Принцип действия трёхфазного выпрямителя. Принцип работы выпрямителя

Принцип действия трёхфазного выпрямителя — МегаЛекции

Работа схемы выпрямителя со средней точкой. Схема обеспечивает прохождение тока через нагрузку в течение обоих полупериодов. Во время положительного полупериода работает первая половина вторичной обмотки ( IIа ). Ток идёт от плюса вторичной обмотки трансформатора через диод V1, нагрузку Rн и на среднюю точку вторичной обмотки. В это время к аноду диода V2 приложен минус, а к катоду – плюс, и диод закрыт. Во время отрицательного полупериода картина меняется: будет открыт диод V2, а диод V1 – закрыт ( для этого случая знаки указаны в скобках). В этот полупериод ток протекает за счёт напряжения на обмотке IIб.

Работа мостовой схемы. Мостовая схема является наиболее распространённой. Она также двухполупериодная. Во время положительного полупериода ток проходит от плюса вторичной обмотки трансформатора через диод V2, сопротивление нагрузки Rн, диод V3 на минус вторичной обмотки. В это время ко второй паре диодов V1, V4 приложено обратное напряжение. Они закрыты. Во время отрицательного полупериода ток протекает от плюса обмотки (знаки в скобках) через диод V4, нагрузку Rн, диод V1 на минус вторичной обмотки.

 

принцип действия трёхфазного выпрямителя

Выпрямление переменного тока основано на односторонней проводимости диода. После диода ток в цепи течет в одном направлении, то есть становится постоянным. . Различают однополупериодную и двухполупериодную схемы выпрямителей. А число фаз, в принципе, не имеет значения. Переменный ток может быть и трехфазным и шестифазным. Сколько фаз столько и выпрямителей. Но, так как в настоящее время наиболее широкое распространение получили генераторы трехфазного тока, то и выпрямлению подлежит, в основном, трехфазный ток.

трёхфазный выпрямитель обычно выполняется по так называемой схеме Ларионова (6 диодов по два в каждой фазе) и схеме Миткевича (3 диода) Есть ещё другие. Принцип такой же, как и в однофазной системе.

49)Емкостной фильтр сглаживающие фильтры (СФ) - устройства, предназначенные для подавления пульсаций выпрямленного напряжения до уровня, при котором происходит нормальная работа потребителя. СФ бывают активные и пассивные. Простейшим СФ является кондер, включаемый параллельно нагрузке. Также можно влепить катушку индуктивности (дроссель), но уже последовательно с нагрузкой. А можно комбинировать. Емкостной сглаживающий фильтр представляет собой кондер, включенный параллельно нагрузке. Как же происходит сглаживание этих самых пульсаций? Давайте взглянем на форму выходного напряжения, скажем, однополупериодного выпрямителя, показанную ниже на рисунке.

А теперь впендюрим параллельно нагрузке выпрямителя кондер, как показано ниже на рисунке:

Опаньки! Вот эта красная хреновина называется пилой или пилообразным напряжением. Теперь разберем все это. Итак, на выходе выпрямителя образуется пульсирующее напряжение. Допустим кондер разряжен. При подаче напряжения на кондер он начинает заряжаться - короткий отрезок пилы на рисунке. Достигнув максимального значения, амплитуда выходного напряжения выпрямителя начинает уменьшаться до нуля. Соответственно, заряженный до максимального значения кондер начинает разряжаться через нагрузку - длинный отрезок пилы. При следующем нарастании амплитуды процесс повторяется.

50)Индуктивный фильтр Индуктивные фильтры обычно применяют в схемах выпрямления с большими значениями выпрямленного тока, так как в этом случае увеличивается эффективность сглаживания. Индуктивный фильтр включают последовательно с нагрузкой RH. При этом, как следует из временных диаграмм, форма кривой выпрямленного напряжения такова, что коэффициент пульсации / Сп значительно уменьшается. Эффективная работа индуктивного фильтра, как видно из временных диаграмм, наблюдается при больших нагрузочных токах. Отметим, что в выпрямителях с индуктивным фильтром, в отличие от выпрямителей с емкостным фильтром, отсутствуют скачки тока

51)Г-образные фильтры

Г- образный фильтр высоких, или низких частот - делитель напряжения, состоящий из двух элементов с нелинейной АЧХ. Для Г-образного фильтра действует схема и все формулы, делителя напряжения.

megalektsii.ru

Управляемые выпрямители.

 

Принцип действия УВ основан на изменении угла задержки отпирания силового ключа по отношению к моменту времени естественной компенсации. За момент естественной компенсации обычно принимают момент отпирания неуправляемого силового ключа (диода), который соответствует моменту прохождения положительной полуволны входного напряжения через 0. Изучение принципа действия УВ начнём с рассмотрения однофазного однополупериодного УВ, работающего на однофазную нагрузку с сопротивлением (схема такого выпрямителя приведена на рис.6., графического приложения, также на рис. 6. представлены диаграммы, поясняющие принцип действия однофазного однополупериодного выпрямителя). Пусть сопротивление нагрузки чисто активное, т.е.: .

Если момент отпирания тиристора Т соответствует моменту естественной коммутации, то выходной ток выпрямителя будет иметь форму показанную на рис 6в граф. приложения

Если же управляемые импульсы подавать с некоторым запаздыванием относительно момента естественной коммутации, при этом запаздывание ωt=α , то выходной ток прими вид (см. рис 6в граф. приложения).

При этом выходное напряжение , так же будет повторять форму тока. При этом среднее значение выпрямленного напряжения будет определяться величиной среднего значения напряжения Ud0 при α=0, которое равно , где U-действующее значение синусоидального напряжения. Величина выходного напряжения будет зависеть от Ud0 и от α=ωt-угол управления выпрямителя. В случае, когда нагрузка чисто активная:

, тогда зависимость среднего значения выходного напряжения Ud от угла управления α, которое носит название регулировочная характеристика будет иметь следующий вид:

 

 

 

 

Рис.14

Рассмотрим работу такого выпрямителя на активно-индуктивную нагрузку. Отличительная особенность заключается в том, что за счёт энергии запасённой в индуктивности нагрузки, ток при подаче отпирающего импульса имеет форму, несколько отличающуюся от синусоиды. В момент прохождения синусоиды ч/з 0, т.е. при подаче отрицательного напряжения, ток будет прерываться не сразу, а с некоторым запаздыванием, в результате на кривой выходного напряжения будут появляться области отрицательной полярности. При этом, чем больше индуктивность сопротивления нагрузки, тем больше энергия запасённая в ней и тем больше области отрицательной полярности в кривой выходного напряжения. Если сопротивление нагрузки имеет чисто индуктивный характер, т.е. zн=Lн , то ток через нагрузку практически не прерывается имея при этом форму близкую к прямоугольной, а среднее значение выходного напряжения уменьшается и при этом уравнение регулировочной характеристики примет вид:

Здесь - среднее значение выходного напряжения н6е управляемого (диодного) выпрямителя (т.е. при ).

- угол управления, соответствующий моменту, подачи управляющего импульса на силовой ключ.

Эта характеристика будет иметь вид.

 

Рис.15

Т.о. для того чтобы изменить скорость вращения ЭД необходимо уменьшить на зажимах якоря напряжение, что достигается увеличением угла управления .

При этом необходимо отметить одну весьма важную особенность: ток во вторичной обмотке согласующего трансформатора при активной нагрузке будет практически совпадать с напряжением, а, следовательно, отставать по фазе от входного напряжения на угол управления .

Если сопротивление нагрузки практически равно индуктивному, то ток через силовой ключ и нагрузку практически не прерывается (рис.7б). При этом область отрицательной полярности может стать чрезмерно большой, что приведёт к уменьшению выходного напряжения, следовательно при работе на чисто индуктивную нагрузку однофазные однополупериодные выпрямители не применяются. Кроме того, существенное влияние на работу двигателя оказывает наличие пульсаций выходного напряжения выпрямителя, что влияет на увеличение потерь мощности в двигателе. Для сглаживания пульсаций применяют выходные фильтры, используют в качестве выпрямителей многофазные выпрямители. При этом величина будет зависеть от числа полупериодов выпрямителя, а также от числа фаз. Обычно оба эти фактора сводят к одному термину, который носит название «Эквивалентное число фаз» (например для 3х фазного однополупериодного выпрямителя, для 3х фазного двухполупериодного) для однофазного однополупериодного выпрямителя для однофазного двухполупериодного выпрямителя: .

Первая гармоника выходного тока, протекая через вторичную обмотку согласующего трансформатора, будет отставать по фазе от вторичного напряжения на угол управления . Известно, что ток первичной обмотки трансформатора связан со вторичным только коэффициентом трансформации, следовательно угол сдвига фаз между напряжением первичной обмотки трансформатора, которое равно напряжению питающей сети и - током первой гармоники будет практически равен :

При работе на чисто индуктивную нагрузку, обычно применяют двухполупериодные выпрямители чаще всего мостовые. Рассмотрим работу на активно-индуктивную нагрузку однофазного двухполупериодного мостового выпрямителя (рис.9).

Здесь две вторичные полуобмотки входного трансформатора с напряжением и соответственно с силовыми ключами и образуют плечи моста; в диагональ моста включена активно-индуктивная нагрузка с активным сопротивлением и индуктивностью .

Напряжение снимается с зажимов нагрузки.

Если напряжение нагрузки чисто активное, то диаграммы тока, протекающих через силовые ключи и могут быть представлены в виде рисунков 7в и 7г графического приложения. На рис. 7д. показана диаграмма тока в первичной обмотке входного трансформатора. Сопротивление нагрузки (на схеме активно-индуктивное) включается в диагональ моста между катодами силовых ключей , и так называемой нулевой точкой вторичной обмотке трансформатора.

Принцип работы схемы:

Силовые ключи и попеременно находятся в открытом и закрытом состоянии. Отпирание силовых ключей производится подачей управляемого импульса на управляющий электрод одного из ключей. Второй силовой ключ в этот момент запирается отрицательным напряжением через открытую цепь первого. Например, в момент времени силовой ключ - в открытом состоянии, - в закрытом. В момент времени соответствующий , где - угол управления, подаётся отпирающий импульс на . В результате отпирается, а через открытую цепь на подаётся отрицательная полуволна входного напряжения, в результате чего запирается и т.д. Ток протекает через открытый силовой ключ и сопротивление нагрузки. При чисто активном характере нагрузки (рис7в, 7г). На рис. 7г. показан ток во вторичной обмотке трансформатора. Нетрудно убедиться, что он имеет прямоугольную форму и отстаёт по фазе от входного напряжения на угол . Для увеличения коэффициента мощности и для уменьшения областей отрицательной полярности в кривой выходного напряжения сопротивление нагрузки шунтируется с помощью так называемого нулевого диода. При наличии нулевого диода большая часть тока нагрузки под действием запасённой энергии будет протекать не через сеть, а через нулевой диод, при этом уменьшится область отрицательной полярности выходного напряжения и становится меньше угла , следовательно, увеличивается .

К отличительной особенности двухполупериодных УВ относится влияние на их работу индуктивной составляющей сопротивления входного трансформатора. За счёт индуктивности трансформатора и энергии, запасенной в ней в момент подачи на один из силовых ключей отрицательной полуволны входного напряжения, он запирается не мгновенно, а с некоторым запаздыванием. В результате, в течение некоторого периода времени в открытом состоянии находятся оба силовых ключа, которые образуют короткозамкнутый контур и в течение этого времени среднее значение напряжения нагрузки . Этот период называется «интервал коммутации» (см.рис.11). На рисунке: 11аграфического приложения - в кривой выходного напряжения , кроме областей отрицательной полярности, соответствующей углу управления присутствуют так же области, длительность которых равна интервалу коммутации .

На рис.11б – ток через нагрузку, при чисто индуктивном характере , а на рис.11в,г ток, протекающий через силовые ключи. Как видно из рис. в и г на протяжении интервалов коммутации оба силовых ключа открыты. Т.о. наличие интервала коммутации приводит к падению среднего значения напряжения на нагрузке . Величина этого снижения напряжения носит название «Среднее коммутационное снижение за период» и обозначается .С учётом этого уравнения для будет иметь вид:

при этом может быть выражено:

С учётом этого, уравнение зависимости выходного напряжения двухполупериодного выпрямителя от выходного тока имеет вид:

где - эквивалентное индуктивное сопротивление трансформатора ( включает в себя влияние первичной и вторичной обмотки и влияние сердечника). При этом внешняя характеристика может быть представлена:

 

 

 

Рис.16

 

На рис.13д. показана диаграмма тока во вторичной обмотке входного трансформатора. Нетрудно убедиться, что при отсутствии «нулевого» диода угол сдвига фаз между входным напряжением и током первой гармоники будет составлять:

Одним из основных недостатков расмотренных УВ является наличие пульсаций в кривой выходного напряжения. Для уменьшения пульсаций, кроме использования двухполупериодных схем выпрямителя, прнименяют многофазные (трехфазные).

 

Похожие статьи:

poznayka.org

принципы преобразования и сфера применения

Уже давно канули в прошлое дебаты между сторонниками постоянного и переменного тока. На заре электрификации вопросы транспортировки электроэнергии обсуждались достаточно серьезно. Интересно, как бы выглядели современные электронные схемы, если бы в розетке было постоянное напряжение? Но сторонники переменного тока победили, и для его преобразования теперь приходится использовать различные схемы. Многие из них уже стали классическими и широко применяются при проектировании различных устройств.

Одним из столпов в электрике и электронике является выпрямитель постоянного тока. Пользу от его применения трудно переоценить, постоянное напряжение необходимо для питания практически всех устройств. Такое питание необходимо для нормальной работы бытовых приборов. Оно широко применяется на производстве.

Классическая схема соединения диодов, предложенная в свое время Герцем, долгое время была невостребована. Этому можно найти логическое объяснение, использовать четыре диода для выпрямления переменного напряжения было, по крайней мере, непрактично. В то время свойства полупроводников были мало изучены, а электронные лампы стоили очень дорого. Выпрямитель постоянного тока выглядел иначе, и его характеристики были далеки от идеала.

Ситуация кардинально изменилась с появлением полупроводниковых приборов. Появились различные схемы выпрямителей, каждые со своими достоинствами и недостатками. Но выпрямитель постоянного тока на базе схемы Герца до сих пор остается самым надежным источником. К недостаткам такого устройства относят его габариты и невысокий КПД. Считается, что такие источники собраны по так называемой, линейной схеме.

Совсем иная картина наблюдается в выпрямительных устройствах, собранных по нелинейной схеме. Наиболее успешной, как показала практика, оказались импульсные источники питания. Они лишены всех недостатков, свойственных линейным выпрямительным устройствам, но имеют высокий уровень помех на выходе и меньшую надежность в работе. Такой выпрямитель постоянного тока чаще ломается, так как их производство связано с большим количеством используемых элементов.

Мощные полупроводниковые диоды, собранные в диодный мост, могут быть использованы для того, чтобы собрать выпрямитель сварочный постоянного тока. Такой аппарат несложно изготовить своими руками. Диоды от 250 Ампер и выше крепятся на теплоотводящие радиаторы. Их монтируют на жесткое текстолитовое основание. Катоды приборов соединяются вместе, это будет плюс. Аноды также соединяются с помощью медных пластин вместе, это будет минус устройства. Получились две пары диодов. Концы каждой пары также соединяют вместе медными шинками, рассчитанными на протекание большого сварочного тока. На них подают переменное напряжение со сварочного трансформатора. Вы собрали устройство, способное подать в нагрузку большой постоянный ток. Выпрямитель для сварочного аппарата, используемый в схеме, достаточно надежный, чтобы обеспечить долгое время работы для всего устройства.

fb.ru

---

• 
  Оплата жкх еирц
• 
  Аэс особенности
• 
  Бесконтактные концевые выключатели
• 
  Закон ома для чайников
• 
  Мосэнергосбыт контакты московская область
• 
  Угловая анкерная опора 10 кв
• 
  Лампа светодиодная дневного света
• 
  Показания воды по счетчику
• 
  Заземление частный дом
• 
  Подобрать стабилизатор напряжения
• 
  Какие нужны документы чтобы оформить субсидию на коммунальные услуги