Промышленная электроника

Промышленная электроника

Горбачев Г. Н., Чаплыгин Е. Е. Промышленная электроника: Учебник для вузов/Под ред. В. А. Лабунцова. — М.: Энергоатом-издат, 1988, — 320 с. Рассмотрены принцип действия, характеристики и параметры полупроводниковых приборов, транзисторных усилителей, импульсных, логических и цифровых устройств, основанных на применении интегральных микросхем. Рассмотрены принцип действия, расчет, характеристики и параметры зависимых вентильных преобразователей, их влияние на питающую сеть, способы построения систем управления. Дан обзор автономных вентильных преобразователей. Для студентов энергетических и электромеханических специальностей вузов. Оглавление ПРЕДИСЛОВИЕ ВВЕДЕНИЕ Глава первая. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ И МИКРОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ 1.1. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ПОЛУПРОВОДНИКОВ 1.2. ПРОЦЕССЫ В ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНОМ ПЕРЕХОДЕ 1.3. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ 1.4. БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ 1.5. ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ 1.6. ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ 1.7. ТИРИСТОРЫ 1.8. ПАРАМЕТРЫ И РАЗНОВИДНОСТИ ТИРИСТОРОВ 1.9. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ 1.10. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ Глава вторая. ТРАНЗИСТОРНЫЕ УСИЛИТЕЛИ 2.1. ПЕРЕДАТОЧНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСИЛИТЕЛЬНОГО КАСКАДА 2.2. РЕЖИМ ПОКОЯ В КАСКАДЕ С ОБЩИМ ЭМИТТЕРОМ 2.3. ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ. СТАБИЛИЗАЦИЯ РЕЖИМА ПОКОЯ 2.4. СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАСКАДА С ОЭ 2.5. ВИДЫ СВЯЗЕЙ И ДРЕЙФ НУЛЯ В УСИЛИТЕЛЯХ ПОСТОЯННОГО ТОКА 2.6. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ КАСКАД 2.7. КАСКАД С ОБЩИМ КОЛЛЕКТОРОМ 2.8. КАСКАД С ОБЩИМ ИСТОКОМ 2.9. ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ 2.10. НЕИНВЕРТИРУЮЩИЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ 2. 11. ИНВЕРТИРУЮЩИЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ 2.12. ОПЕРАЦИОННЫЕ СХЕМЫ 2.13. КОМПЕНСАЦИЯ ВХОДНЫХ ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИЯ СМЕЩЕНИЯ НУЛЯ 2.14. ЧАСТОТНЫЕ СВОЙСТВА И САМОВОЗБУЖДЕНИЕ УСИЛИТЕЛЕЙ 2.15. ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ И ГЕНЕРАТОРЫ СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ 2.16. УСИЛИТЕЛИ С ЕМКОСТНОЙ СВЯЗЬЮ 2.17. КАСКАДЫ УСИЛЕНИЯ МОЩНОСТИ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ Глава третья. ИМПУЛЬСНЫЕ УСТРОЙСТВА 3.1. ПРЕИМУЩЕСТВА ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ В ВИДЕ ИМПУЛЬСОВ 3.2. КЛЮЧЕВОЙ РЕЖИМ ТРАНЗИСТОРА 3.3. НЕЛИНЕЙНЫЙ РЕЖИМ РАБОТЫ ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ. КОМПАРАТОРЫ 3.4. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ С ПОМОЩЬЮ RС-ЦЕПЕЙ 3.3. МУЛЬТИВИБРАТОР НА ОПЕРАЦИОННОМ УСИЛИТЕЛЕ 3.6. ОДНОВИБРАТОР НА ОПЕРАЦИОННОМ УСИЛИТЕЛЕ 3.7. ГЕНЕРАТОРЫ ЛИНЕЙНО ИЗМЕНЯЮЩИХСЯ НАПРЯЖЕНИЙ 3.8. МАГНИТНО-ТРАНЗИСТОРНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ Глава четвертая. ЛОГИЧЕСКИЕ И ЦИФРОВЫЕ УСТРОЙСТВА 4.1. ОСНОВНЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ И ИХ РЕАЛИЗАЦИЯ 4.2. ТИПЫ ЛОГИЧЕСКИХ МИКРОСХЕМ 4. 3. АЛГЕБРА ЛОГИКИ 4.4. КОМБИНАЦИОННЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА 4.5. МИНИМИЗАЦИЯ ЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ 4.6. КОМБИНАЦИОННЫЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ 4.7. АСИНХРОННЫЙ RS-ТРИГГЕР 4.8. СИНХРОННЫЕ ТРИГГЕРЫ 4.9. СЧЕТЧИКИ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛИ ИМПУЛЬСОВ 4.10. РЕГИСТРЫ 4.11. ЦИФРО-АНАЛОГОВЫЕ И АНАЛОГО-ЦИФРОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ 4.12. МИКРОПРОЦЕССОРЫ 4.13. СИСТЕМА КОМАНД МИКРОПРОЦЕССОРА 4.14. ИНДИКАТОРНЫЕ ПРИБОРЫ И УЗЛЫ ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ Глава пятая. МАЛОМОЩНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ ОДНОФАЗНОГО ТОКА 5.1. СТРУКТУРА ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ 5.2. ОДНОФАЗНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ С АКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ 5.3. ОДНОФАЗНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ С АКТИВНО-ИНДУКТИВНОЙ НАГРУЗКОЙ 5.4. ФИЛЬТРЫ МАЛОМОЩНЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ 5.5. ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ И РАСЧЕТА ВЫПРЯМИТЕЛЯ С ЕМКОСТНЫМ ФИЛЬТРОМ 5.6. ВНЕШНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАЛОМОЩНЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ 5.7. СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ 5.8. ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ С МНОГОКРАТНЫМ ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ ЭНЕРГИИ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ Глава шестая. ВЕДОМЫЕ СЕТЬЮ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СРЕДНЕЙ И БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ 6.1. ПРИМЕНЕНИЕ ВЕНТИЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ В ЭНЕРГЕТИКЕ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ 6.2. ОДНОФАЗНЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ 6.3. ОДНОФАЗНЫЙ ВЕДОМЫЙ СЕТЬЮ ИНВЕРТОР 6.4. ТРЕХФАЗНЫЙ НУЛЕВОЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ 6.5. ТРЁХФАЗНЫЙ МОСТОВОЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ 6.6. СОСТАВНЫЕ МНОГОФАЗНЫЕ СХЕМЫ ВЫПРЯМЛЕНИЯ 6.7. РЕВЕРСИВНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ И НЕПОСРЕДСТВЕННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ 6.8. РЕГУЛИРУЕМЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ Глава седьмая. ВЛИЯНИЕ ВЕНТИЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НА ПИТАЮЩУЮ СЕТЬ 7.1. КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ ВЕНТИЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ 7.2. ВЕНТИЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ С ПОВЫШЕННЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ МОЩНОСТИ 7.3. ИСТОЧНИКИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ Глава восьмая. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ 8.1. ФУНКЦИИ И СТРУКТУРА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЙ 8.2. ФАЗОСМЕЩАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА (ФСУ) 8.3. МНОГОКАНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 8. 4. ОДНОКАНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ Глава девятая. АВТОНОМНЫЕ ВЕНТИЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ 9.1. СПОСОБЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ 9.2. УЗЛЫ КОММУТАЦИИ ОДНООПЕРАЦИОННЫХ ТИРИСТОРОВ 9.3. ИНВЕРТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ 9.4. ИНВЕРТОРЫ ТОКА 9.5. РЕЗОНАНСНЫЕ ИНВЕРТОРЫ КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ТРЕХФАЗНЫЙ МОСТОВОЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

ТРЕХФАЗНЫЙ МОСТОВОЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

Такие УВ наиболее широко распространены в области средних и больших мощностей, что связано с их высокими энергетическими и эксплуатационными характеристиками. Вентили схемы (рис. 4) образуют две группы: катодную (VD1, VD3, VD5) и анодную, и нагрузка оказывается подключенной к двум фазам вторичной обмотки трансформатора. Можно также считать, что нагрузка получает питание от двух последовательно включенных нулевых трехфазных схем выпрямления.

Особенностью схемы управления таким УВ является то, что она должна обеспечивать подачу сигналов управления при включении схемы, а также в некоторых других случаях — одновременно на два тиристора из разных групп. Приработа УВ на активную и индуктивную нагрузку одинакова

и полностью совпадает с режимом неуправляемого выпрямителя; при имеют место различия.

На рис. 5 показаны диаграммы работы трехфазного мостового УВ на активную нагрузку при. Как видно из диаграмм, при

кривыенепрерывны (уголотсчитывается от точки пересечения

фазных напряжений). По мере увеличениязначения уменьшаются по закону

где

Рис. 4. Трехфазный мостовой УВ

Рис. 5. Диаграммы работы трехфазного мостового УВ на активную нагрузку

при различных углах регулирования

Уголявляется критическим и при дальнейшем его увеличении в

кривыхипоявляются паузы, т. е. наступает режим работы УВ с прерывистым выпрямленным током (при активной нагрузке!). Для обеспечения этого режима на управляющие электроды тиристоров следует подавать либо сдвоенные импульсы с интервалом, либо удлиненные шириной не менее(показано на диаграмме для). Например, для

того чтобы открыть тиристор VD1 в моменти обеспечить цепь тока, необходимо подать такой же сигнал на VD6. После того как разность мгновенных напряженийстанет равной нулю, оба тиристора

закроются, а в момент времени t₃ должен вступить в работу VD2, который откроется только при наличии повторного управляющего сигнала на VD1 или при длительности его более

Для режима прерывистых токов

При работе трехфазного мостового УВ на индуктивную нагрузку режим работы существенно изменяется (рис. 6). Так, ток в нагрузке остается (при данном) неизменным, каждый тиристор работает 1/3 периода, но переход тока с одного тиристора на другой происходит не в момент равенства фазных напряжений, а со сдвигом на угол а.

Токи во вторичных, a следовательно, и в первичных обмотках представляют собой прямоугольные импульсы длительностью 1/3 периода одного и столько же другого направления. Сигналы управления подаются на тиристоры в соответствии с графиком 6, б, но при запуске схемы необходимо выполнить условие одновременной подачи сигнала на оба тиристора. С увеличением уменьшаются средние значенияно припереходс кривой

одного линейного напряжения на кривую другого происходит в пределах положительной полярности участков этих линейных напряжений, поэтому кривыеи его среднее значение одинаковы при активной и индуктивной нагрузках.

Рис. 6. Диаграмма работы трехфазного мостового УВ на индуктивную нагрузку.

При в кривой(на рис. 7, показаны кривые линейных напряжений, так как именно они формируют напряжение на нагрузке) появляются участки с отрицательным напряжением, происходит более интенсивное снижениеПриэти площадки равны между собой и

. Поэтому для индуктивной нагрузки, а регулировочная характеристика трехфазной мостовой схемы имеет вид, показанный на рис. 8 (кривая а).

Рис. 7. Диаграммы работы трехфазного мостового УВ при различных углах

регулирования

Рис. 8. Регулировочные характеристики трехфазного УВ

На диаграмме (рис. 6, г) показан график изменения прямого и обратного напряжения на одном из вентилей. Эти напряжения не могут превышать, т.е. определяются линейным напряжением вторичной

обмотки трансформатора. Следует отметить, что в принципе данная схема может применяться без специального трансформатора, получая питание непосредственно от сети.

При работа схемы возможна, но уже в инверторном режиме,

когда происходит преобразование энергии источника постоянного тока,

Неуправляемый трехфазный мостовой выпрямитель — Техническая информация — Новости

28 декабря 2017 г.

Трехфазный мостовой выпрямитель, неуправляемый

Для неуправляемого трехфазного мостового выпрямителя используется шесть диодов, и схема снова имеет число импульсов шесть. По этой причине его также часто называют шестиимпульсным мостом. Схема B6 может быть упрощена как последовательное соединение двух центральных цепей с тремя импульсами.

Для маломощных применений двойные диоды, соединенные последовательно, с анодом первого диода, соединенным с катодом второго, для этой цели изготавливаются как единый компонент. Некоторые имеющиеся в продаже двойные диоды имеют все четыре клеммы, поэтому пользователь может настроить их для использования с однофазным раздельным питанием, полумостом или трехфазным выпрямителем.

Для приложений с более высокой мощностью обычно используется одно дискретное устройство для каждого из шести плеч моста. Для самых высоких мощностей каждое плечо моста может состоять из десятков или сотен отдельных устройств, включенных параллельно (где требуется очень большой ток, например, при выплавке алюминия) или последовательно (где необходимы очень высокие напряжения, например, в высоковольтная передача электроэнергии постоянного тока).

Схема управляемого трехфазного двухполупериодного мостового выпрямителя (B6C) с тиристорами в качестве переключающих элементов, без учета индуктивности питания \mathrm {LN} }}, со сдвигом по фазе на 30°:

Идеальное среднее выходное напряжение без нагрузки {\displaystyle V _{\mathrm {av} }} схемы B6 получается из интеграла под график импульса постоянного напряжения с длительностью периода {\displaystyle {\frac {1}{3}}\pi} (от 60° до 120°) с пиковым значением {\displaystyle {\hat {v}}_ {\ mathrm {DC}} = {\ sqrt {3}} \ cdot V _ {\ mathrm {пик}}}:

3-фазный вход переменного тока, двухполупериодный и двухполупериодный выпрямленный постоянный ток

Если трехфазный мостовой выпрямитель работает симметрично (как положительное и отрицательное напряжение питания), центральная точка выпрямителя на выходная сторона (или так называемый изолированный опорный потенциал) напротив центральной точки трансформатора (или нейтрального проводника) имеет разность потенциалов в виде треугольного синфазного напряжения. По этой причине два центра никогда не должны быть соединены друг с другом, иначе потекут токи короткого замыкания. Таким образом, заземление трехфазного мостового выпрямителя при симметричной работе отделено от нейтрального проводника или заземления сетевого напряжения. При питании от трансформатора возможно заземление центральной точки моста при условии, что вторичная обмотка трансформатора электрически изолирована от напряжения сети и нейтраль вторичной обмотки не находится на земле. Однако в этом случае по обмоткам трансформатора протекают (незначительные) токи утечки.

Синфазное напряжение формируется из соответствующих средних значений разностей между положительным и отрицательным фазными напряжениями, которые формируют пульсирующее постоянное напряжение. Пиковое значение дельта-напряжения {\ displaystyle {\ hat {v}} _ {\ mathrm {синфазный режим}}} составляет ¼ пикового значения фазного входного напряжения {\ displaystyle V _ {\ mathrm {peak}} } и рассчитывается с {\displaystyle V_{\mathrm {пик}}} минус половина напряжения постоянного тока при 60° периода:

Среднеквадратичное значение синфазного напряжения рассчитывается из коэффициента формы для треугольных колебаний :

Если схема работает асимметрично (как простое напряжение питания только с одним положительным полюсом), то положительный и отрицательный полюса (или изолированный опорный потенциал) пульсируют напротив центра (или земли) входного напряжения аналогично положительные и отрицательные формы фазных напряжений. Однако различия в фазных напряжениях приводят к шестиимпульсному напряжению постоянного тока (в течение периода). Строгое отделение центра трансформатора от отрицательного полюса (в противном случае потекут токи короткого замыкания) или возможное заземление отрицательного полюса при питании от разделительного трансформатора относятся соответственно к симметричной работе.

Типы мостовых выпрямителей, схема, работа и характеристики

— Реклама —

Выпрямитель представляет собой электронную схему, которая преобразует входное переменное напряжение в постоянное напряжение на выходной клемме. Этот выход известен как выпрямленное выходное напряжение. Выпрямители в основном используются в источниках питания, обеспечивая напряжение постоянного тока для работы электронных устройств.

Выпрямители подразделяются на два типа в зависимости от операции:

• Однополупериодные выпрямители
• Двухполупериодные выпрямители

Мы уже поняли, как работают полупериодные и двухполупериодные выпрямители.

— Реклама —

Полупериодный выпрямитель преобразует входное переменное напряжение в выходное постоянное напряжение, проводя один из положительных или отрицательных полупериодов. В результате он пропускает один цикл и блокирует другой.

Так как один из циклов проходит цепь, а другой блокируется, половина цикла всегда теряется. Эти потери приводят к потере мощности и низкой эффективности из-за низкого выходного напряжения.

Полноволновые выпрямители доказали свою эффективность, чтобы сделать процесс выпрямления более эффективным. Двухполупериодные выпрямители используют как положительные, так и отрицательные полупериоды входного напряжения для получения выходного напряжения.

Существует два типа двухполупериодных выпрямителей:

• Мостовой двухполупериодный выпрямитель
• Двухполупериодный выпрямитель с центральным отводом

Мостовой выпрямитель

Мостовой выпрямитель представляет собой тип двухполупериодного выпрямителя, в котором используются четыре диода для формирования моста с обратной связью. Диоды проводят попарно через каждый положительный и отрицательный полупериод, что не приводит к потере мощности.

Мостовой выпрямитель не требует центрального ответвления вторичной обмотки трансформатора. Вход подается через трансформатор на диагональ диодного моста. Трансформатор этой схемы всегда занят, потому что он постоянно подает питание в обоих циклах входного переменного тока, в отличие от выпрямителя с центральным отводом, который использует 50% мощности трансформатора.

Мостовой выпрямитель бывает различных типов:

• Однофазный и трехфазный мостовой выпрямитель
• Неуправляемый мостовой выпрямитель
• Управляемый мостовой выпрямитель

Однофазный неуправляемый мостовой выпрямитель

Конструкция:

Однофазный мостовой выпрямитель состоит из четырех диодов D1, D2, D3 и D4, соединенных по замкнутой схеме, образующей мост. Диоды расположены таким образом, что они проводят парами во время положительных полупериодов.

Входное переменное напряжение подается через трансформатор по диагонали C моста. Нагрузочный резистор RL подключается между диагональю C и D.

Выходное выпрямленное напряжение постоянного тока получается на нагрузке от диагонали D.

Рис.1 Схема однофазного мостового выпрямителя

Работа:

Положительный полупериод:

Во время положительного полупериода входного переменного тока питание (от 0 до π),

Полярность вторичного напряжения на клемме A положительна по отношению к клемме B.

Рис. 2 Цепь положительного полупериода мостового выпрямителя

Это приводит к тому, что диоды D1 и D2 смещаются в прямом направлении и Диоды D3 и D4 должны быть смещены в обратном направлении.

Диоды D1 и D2 создают цепь коротких замыканий и начинают проводить ток, в то время как диоды D3 и D4 ведут себя как разомкнутые цепи. Ток нагрузки начинает протекать по пути короткого замыкания, созданному диодами D1 и D2. Направление тока нагрузки от D1, RL к D2. Напряжение на нагрузочном резисторе RL положительное на клемме D и отрицательное на клемме C. 

Отрицательный полупериод:

Во время отрицательного полупериода входного источника переменного тока (от π до 2π), 

Полярность вторичного напряжения на клемме B положительная по отношению к клемме A.

Рис. 3 Схема отрицательного полупериода мостового выпрямителя

Диоды D3 и D4 создают путь короткого замыкания и начинают проводить ток, в то время как диоды D1 и D2 ведут себя как открытые цепи. Ток нагрузки начинает протекать по пути короткого замыкания, создаваемому диодами D3 и D4. Направление тока нагрузки от D3, RL к D4. Напряжение на нагрузочном резисторе RL положительное на клемме D и отрицательное на клемме C. 

Следует отметить, что обе пары диодов D1, D2, D3 и D4 проводят полупериоды попеременно. Эти пары диодов не проводят одновременно.

В обоих циклах ток нагрузки протекает через положительные полупериоды входного переменного напряжения и в том же направлении через нагрузочный резистор RL. Полярность напряжения на RL такая же, как и направление тока нагрузки через проводящие состояния диодов D1, D2 и D3, D4. Выходной импульс может быть как полностью положительным, так и отрицательным.

Здесь получен положительный выходной импульс. Этот однонаправленный ток означает постоянный ток. Следовательно, входное переменное напряжение преобразуется в постоянное напряжение на выходе.

Полученный выходной выпрямленный импульс имеет пульсирующий характер. Чтобы очистить это, мы должны поместить фильтрующий конденсатор на выходе, чтобы получить чистое постоянное напряжение.

Форма сигнала: Рис. 4 Форма сигнала однофазного мостового выпрямителя

Некоторые параметры однофазного мостового выпрямителя

Характеристики мостового выпрямителя включают следующие:0003

• Эффективность
• Пиковое обратное напряжение
• Коэффициент пульсации

1. ) КПД мостового выпрямителя:

Эффективность мостового выпрямителя определяется как способность мостового выпрямителя преобразовывать входной переменный ток (AC) в постоянный ток (DC). Проще говоря, это соотношение между выходной мощностью постоянного тока и входной мощностью переменного тока.

Во-первых, нам нужно рассчитать Idc

Итак, уравнение выходной мощности принимает вид

Мы знаем,

Значение RF+RS очень-очень меньше, чем RL.

Следовательно, пренебрежимо малое значение можно игнорировать.

η = 0,812

η(в процентах) = 81,2%

2.) Пиковое обратное напряжение:

Пиковое обратное напряжение — это максимальное напряжение, которое выпрямитель может получить при обратном смещении без повреждения самого себя. Пиковое обратное напряжение для мостового выпрямителя равно Vm.

Пиковое обратное напряжение мостового выпрямителя составляет половину выпрямителя с центральным отводом.

3.) Коэффициент пульсации: 

Выходной сигнал мостового выпрямителя представляет собой не чистый постоянный ток, а скорее пульсирующий постоянный ток, поскольку он содержит смесь постоянного и переменного тока. Компоненты переменного тока в выпрямленном выходе называются пульсациями.

Коэффициент пульсации определяется как процент составляющей переменного тока (или пульсаций) в выпрямленном выходе постоянного тока. Коэффициент пульсации должен быть как можно меньше. Чтобы уменьшить этот фактор, мы используем фильтрующий конденсатор на выходе.

Трехфазный неуправляемый двухполупериодный мостовой выпрямитель

Трехфазный неуправляемый мостовой выпрямитель представляет собой сеть из 6 диодов, проводящих попарно для каждого цикла. Сеть из четырех диодов с двумя фазами работает как однофазный неуправляемый мостовой выпрямитель.

Диоды проводят в соответствующих парах, поскольку они образуют последовательные соединения с протекающим через них током. Два диода, принадлежащие к разным фазам, ведут себя вместе. Это связано с тем, что одна фаза имеет положительные и отрицательные пиковые значения одновременно.

Конструкция:

Входное переменное напряжение подается от трехфазного трансформатора Q3, соединенного звездой.

Положительный вывод нагрузки подключается к катоду диодов D1, D3 и D5. Аноды диодов D1, D3 и D5 подключены к входу питания.

Аналогично отрицательный вывод нагрузки подключается к аноду диодов D2, D4 и D6. Катоды диодов D2, D4 и D6 подключены к входу питания.

Диоды D1, D3 и D5 образуют группу диодов, которые питаются от положительной клеммы.

Диоды D2, D4 и D6 образуют группу диодов, которые питаются от положительной клеммы.

Соединения:

• Катод диода D2 и анод диода D1 подключены к фазе R.
• Катод диода D4 и анод диода D3 подключены к фазе Y.
• Катод диода D6 и анод диода D5 подключены к фазе B.

Каждая входная вторичная клемма подключается к катоду одного диода и аноду другого, образуя фазу.

Формирование фаз:

• Диоды D1, D2, D3 и D4 образуют фазовую сеть с R и Y вторичного входа звезды.
• Диоды D1, D2, D5 и D6 образуют фазовую сеть с R и B входной вторичной клеммы звезды.
• Диоды D3, D4, D5 и D6 образуют фазовую сеть с Y и B входной вторичной клеммы звезды.

Нагрузочный резистор RL является частью каждой сформированной мостовой сети.

Рис. 5 Схема 3-фазного мостового выпрямителя

Две пары диодов в фазе не проводят одновременно, потому что каждая фаза имеет одновременно отрицательный и положительный пики.

Каждая фаза разделена на π/3 или 60°, что означает, что угол проводимости диодной пары для одного цикла составляет π/3 или 60°. Следовательно, каждый диод проводит 2π/3 или 120° или за один цикл.

Операция:

Вариант 1:

В фазной сети R и Y

D1, D2, D3 и D4 образуют мостовой выпрямитель.

Когда VB=0

VR достигает максимального положительного пикового значения, а VY достигает максимального отрицательного пикового значения.

Это вызывает прямое смещение диодов D1 и D4 и обратное смещение диодов D2 и D3.

Диоды D2 и D3 действуют как разомкнутые цепи.

Диоды D1 и D4 образуют последовательное соединение с RL и начинают проводить.

Ток течет от D1 к RL и D4.

Следовательно, мы получаем положительный импульс напряжения на этой мостовой сети: VRY.

Вариант 2:

В фазной сети R и B

D1, D2, D5 и D6 образуют мостовой выпрямитель.

Когда VY=0

VR достигает максимального положительного пикового значения, а VB достигает максимального отрицательного пикового значения.

Это вызывает прямое смещение диодов D1 и D6 и обратное смещение диодов D2 и D5.

Диоды D2 и D5 работают в режиме разомкнутой цепи.

Диоды D1 и D6 образуют последовательное соединение с RL и начинают проводить.

Ток течет от D1 к RL и D6.

Следовательно, мы получаем положительный импульс напряжения на этой мостовой сети: VRB.

Случай 3:

В фазовой сети Y и B

D3, D4, D5 и D6 образуют мостовой выпрямитель.

Когда VR=0

VY достигает максимального положительного пикового значения, а VB достигает максимального отрицательного пикового значения.

Это вызывает прямое смещение диодов D3 и D6 и обратное смещение диодов D4 и D5.

Диоды D4 и D5 работают как разомкнутая цепь.

Диоды D3 и D6 образуют последовательное соединение с RL и начинают проводить.

Ток течет от D3 к RL и D6.

Следовательно, мы получаем положительный импульс напряжения на этой мостовой сети: VYB.

Вариант 4:

В фазовой сети Y и R

D1, D2, D3 и D4 образуют мостовой выпрямитель.

Когда VB=0

VY достигает максимального положительного пикового значения, а VR достигает максимального отрицательного пикового значения.

Это вызывает прямое смещение диодов D3 и D2 и обратное смещение диодов D1 и D4.

Диоды D1 и D4 работают как разомкнутая цепь.

Диоды D3 и D2 образуют последовательное соединение с RL и начинают проводить.

Ток течет от D3 к RL и D2.

Следовательно, мы получаем положительный импульс напряжения на этой мостовой сети: VYR.

Вариант 5:

В фазовой сети B и R

D1, D2, D5 и D6 образуют мостовой выпрямитель.

Когда VY=0

VB достигает максимального положительного пикового значения, а VR достигает максимального отрицательного пикового значения.

Это вызывает прямое смещение диодов D5 и D2 и обратное смещение диодов D1 и D6.

Диоды D1 и D6 работают как разомкнутая цепь.

Диоды D5 и D2 образуют последовательное соединение с RL и начинают проводить.

Ток течет от D5 к RL и D2.

Следовательно, мы получаем положительный импульс напряжения на этой мостовой сети: VBR.

Случай 6:  

В фазовой сети B и Y

D3, D4, D5 и D6 образуют мостовой выпрямитель.