подключить иначе (рис. справа, б), то зона перехода обедняется носителями зарядов, а его сопротивление резко возрастает и ток через диод не проходит.

Одностороннюю проводимость диода демонстрируют с помощью установки, схематически изображенной на рис. слева.

Такая конструкция диода имеет специфическую зависимость тока от напряжения и имеет вид «клюшки». Для резистора вольт-амперная характеристика имеет вид прямой линии.

 

Для наблюдения осциллограммы вольт-амперной характеристики диода, выражающей зависимость величины проходящего через него тока от приложенного напряжения, собирают установку, изображенную на рис. справа, а. Используя вольт-амперную характеристику диода, можно объяснить его свойство выпрямлять переменный ток, нарисовав графики тока и напряжения (рис. справа, б). Если включить генератор развертки осциллографа в установке, то можно наблюдать осциллограмму выпрямленного тока.

Для проводника развернутая диаграмма тока имеет вид синусоиды. 

С помощью выпрямителей получают пульсирующий ток, направление которого не меняется, а меняется величина.  Для  того, чтобы сгладить   пульсацию   тока, последовательно  с диодом включают дроссель (катушка с сердечником), а параллельно — конденсаторы большой емкости (рис. слева). Дроссель и конденсаторы представляют собой фильтр, который сглаживает пульсацию тока. На выходе выпрямителя получают постоянный ток по величине и направлению.

Для выпрямления переменного тока используют три вида выпрямителей: однополупериодный (рис. справа, а), двухполупериодный со средней точкой (рис. справа, б) и двухполупериодный по мостовой схеме (рис. справа, в).Полупроводниковые диоды разнообразны по конструкции и назначению. Для сильных токов применяют плоскостные диоды, а для слабых токов — точечные диоды.

Paste a VALID AdSense code in Ads Elite Plugin options before activating it.

class="eliad">

technologys.info

Выпрямитель - Применение

Химия - Выпрямитель - Применение

01 марта 2011

Оглавление:1. Выпрямитель2. Применение3. Характеристики4. Однофазные выпрямители5. Двухфазные выпрямители со сдвигом фаз 180°6. Двухфазные выпрямители со сдвигом фаз 90°7. Трёхфазные выпрямители8. N-фазные выпрямители

Выпрямление электрического тока

Выпрямители обычно используются там, где нужно преобразовать переменный ток в постоянный ток.

Блоки питания аппаратуры

Применение выпрямителей в блоках питания радио- и электроаппаратуры обусловлено тем, что обычно в системах электроснабжения зданий или транспортных средств применяется переменный ток, и выходной ток любого электромагнитного трансформатора, применённого для гальванической развязки цепей или для понижения напряжения, всегда переменный, тогда как в большинстве случаев электронные схемы и электродвигатели целевой аппаратуры рассчитаны на питание током постоянного напряжения.

• Блоки питания промышленной и бытовой радио- и электроаппаратуры).

• Блоки питания бортовой радиоэлектронной аппаратуры транспортных средств.

Выпрямители электросиловых установок

• Выпрямители питания главных двигателей постоянного тока автономных транспортных средств и буровых станков.

Как правило, на автономных транспортных средствах для получения электроэнергии применяют генераторы переменного тока, так как они имеют большую мощность при меньших габаритах и весе, чем генераторы постоянного тока. Но для приводов движителей транспорта обычно применяются двигатели постоянного тока, так как они позволяют простым переключением полюсов питающего тока управлять направлением движения. Это позволяет отказаться от сложных, тяжёлых и ненадёжных коробок переключения передач. Также применяется и для привода бурильных станков буровых вышек.

• Преобразователи бортового электроснабжения постоянного тока автономных транспортных средств: автотракторной, железнодорожной, водной, авиационной и другой техники.

Генерация электроэнергии на транспортном средстве обычно производится генератором переменного тока, но для питания бортовой аппаратуры необходим постоянный ток. Например, в легковых автомобилях применяются электромеханические или полупроводниковые выпрямители.

Сварочные аппараты

В сварочных аппаратах постоянного тока применяются чаще всего мостовые схемы на мощных кремниевых выпрямительных диодах — вентилях, с целью получения постоянного сварочного напряжения и тока. Он отличается от переменного тем, что при использовании его сильнее нагревается область дуги около положительного её полюса, что позволяет либо осуществлять щадящую сварку свариваемых деталей преимущественно плавящимся сварочным электродом, либо экономить электроды, осуществляя резку металла электродуговой сваркой.

Применение выпрямителей для преобразования переменного тока в постоянный вызвало понятие среднего значения тока по модулю за период. При двухполупериодном выпрямлении среднее значение по модулю определяется как среднеарифметическое значение всех ординат обеих полуволн за целый период без учета их знаков (т. е. полагая все ординаты за период положительными, что и имеет место при двухполупериодном идеальном выпрямлении.

Приемниками электроэнергии с нелинейными характеристиками являются в первую очередь всевозможные преобразовательные установки переменного тока в постоянный, использующие различные вентили.

Сюда относятся выпрямительные установки для:

• железнодорожной тяги
• городского электротранспорта
• электролиза
• питания приводов прокатных станов
• возбуждения генераторов электростанций

В качестве вентилей до последнего времени использовались в основном ртутные выпрямители. В настоящее время широкое применение находят преимущественно кремниевые полупроводниковые выпрямители. Внедряются тиристорные выпрямители.

Обычно выпрямительные установки выполняются большой мощности и присоединяются через специальные трансформаторы к питающей сети на напряжении 6 — 10 кВ. Выпрямительные установки небольшой мощности выполняются по трехфазной схеме с нулевым выводом.

Вентильные блоки преобразовательных подстанций систем энергоснабжения

• Для питания главных двигателей постоянного тока прокатных станов, кранов и другой техники

Энергоснабжение заводов осуществляется электросетью переменного тока, но для приводов прокатных станов и других агрегатов выгоднее использовать двигатели постоянного тока по той же причине, что и для двигателей транспортных средств.

• Для гальванических ванн для получения цветных металлов и стали, нанесения металлических покрытий и гальванопластики.

• Установки электростатической очистки промышленных газов

• Установки очистки и обессоливания воды

• Для электроснабжения контактных сетей электротранспорта постоянного тока

• Для несинхронной связи энергосистем переменного тока

• Для дальней передачи электроэнергии постоянным током.

Выпрямители высокочастотных колебаний

В составе ректенн:

• в перспективных системах сбора энергии окружающих шумовых электромагнитных сигналов.
• в перспективных системах беспроводной передачи электроэнергии.

Детектирование высокочастотного сигнала

В простейшем случае детектор амплитудно-модулированного сигнала устроен аналогично выпрямителю. Принцип работы основан на предположении, что частота несущей значительно выше частоты модулирующего сигнала, а коэффициент модуляции меньше единицы. В этом случае сигнал на входе устройства выпрямляется и фильтруется с помощью ФНЧ с частотой среза большей, чем максимальная частота модулирующего сигнала.

Простейший диодный АМ детектор

Схема АМ детектора на базе однополупериодного выпрямителя.

Демодулятор амплитудно модулированного высокочастотного сигнала в простейшем случае представляет собой однополупериодный выпрямитель на одном диоде с выходным фильтром из конденсатора и резистора. Соотношение номиналов ёмкости и сопротивления выбирается так, чтобы оптимально сглаживать полупериоды несущей высокой частоты, при превышении амплитуды полупериодов несущей выше напряжения на конденсаторе ёмкость заряжается, при уменьшении амплитуды полупериодов несущей ниже напряжения на конденсаторе ёмкость разряжается, тем самым огибающая восстанавливает модулирующий сигнал. При демодуляции сигнала звуковых частот как правило, применяется кремниевый или германиевый диод и конденсатор ёмкостью порядка 10—47 нФ.

Просмотров: 10804

4108.ru

Использование - выпрямитель - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Использование - выпрямитель

Cтраница 3

Реле постоянного тока, подключаемые через выпрямители к сети переменного тока, широко применяются в последнее время в схемах автоматизации. При использовании выпрямителей в зависимости от способа включения ( рис. 54) резко изменяются напряжение срабатывания реле и ток в его катушке.  [31]

С на этаж, так что можно расположить друг над другом не более шести диодов. Поэтому при использовании выпрямителя без последовательного включения вентилей в плече рекомендуется размещать шесть плеч моста друг над другом и требуемое число параллельных диодов рядом друг с другом по горизонтали. В шкафу выпрямителя размещаются также реле защиты и управления, приборы для измерения тока и напряжения и разъединитель в цепи вывода постоянного тока, находящегося под потенциалом контактного провода.  [32]

С другой стороны, естественно, что каждый вид выпрямителя имеет специфические особенности. Они определяют целесообразность использования выпрямителя определенного вида для решения той или иной конкретной задачи.  [33]

Эта система основана на использовании выпрямителя на входе и автономного инвертора на выходе.  [35]

Однако амплитуда напряжения на вторичной обмотке разомкнутого или сильно нагруженного трансформатора тока продолжает существенно нарастать и после насыщения сердечника трансформатора. Это, во-первых, затрудняет использование выпрямителей, поскольку их номинальное обратное напряжение приходится выбирать значительно более высоким, чем номинальное напряжение блока, а во-вторых, резко искаженная форма кривой вторичного напряжения ухудшает условия работы электромеханических реле ( гл.  [36]

Наряду с этой схемой для электро-иитающих установок при управлениях и отделениях дорог может применяться схема, изображенная на фиг. Эта последняя схема характеризуется тем, что она рассчитана на использование выпрямителей типа ВСА, более дешевых и менее дефицитных, чем выпрямители типа ВСК. Однако необходимо иметь в виду, что схема фиг.  [37]

Погрешности неуправляемых в ы прямит е-л е и. Помимо частотной и температурной погрешностей, которые появляются из-за изменения коэффициента выпрямления от частоты и температуры, при использовании выпрямителей среднего и максимального значения возникает погрешность, обусловленная отличием формы кривой Ux от синусоидальной.  [38]

Выпрямитель осуществляет питание сварочного поста на жесткой внешней характеристике при больших плотностях тока в дуге и сварочной проволоке. Он обеспечивает следующие величины выпрямленного напряжения: 18, 19, 20, 21 и 22 в при номинальном напряжении питающей сети и при использовании выпрямителя на номинальной нагрузке.  [39]

При эксплуатации катодной защиты необходимо следить за тем, чтобы не было перебоев в питании установок. Перерывы в снабжении током установок не должны превышать 1 5 часа. При использовании выпрямителей в качестве источников питания необходимо предохранять УКЗ от коротких замыканий и не перегружать их током выше допустимого. Чрезмерная нагрузка ведет к быстрой порче вентильных элементов. Не следует закрывать вентиляционные отверстия выпрямителя, так как ухудшается охлаждение вентильных элементов.  [40]

Здание тяговой подстанции выполняется, как правило, из сборного железобетона. В случае использования выпрямителя с естественным охлаждением наружной установки объем здания может быть значительно уменьшен.  [41]

Он не может работать без сети переменного тока как автономный инвертор, хотя и получает энергию от источника постоянного тока. Поэтому выпрямители, работающие в инверторном режиме, часто называют инверторами, ведомыми сетью, в отличие от автономных инверторов, которые могут работать на пассивную нагрузку. Наиболее типичным примером использования выпрямителя как инвертора в основном режиме работы является линия передачи постоянного тока, на выходе которой стоит инвертор, ведомый сетью.  [42]

Максимально допустимая температура элементов равна 60 С. Температура помещения, где эксплуатируются выпрямители, должна быть в пределах от 10 до 35 С. Следует отметить, что высокий удельный расход меди вызывает некоторое ограничение использования медно-закисных выпрямителей.  [44]

Питание модуляционного устройства осуществляется от трех стабилизированных выпрямителей, собранных на полупроводниковых приборах Д-205. Один из этих выпрямителей ( рассчитанный на напряжение 270 в) используется для питания анодных цепей всех каскадов модуляционного устройства, за исключением оконечного. Последний питается от двух стабилизированных выпрямителей с напряжениями 100 в и - 200 в; при этом 100 в подается на аноды усилительных ламп, а - 200 в - на катоды регуляторных ламп. Такая схема питания оконечного каскада дала возможность непосредственно соединить ( без использования разделительного незаземленного выпрямителя) выход модуляционного устройства с управляющей сеткой модулируемого каскада и сравнительно просто выполнить переход по постоянному току между пятым и шестым каскадами модуляционного устройства. Переход осуществляется при помощи включенной между катодом ре-гуляторной лампы пятого каскада и минусом выпрямителя - 200 в последовательной цепочки, состоящей из двух стабилитронов типа СГ5Б ( Л6, Лч) и пентода 6ЖЗП ( Л &), работающего с фиксированными потенциалами на сетках.  [45]

Страницы:      1    2    3

www.ngpedia.ru

---

• 
  Проект на электричество
• 
  Мосэнергосбыт ювао начальник
• 
  Соответствие мощности светодиодных ламп и ламп накаливания
• 
  Как перемотать 3 фазный асинхронный двигатель
• 
  Группы электротехнического персонала по электробезопасности
• 
  Сопротивление z
• 
  Распределительный блок
• 
  Трансформаторы тока измерительные
• 
  Виды искусственное освещение
• 
  Магнитная индукция соленоида
• 
  Счетчики электричества