Трёхфазный выпрямитель | это… Что такое Трёхфазный выпрямитель?
Трёхфазный выпрямитель (англ. Three phase rectifier) — устройство применяемое для получения постоянного тока из трёхфазного переменного тока системы Доливо-Добровольского.
Схемы трёхфазных выпрямителей Миткевича и Ларионова
Схема трёхфазного выпрямителя Ларионова на трёх диодных полумостах (на 6 диодах)
Содержание
|
такжеИстория и классификация
Наиболее распространены трёхфазный выпрямитель по схеме Миткевича В.Ф. (на трёх диодах), предложенный им в 1901 г.[1], и трёхфазный выпрямитель по схеме Ларионова А.Н. (на шести диодах), предложенный им в 1923 г.[2].
Менее известны трёхфазные выпрямители по схемам «три параллельных моста» (на двенадцати диодах), «три последовательных моста» (на двенадцати диодах) и др., которые по многим параметрам превосходят и схему Миткевича и схему Ларионова. При этом требуются диоды со средним током через один диод почти вдвое меньшим, чем в схеме Ларионова.
Следует отметить, что выпрямитель Миткевича является четвертьмостовым параллельным, выпрямитель Ларионова является не полномостовым, как его часто считают, а полумостовым параллельным («три параллельных полумоста»). В зависимости от схемы включения трёхфазного трансформатора или трёхфазного генератора (звезда, треугольник) схема Ларионова имеет две разновидности: «звезда-Ларионов» и «треугольник-Ларионов», которые имеют разные напряжения, токи, внутренние сопротивления.
По схемам можно заметить, что схема Миткевича является недостроенной схемой Ларионова, а схема Ларионова является недостроенной схемой «три параллельных моста».
Из-за принципа обратимости электрических машин по этим же схемам строятся и преобразователи (инверторы).
Применение
- Дизельэлектровозы, (тепловозы)
- Дизельэлектроходы, (теплоходы)
- Электротранспорт
- Тяговые подстанции постоянного тока,
- Электропривод прокатных станов, буровых вышек, троллейбусов, трамваев и др.
- Электроснабжение контактного транспорта постоянного тока (метро и др.)
- Бортовое электроснабжение автомобилей, тракторной техники, водного транспорта, авиации
- Электролизёры получения цветных и редкоземельных металлов электролизом
- Установки опреснения и очистки воды
- Установки электростатической очистки промышленных газов
Трёхфазный выпрямитель «три четвертьмоста параллельно» (Миткевича В. Ф.)
Схема трёхфазного ртутного выпрямителя по схеме В.
Ф.Миткевича приведена в [3].
Три четвертьмоста параллельно (Миткевича В. Ф.) | Вид ЭДС на входе (точками) и на выходе (сплошной). |
(«Частично трёхполупериодный с нулевым выводом»). Площадь под интегральной кривой равна:
, где — максимальное (наибольшее) мгновенное значение ЭДС, — эффективное (действующее) значение ЭДС вторичной обмотки трансформатора или генератора.
Средняя ЭДС равна:
На холостом ходу и близких к нему режимах ЭДС в ветви с наибольшей на данном отрезке периода эдс обратносмещает (закрывает) диоды в ветви с меньшей на данном отрезке периода ЭДС. Относительное эквивалентное активное сопротивление при этом равно сопротивлению одной ветви При увеличении нагрузки (уменьшении ) появляются и увеличиваются отрезки периода на которых обе ветви работают на одну нагрузку параллельно. Относительное эквивалентное внутреннее активное сопротивление на этих отрезках равно В режиме короткого замыкания эти отрезки максимальны, но полезная мощность в этом режиме равна нулю.
Отрицательные полупериоды в выпрямителе Миткевича не используются. Из-за этого выпрямитель Миткевича имеет очень низкий коэффициент использования габаритной мощности трансформатора и применяется при малых мощностях.
Частота пульсаций равна , где — частота сети.
Относительная амплитуда пульсаций равна .
Три разделённых полумоста параллельно (три «с удвоением напряжения» параллельно)
Трёхфазный выпрямитель «три полумоста параллельно, объединённые кольцом (треугольником)» («треугольник-Ларионов»).
Вид ЭДС на входе (точками) и на выходе (сплошной).
В некоторой электротехнической литературе иногда не различают схемы «треугольник-Ларионов» и «звезда-Ларионов», которые имеют разные значения среднего выпрямленного напряжения, максимального тока, эквивалентного активного внутреннего сопротивления и др.
В выпрямителе «треугольник-Ларионов» потери в меди больше, чем в выпрямителе «звезда-Ларионов», поэтому на практике чаще применяется схема «звезда-Ларионов».
Кроме этого, выпрямители Ларионова А. Н. часто называют мостовыми, на самом деле они являются полумостовыми параллельными.
В некоторой литературе выпрямители Ларионова и подобные называют «полноволновыми» (англ. full wave), на самом деле полноволновыми являются выпрямитель «три последовательных моста» и подобные.
Площадь под интегральной кривой равна:
.
Средняя ЭДС равна: , то есть больше, чем в выпрямителе Миткевича.
В работе схемы «треугольник-Ларионов» есть два периода. Большой период равен 360° (). Малый период равен 60° (), и повторяется внутри большого 6 раз. Малый период состоит из двух малых полупериодов по 30° (), которые зеркальносимметричны и поэтому достаточно разобрать работу схемы на одном малом полупериоде в 30°.
На холостом ходу и в режимах близких к нему ЭДС в ветви с наибольшей на данном отрезке периода обратносмещает (закрывает) диоды с меньшими на данном отрезке периода ЭДС.
В начальный момент () ЭДС в одной из ветвей равна нулю, а ЭДС в двух других ветвях равны 0,87*Em, при этом открыты два верхних диода и один нижний диод.
Эквивалентная схема представляет собой две параллельные ветви с одинаковыми ЭДС (0,87) и одинаковыми сопротивлениями по 3*r каждое, эквивалентное сопротивление обеих ветвей равно 3*r/2. Далее, на малом полупериоде, одна из двух ЭДС, равных 0,87, растёт до 1,0, другая уменьшается до 0,5, а третья растёт от 0,0 до 0,5. Один из двух открытых верхних диодов закрывается, и эквивалентная схема становится параллельным включением двух ветвей, в одной из которых бо́льшая ЭДС и её сопротивление равно 3*r, в другой ветви образуется последовательное включение двух меньших ЭДС, и её сопротивление равно 2*3*r=6*r, эквивалентное сопротивление обеих ветвей равно
Частота пульсаций равна , где — частота сети.
Абсолютная амплитуда пульсаций равна .
Относительная амплитуда пульсаций равна .
Трёхфазный выпрямитель «три полумоста параллельно, объединённые звездой» («звезда-Ларионова»)
Три полумоста параллельно, объединённые звездой («звезда-Ларионов»).
Выпрямитель звезда-Ларионов (шестипульсный) применяется в генераторах электроснабжения бортовой сети почти на всех средствах транспорта (автотракторных, водных, подводных, воздушных и др.). В электроприводе дизельэлектровозов и дизельэлектроходов почти вся мощность проходит через выпрямитель звезда-Ларионов.
Площадь под интегральной кривой равна:
.
Средняя ЭДС равна: , то есть в раз больше, чем в схемах «треугольник-Ларионов» и «три параллельных полных моста» и вдвое больше, чем в схеме Миткевича.
В этом выпрямителе есть большой период равный 360° и малый период, равный 60°. В большом периоде помещаются 6 малых периодов. Малый период в 60° состоит из двух зеркальносимметричных частей по 30°, поэтому для описания работы этой схемы достаточно разобрать её работу на одной части в 30° малого периода. В начале малого периода () ЭДС в одной из ветвей равна нулю, в двух других — по 0,87*Em. Эти две ветви включены последовательно. Эквивалентное внутреннее активное сопротивление при этом равно Далее, одна из ЭДС увеличивается от 0,87 до 1,0, другая уменьшается от 0,87 до 0,5, а третья растёт от 0,0 до 0,5.
Частота пульсаций равна , где — частота сети.
Абсолютная амплитуда пульсаций равна .
Относительная амплитуда пульсаций равна .
Трёхфазный выпрямитель «три двухфазных двухчетвертьмостовых параллельных выпрямителей Миткевича параллельно» (6 диодов)
В литературе иногда называют «шестифазный» (см. немецкую страницу в Википедии de:Gleichrichter#Gleichrichter für Dreiphasenwechselstrom Sechspuls-Sternschaltung (M6): 6-Phasen-Gleichrichter mit Mittelpunktanzapfungen am Drehstromtransformator). Является почти аналогом выпрямителя «три полных моста параллельно» и имеет почти такие же свойства, как и выпрямитель «три полных моста параллельно», но эквивалентное внутреннее активное сопротивление почти вдвое больше, число диодов вдвое меньше, средний ток через один диод почти вдвое больший.
Площадь под интегральной кривой равна:
.
Средняя ЭДС равна: , то есть такая же, как и в схеме «треугольник-Ларионов» и в раз меньше, чем в схеме «звезда-Ларионов».
Трёхфазный выпрямитель «три двухфазных двухчетвертьмостовых параллельных выпрямителей Миткевича последовательно» (6 диодов)
Является почти аналогом выпрямителя «три полных моста последовательно» и имеет почти такие же свойства, но эквивалентное внутреннее активное сопротивление почти вдвое больше, число диодов вдвое меньше, средний ток через один диод почти вдвое больше.
Трёхфазный выпрямитель «три полных моста параллельно» (12 диодов)
Вид ЭДС на входе (точками) и на выходе (сплошной).
Менее известны полномостовые трёхфазные выпрямители по схеме «три параллельных моста» (на двенадцати диодах), «три последовательных моста» (на двенадцати диодах), и др., которые по многим параметрам превосходят выпрямитель Ларионова А. Н.. По схемам выпрямителей можно видеть, что выпрямитель Миткевича В. Ф. является «недостроенным» выпрямителем Ларионова А. Н., а выпрямитель Ларионова А. Н. является «недостроенным» выпрямителем «три параллельных моста».
Площадь под интегральной кривой равна:
.
Средняя ЭДС равна: , то есть такая же, как и в схеме «треугольник-Ларионов» и в раз меньше, чем в схеме «звезда-Ларионов».
В режиме холостого хода ЭДС в мосту с наибольшей на данном отрезке большого периода ЭДС обратносмещает (закрывает) диоды в мостах с меньшими на данном отрезке большого периода ЭДС. Эквивалентное внутреннее активное сопротивление при этом равно активному сопротивлению одного моста (одной обмотки) При увеличении нагрузки (уменьшении ) появляются и увеличиваются отрезки периода на которых два моста работают на нагрузку параллельно, эквивалентное внутреннее активное сопротивление на этих отрезках периода при этом равно сопротивлению двух параллельных мостов При дальнейшем увеличении нагрузки появляются и увеличиваются отрезки периода на которых все три моста работают на нагрузку параллельно, эквивалентное внутреннее активное сопротивление на этих отрезках периода равно сопротивлению трёх параллельных мостов В режиме короткого замыкания все три параллельных моста работают на нагрузку, но полезная мощность в этом режиме равна нулю.
Из этого следует, что с учётом разницы величин ЭДС (), эквивалентное внутреннее активное сопротивление (и потери в меди) выпрямителя «три параллельных моста» получается меньше, чем в выпрямителе «звезда-Ларионов». Из-за меньшего эквивалентного внутреннего активного сопротивления в выпрямителе «три параллельных полных моста» нагрузочные характеристики этих двух выпрямителей получаются разными.
Выпрямитель «три параллельных моста» имеет большую надёжность, чем выпрямитель «звезда-Ларионов». При обрыве (выгорании) 5/6 диодов выпрямитель «звезда-Ларионов» становится полностью неработоспособным, а выпрямитель «три параллельных моста», в случае оставшихся диодов в противоположных плечах одного моста, ещё даёт около 1/6 от полной мощности, чего может хватить, чтобы «дотянуть» до ремонта. В выпрямителе «три параллельных полных моста» средний ток через один диод почти вдвое меньше, чем в выпрямителе «звезда-Ларионов», а такие диоды дешевле и доступнее.
Недостатки.
1. При очень малых токах нагрузки эквивалентное внутреннее активное сопротивление почти равно активному сопротивлению одной обмотки, т.
е. больше, чем в выпрямителе «треугольник-Ларионов».
Устранение недостатка. При очень малых токах нагрузки схему «три параллельных моста» можно переключать на схему «треугольник-Ларионов» переключателем с тремя замыкающими контактными группами.
2. Из-за четырёхпроводной трёхфазной сети выпрямитель «три параллельных моста» может работать только вблизи трансформатора, выпрямитель Ларионова — на удалении от трансформатора.
Устранение недостатка. Проводка шестипроводной линии электропередачи.
По свойствам этот выпрямитель ближе к источникам тока и может почти во всех устройствах заменить выпрямители «звезда-Ларионов» и «треугольник-Ларионов», (электропривод тепловозов, теплоходов, атомоходов, прокатных станов, буровых вышек, блоки питания мощных электролизёров, мощных радиопередатчиков, мощных радиолокаторов, мощных лазеров, электротранспорта постоянного тока, генераторы бортовой сети автотракторной и др. техники и в других устройствах), при этом уменьшается нагрев обмоток и сберегается около 4% электроэнергии (топлива)).
Частота пульсаций равна , где — частота сети.
Абсолютная амплитуда пульсаций равна .
Относительная амплитуда пульсаций равна .
Трёхфазный выпрямитель «три полных моста последовательно» (12 диодов)
Площадь под интегральной кривой равна:
Средняя ЭДС равна: , то есть вдвое больше, чем в схеме «треугольник-Ларионов».
Относительное эквивалентное внутреннее активное сопротивление равно сопротивлению трёх последовательно включенных мостов с сопротивлением 3*r каждый, то есть .
Ток в нагрузке равен
Мощность в нагрузке равна
Частота пульсаций равна , где — частота сети.
Абсолютная амплитуда пульсаций равна .
Относительная амплитуда пульсаций равна .
Этот выпрямитель имеет наибольшее эквивалентное внутреннее активное сопротивление и наибольшую среднюю ЭДС, по свойствам ближе к источнику напряжения и может найти применение в высоковольтных источниках напряжения (в установках электростатической очистки промышленных газов (электростатический фильтр) и др.
).
Двенадцатипульсовый статический трёхфазный выпрямитель
Представляет собой параллельное (или иногда последовательное) включение двух выпрямителей Ларионова со сдвигом фаз входных трёхфазных токов. При этом вдвое увеличивается число выпрямленных полупериодов по сравнению с обычным выпрямителем Ларионова из-за чего уменьшается относительная амплитуда пульсаций выпрямленного напряжения и вдвое увеличивается частота пульсаций выпрямленного напряжения, что также облегчает сглаживание выпрямленного напряжения.[4]
Трёхфазные выпрямители «шесть мостов» (24 диода)
График ЭДС (зелёный) на выходе выпрямителя «шесть параллельных мостов».
Ещё менее известны трёхфазные выпрямители «шесть мостов параллельно» и «шесть мостов последовательно». Они состоят из двух трёхфазных трансформаторов. Первичные обмотки одного из них включаются звездой, другого — треугольником, что создаёт сдвиг фаз в 30°. Шесть вторичных обмоток подключаются к шести мостам (двадцать четыре диода).
Мосты могут включаться разными способами, один из них — параллельное включение всех шести мостов. Из-за малых пульсаций выпрямитель по этой схеме соизмерим по массе стали и меди с выпрямителем «три параллельных моста» с дросселем фильтра, сглаживающим пульсации до такого же уровня. Эти выпрямители полномостовые. Они также как и выпрямитель «три параллельных моста» по многим параметрам превосходят и выпрямитель Миткевича и выпрямитель Ларионова. При этом требуются диоды со средним током через один диод почти вчетверо меньшим, чем в схеме Ларионова, и вдвое меньшим, чем в схеме «три параллельных полных моста». Эта схема позволяет построить выпрямитель большой мощности на элементах малой мощности.
Трёхфазный выпрямитель «шесть мостов последовательно» имеет наибольшее эквивалентное внутреннее активное сопротивление и может найти применение в источниках высокого напряжения большой мощности, например, в блоках питания промышленных установок электростатической очистки газов.
См.
также- Выпрямитель
- Электролиз
Ссылки
- ↑ http://www.yanviktor.ru/elektrotexnika/6_el_pribory/2.jpg Трёхфазная схема с выводом нуля трансформатора (предложена в 1901 году В.Ф.Миткевичем)
- ↑ http://www.yanviktor.ru/elektrotexnika/6_el_pribory/2.jpg Трёхфазная мостовая схема (предложена в 1924 году А.Н.Ларионовым, применяется и без трансформатора)
- ↑ http://www.yanviktor.ru/elektrotexnika/6_el_pribory/18.jpg Таблица 18. Трёхфазный ртутный выпрямитель
- ↑ http://www.css-rzd.ru/zdm/02-1999/8073.htm Преобразователь для подпитки сети тягового электроснабжения. Рис.3.
- Шамшин В. Г., История технических средств коммуникации. Учеб. пособие., 2003. Дальневосточный Государственный Технический Университет.
- http://h3.smtu.ru/Know/AEC/IV.htm ГМТУ, Государственный Морской Технический Университет, АЭС, 4.4 Трёхфазные неуправляемые выпрямители
- http://www.ire.krgtu.ru/subdivision/rc/epures/lab/lab1/ Красноярский государственный технический университет, Институт радиоэлектроники, кафедра РТС, Лабораторная работа № 1 Исследование трёхфазных нерегулируемых выпрямителей
- http://www.
cqham.ru/pow2_15.htm Выпрямители переменного напряжения. Многофазные выпрямители. Трёхфазный выпрямитель. Схема Ларионова. - http://qrx.narod.ru/arhn2/volt.htm Выпрямители их достоинства и недостатки. Многофазные выпрямители. Трёхфазный выпрямитель. Схема Ларионова.
- http://www.rayax.ru/tex/slovar-v-p-2/193/index.html 11.3. Схемы выпрямления трёхфазного тока
- http://ruselt.ru/techinfo.php?id=5&ap=2&ap1=28 Современные источники бесперебойного питания: структуры силовых цепей трёхфазных ИБП. Часть 2. Журнал «Электронные компоненты» №8, 2008. Валерий Климов, к.т.н., технический директор, «Русэлт»
- http://www.ask-r.ru/info/library/ups_without_secret_7.htm Источники бесперебойного питания без секретов. Глава 7. Трёхфазные ИБП
- http://www.ntpo.com/patents_electricity/electricity_7/electricity_367.shtml трёхфазный управляемый выпрямитель. Описание изобретения к патенту Российской Федерации.
- http://elib.ispu.ru/library/lessons/arkhang/index. html Ивановский государственный энергетический университет. Выпрямители. Архангельский Николай Леонидович. 5. Трёхфазная однотактная схема выпрямления. 6. Трёхфазная мостовая схема выпрямления.
- http://electromaster.ru/modules/myarticles/print.php?storyid=328 Рис.2.33. Схемы силовых цепей трёхфазных выпрямителей
- http://www.elecab.ru/sprav14-1.shtml Рис.2.5. Схемы выпрямителей: б) трёхфазная нулевая; в) трёхфазная мостовая.
- http://aukelectr.edu.knu.kg/electronics/8.2.5.htm 8.2.5. Трёхфазные выпрямители.
- http://www.neftelib.ru/neft-book/030/4/index.shtml Рис.2.1.Электрическая схема сварочных выпрямителей а- трёхфазная мостовая; б- шестифазная с уравнительным дросселем; в- с транзисторным блоком
- http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00015/73300.htm БСЭ, Выпрямитель тока, рис. Выпрямители трёхфазного тока (схемы)
- http://www.power-e.ru/2006_01_20.php Силовая электроника №1’2006. Виенна-выпрямитель — трёхфазный корректор коэффициента мощности. Евгений Чаплыгин, Во Минь Тьинь, Нгуен Хоанг Ан
- http://www.cqham.ru/lyg.htm Выпрямители. Vytas LY3BG
- http://andserkul.narod2.ru/tryohfaznie_vipryamiteli/ Трёхфазные выпрямители
- http://leg.co.ua/knigi/raznoe/elementnaya-baza-i-shemotehnika-ustroystv-silovoy-elektroniki-2.html Выпрямители — Элементная база и схемотехника устройств силовой электроники
cqham.ru/pow2_15.htm Выпрямители переменного напряжения. Многофазные выпрямители. Трёхфазный выпрямитель. Схема Ларионова.
html Ивановский государственный энергетический университет. Выпрямители. Архангельский Николай Леонидович. 5. Трёхфазная однотактная схема выпрямления. 6. Трёхфазная мостовая схема выпрямления.
Евгений Чаплыгин, Во Минь Тьинь, Нгуен Хоанг Ан2 1 Трехфазный выпрямитель с нейтральным выводом
В состав трехфазного выпрямителя с нейтральным выводом входят (рис. 1): — трехфазный трансформатор, обмотки которого соединены звездой; — 3 диода, включенные в каждую из фаз трансформатора; — Rн. Диоды работают поочередно, каждый в течение трети периода, когда потенциал начала одной из фазных обмоток (например, а) более положителен, чем двух других (b и с). Выпрямленный ток в Rн создается токами каждого диода, имеет одно и то же направление и равен сумме выпрямленных токов каждой из фаз: Iн = ia + ib ic. Коэффициент пульсаций р = 0,25.
2 2 Трехфазный мостовой выпрямитель
.
трехфазной
мостовой схеме в любой момент времени
при активной нагрузке ток проходит
через два диода — один из нечетной, а
другой — из четной группы. Диоды нечетной
группы коммутируются в момент пересечения
положительных участков синусоид
(точки а,
6, в),
а четной группы — в момент пересечения
отрицательных участков (точки г
%, А).
В результате при наличии двух групп
получают шестифазное выпрямление
(кривая Ud0, см. рис. 3, 6).
Достоинствами
трехфазных мостовых схем, широко
применяемых в выпрямительных устройствах,
являются: небольшой коэффициент пульсаций
выпрямленного напряжения; малое обратное
напряжение; малая габаритная мощность
трансформаторов; отсутствие вынужденного
подмагничивания, так как ток во вторичной
обмотке трансформатора изменяет свое
направление.
23 Параллельный удвоитель напряжения
Схема
представляет собой , два однополупериодных
выпрямителя подключенныз к одной
вторичной обмотки трансформатора. В
первый полупериод когда «А»+, а «Б» — VD1
открыт, а VD2
закрыт , в этот момент времени С1 через
VD1
заряжается до U2н
, в следующий полупериод Uвых
потенциал точки «Б» становится выше
«А» и VD1
закрывается , VD2
открывается , через открытый диод VD2
, конденсатор С2 так же заряжается до
амплитудного значения .
С1 и С2 соеденены
между собой последовательно причем
полярность U
на конденсаторах такова, что Uвых
устройство практически равно удвоенному
амплитудному значению напряжения
вторичной обмотки трансформатора.
Посколько Rн
включена параллельно.
2 4 Последовательный удвоитель напряжения
Предположим что на входе схемы действует отрецательная полуволна по этому потенциал точки Б выше точки А , при этом VD1 будет открыт а VD2 закрыт. В Этот момент С1 заряжается через диод VD1 до амплитудного значения U2 сначала положиителном полупериодк VD1 закроется , откроется VD2 при этом начнется заряд конденсатора С2 до U равного сумме U вторичной обмотки и U ранее заряженного C1=> Un=U2+Uc1=2U2 последовательным удвоитель имеет следующее преимущество по сравнению с параллельным.
1.Пульсация Uвых ниже
2.Лучшая стабильность
3 Включая последоваетльно несколько удвоителей можно получить умножение в напряжения в любое количество раз
25. Умножители напряжения и их применение
Умножитель
напряжения состоит из включенных
определенным образом диодов и конденсаторов
и представляет собой преобразователь
напряжения переменного тока низковольтного
источника в высокое напряжение постоянного
тока.
Принцип его работы понятен из рис. 1, на котором приведена схема однополупериодного умножителя. Рассмотрим происходящие в нем процессы поэтапно: Во время действия отрицательного полупериода напряжения конденсатор С1 заряжается через открытый диод VD1 до амплитудного значения приложенного напряжения Uа. Когда к входу умножителя приложено напряжение положительного полупериода, конденсатор С2 через открытый диод VD2 заряжается до напряжения 2Uа. Во время следующего этапа — отрицательного полупериода — через диод VD3 до напряжения 2Uа заряжается конденсатор С3. И, наконец, при очередном положительном полупериоде до напряжения 2Uа заряжается конденсатор С4.
В
современных радиоэлектронных устройствах
умножители нашли широкое применение.
Они используются в телевизионной и
медицинской аппаратуре (источники
анодного напряжения кинескопов, питания
маломощных лазеров), в измерительной
технике (осциллографы, приборы для
измерения уровня и доз радиоактивного
излучения), в приборах ночного видения
и электрошоковых устройствах, бытовых
и офисных электронных устройствах
(ионизаторы, «люстра Чижевского»,
ксерокопировальные аппараты) и многих
других областях техники.
Произошло это
благодаря главным свойствам умножителей
— возможности формировать высокое, до
нескольких десятков и сотен тысяч вольт,
напряжение при малых габаритах и массе.
Еще одно их важное преимущество — простота
расчета и изготовления.
26.Назначение и классификация управляемых вьшрямителей
Регулировочная
характеристика. От выпрямителей часто
требуется не только преобразовывать
переменное напряжение в постоянное, но
и плавно изменять значение выпрямленного
напряжения. Управлять выпрямленным
напряжением можно как в цепи переменного
напряжения, так и в цепи выпрямленного
тока. Более экономичным и удобным
способом управления, который получил
широкое распространение, является
управление выпрямленным напряжением
(током) в процессе выпрямления, так
назы-ваемое управляемое выпрямление.
Вы-прямители, которые совмещают
выпрямление переменного напряжения
(тока) с управлени-ем выпрямленным
напряжением (током), называют управляемыми
выпрямителями. Основным элементом
современных управляемых выпрямителей
является тиристор.
На рис. представлена
схема простейшего однофазного
однополупериодного выпрямителя на
тиристоре.
Управление напряжением на выходе управ-ляемого вы-прямителя сводится к управлению во времени моментом отпирания (включения) тиристо-ра. Это осуществляется за счет сдвига фаз между анодным на пряжением и напряжением, подаваемым на управляющий электрод тиристора. Такой сдвиг фаз называют углом управления и обозначают ? способ управления называют фазовым. Управление величиной а осуществляют с помощью фазовра-щающей R2С-цепи, которая позволяет изменять угол ? от 0 до 90°. При этом выпрямленное напряжение регулируют от наи-большего значения до его половины. Резистором R1 изменяют напряжение, подаваемое на управляющий электрод тиристора. ДиодД обеспечивает подачу на управляющий электрод по-ложительных однополярных импульсов.
27. Однофазный однополупериодный управляемый выпрямитель на тиристоре
Простейшая
схема однополупериодного выпрямителя
состоит только из одного выпрямляющего
ток элемента (диода).
На выходе —
пульсирующий постоянный ток. На
промышленных частотах (50—60 Гц) не имеет
широкого применения, так как для питания
аппаратуры требуются сглаживающие
фильтры с большими величинами емкости
и индуктивности, что приводит к увеличению
габаритно-весовых характеристик
выпрямителя. Однако схема однополупериодного
выпрямления нашла очень широкое
распространение в импульсных блоках
питания с частотой переменного напряжения
свыше 10 КГц, широко применяющихся в
современной бытовой и промышленной
аппаратуре. Объясняется это тем, что
при более высоких частотах пульсаций
выпрямленного напряжения, для получения
требуемых характеристик (заданного или
допустимого коэффициента пульсаций),
необходимы сглаживающие элементы с
меньшими значениями емкости (индуктивности).
Вес и размеры источников питания
уменьшаются с повышением частоты
входного переменного напряжения.
Однополупериодный выпрямитель или четвертьмост является простейшим выпрямителем и включает в себя один вентиль (диод или тиристор)
28.
Однофазный
двухполупериодный управляемый выпрямитель
с импульсно-фазовым блоком управления
?????????
Изучите основы трехфазного выпрямителя
В этой статье мы изучим основы трехфазного выпрямителя. Этот выпрямитель используется в источниках питания и может стать важной частью вашего образования в области электротехники.
Прокрутите вниз, чтобы посмотреть обучающее видео на YouTube
Мы рассмотрим первую часть частотно-регулируемого привода — выпрямитель.
В этой части мы находим шесть диодов, соединенных параллельно. Я назову их от одного до шести.
Каждая из трех фаз подключена к одной паре диодов. Как мы знаем, электричество должно вернуться к своему источнику, чтобы замкнуть цепь. Таким образом, в этой настройке ток будет течь через нагрузку и обратно к источнику, используя другую фазу. Помните, что это возможно, потому что ток в каждой фазе течет вперед и назад в разное время. Мы увидим это подробно через мгновение.
Нагрузкой может быть что угодно — лампа, двигатель или целая цепь. В этом случае он будет просто представлять остальную часть нашей схемы частотно-регулируемого привода. Электричество будет продолжать чередоваться в подаче фаз, но диоды будут пропускать только пиковую фазу и блокировать другие. Так что я просто собираюсь анимировать эти. Хорошо, давайте посмотрим на это в действии. Фаза 1 – первая. Это входит и может течь только в одном направлении, через диод. Затем он проходит через нагрузку. Как только ток проходит через нагрузку, он должен вернуться к источнику, и, поскольку фаза 2 находится в отрицательной половине цикла, ток будет течь через диод 6 в фазу 2. В следующем сегменте мы видим, что ток все еще течет в фазе 1 и диоде 1, но теперь фаза 3 находится в своей отрицательной половине, поэтому ток переключается, и поток возвращается через эту фазу через диод 2.
В следующем сегменте фаза 2 приближается к своему пику, поэтому ток теперь протекает через эту фазу и через диод 3.
Затем он течет через нагрузку и обратно в фазу 3 через диод 2. В следующем сегменте ток все еще течет в фаза 2 через диод 3, но фаза 1 теперь имеет отрицательный пик, поэтому ток будет течь через диод 4 обратно в фазу 1.
В следующем сегменте мы видим, что фаза 3 приближается к своему положительному пику, поэтому ток течет через этот фаза через диод 5. Затем он проходит через нагрузку и возвращается через диод 4 в фазу 1. Наконец, ток течет через фазу 3 через диод 5 через нагрузку, а затем обратно в фазу 2 через диод 6. Этот цикл просто постоянно повторяется, как это . Осциллограф для трехфазного поставщика увидит три синусоидальные волны для электричества переменного тока. Но осциллограф на нагрузке увидит это как грубое электричество C с некоторой рябью. Теперь нам нужно сгладить эти колебания, чтобы очистить электричество постоянного тока. Для этого подключаем конденсатор к плюсу и минусу. Этот конденсатор подобен накопителю и будет поглощать электроны при избытке и высвобождать электроны при уменьшении.
Таким образом, это сгладит пульсации в электричестве постоянного тока до хорошего плавного сигнала на осциллографе.
Ранее мы рассказывали, как работают конденсаторы, вы можете прочитать статью ЗДЕСЬ.
Теперь, когда у нас есть чистый постоянный ток, мы готовы превратить его обратно в точно контролируемый переменный ток с переменной частотой. А для этого нам нужен инвертор. Инвертор — это, по сути, несколько JGVT, которые представляют собой переключатели, которые могут включаться и выключаться очень быстро. Я собираюсь анимировать это, используя несколько простых переключателей вместо IGBT, просто чтобы упростить визуализацию.
Я пронумерую эти переключатели следующим образом.
Чтобы получить наши три фазы, нам нужно разомкнуть и замкнуть выключатели попарно, чтобы направить поток тока из нашего пути подачи и возврата. Таким образом, на подключенный двигатель будет поступать переменный ток. Помните, что переменный ток — это место, где ток меняет направление.
Итак, если мы взяли лампу и подключили ее к некоторым переключателям и источнику постоянного тока, мы можем контролировать направленный ток через лампу, открывая и закрывая переключатели в правильном порядке. Поэтому лампа испытывает переменный ток, даже если он поступает от источника постоянного тока. Для трехфазного питания мы синхронизируем переключатели, чтобы имитировать три фазы. Давайте посмотрим, как это работает.
Прежде всего, мы замыкаем переключатели 1 и 6. Это даст нам фазу 1 на фазу 2. Затем мы замкнем переключатели 1 и 2. Это даст нам фазу 1 на фазу 3. Затем мы замкнем переключатели 3 и 2, и это дайте нам фазу 2 и фазу 3. Затем мы замкнем переключатели 3 и 4. Это даст нам фазы 2 и 1. Затем мы замкнем переключатели 5 и 4, и это даст нам фазу 3 и фазу 1. Наконец, мы замкнем переключатели 5 и 6 и это даст нам фазу 3 и фазу 2.
Этот цикл повторяется снова и снова, вот так.
Если мы проверим это с помощью осциллографа, у нас теперь будет картина, которая выглядит как синусоида C, хотя она все еще немного прямоугольная.
Это будет нормально работать для некоторых приложений, но не для всех, так как мы можем это улучшить?
Помните, ранее в статье я говорил, что мы можем открывать и закрывать переключатель с разной скоростью и продолжительностью, чтобы изменить форму сигнала. Ну, мы можем сделать это и с этим. Что мы делаем, так это используем контроллер для быстрого открытия и закрытия переключателей несколько раз за цикл в пульсирующем режиме. Каждый импульс разной ширины. Это известно как широтно-импульсная модуляция.
Цикл разбит на несколько меньших сегментов. Каждый сегмент имеет общее количество тока, которое может протекать, но быстро пульсируя переключателями, мы контролируем количество потока, возникающего в каждом сегменте. Это приведет к среднему току на сегмент, и мы можем видеть, что он увеличивается и уменьшается, что дает нам волновую картину. Таким образом, нагрузка испытывает синусоидальную волну. Чем больше сегментов у нас есть, тем ближе это будет имитировать синусоиду.
Мы можем контролировать выходное напряжение, контролируя, как долго переключатели закрыты. Таким образом, мы могли бы, например, выдать 240 вольт или 120 вольт, просто уменьшив время открытия и закрытия. Мы можем контролировать частоту, контролируя синхронизацию переключателей.
Таким образом, мы могли бы, например, 60 герц, 50 герц или 30 герц в зависимости от того, что необходимо для приложения. Помните, контролируя частоту, мы управляем скоростью вращения двигателя.
Итак, возвращаясь к нашей схеме частотно-регулируемого привода, мы собираемся использовать контроллер для быстрого открытия и закрытия переключателей для изменения выходной частоты и напряжения. Таким образом, комбинируя выпрямитель, фильтр и инвертор, мы получаем наш частотно-регулируемый привод, который используется для управления скоростью электродвигателей и обеспечивает экономию энергии во всех видах систем.
com/embed/mMLoh5iUGCQ?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share» allowfullscreen=»»> 90 А, 12 В – 1200 В Трехфазный выпрямитель – (переменный ток в постоянный). Водонепроницаемый кожух Hoffman NEMA 3R.
75,00 $
90 А, 12–1200 В Трехфазный выпрямитель переменного тока в постоянный.
Количество
Артикул: R90 Категория: Выпрямители и диоды Метки: 12В, 24В, 48В, ЭМИ, гидро, NEMA 3R, Выпрямитель, ветер
- Описание
- Дополнительная информация
- Отзывы (0)
Описание
90 AMP, 3 Фаза 1200 VOLT выпрямитель
EMP HARDEDED (при правильном обозначении)
3 Фазовые AC AC DC Выпрямитель
Работа с 12 вольт до 1200 Volt
9003.
справиться с огромным количеством энергии. Идеально подходит для средних и крупных жилых и коммерческих турбин и генераторов. Этот трехфазный выпрямитель переменного тока в постоянный использует шесть 30-амперных преобразователей постоянного тока (при 90°C), импульсный ток 120 А (на диод) при 1200 вольт. Диоды полностью встроены в электрически непроводящую смесь эпоксидной смолы и раствора. Этот раствор обеспечивает равномерное распределение тепла по самой коробке, чтобы обеспечить надлежащее охлаждение при высоких токах. Затем используется высокотемпературная эпоксидная смола, чтобы покрыть всю сборку диодов, меди и строительного раствора и надежно прикрепить ее к внешнему корпусу Hoffman.
Корпус Hoffman Nema 3R имеет размеры 4,1 дюйма в ширину, 6,5 дюйма в высоту и 4,1 дюйма в глубину. Он имеет 2 выбивных отверстия на дне для легкого доступа. Имеет закрывающуюся крышку. Устройство весит 5 фунтов.
Выпрямитель способен работать при постоянном токе 90 ампер и импульсном токе 720 ампер практически при любом напряжении, которое может производить ветряная турбина.
Ветряная турбина на 48 вольт, вероятно, будет производить около 75 вольт при сильном или умеренном ветре.
Этот выпрямитель на 75 ампер обеспечивает мощность более 5625 Вт при напряжении 75 вольт.
В самом выпрямителе используется 6 диодов по 50 ампер каждый при 25c. Теоретически он может выдерживать даже более 90 ампер, но необходимо учитывать охлаждение, которое на самом деле является ограничивающим фактором. Пожалуйста, ознакомьтесь со спецификацией диода ниже.
Питание переменного тока подключается к 3 винтам посередине.
Выход постоянного тока крепится на двух винтах с каждой стороны.
*
*
*
Характеристики диода (на диод) 6 диодов образуют трехфазный мост.
| Защита от капель сверху и гладкие бесшовные стороны и передняя панель Выбивные отверстия снизу Двусторонняя надеваемая крышка надежно крепится винтами, расположенными вдоль нижнего края Предусмотрено уплотнение Серый полиэстер ANSI-61 с порошковым покрытием внутри и снаружи.   |