Выпрямитель тока | это… Что такое Выпрямитель тока?
преобразователь электрического тока переменного направления в ток постоянного направления. Большинство мощных источников электрической энергии вырабатывают ток переменного направления (см. Переменный ток). Однако многие электрические устройства на городском и железнодорожном транспорте, в химической и радиотехнической промышленности, в цветной металлургии и др. работают на токе постоянного направления (см. Постоянный ток) различного напряжения. В простейшем случае переменный ток выпрямляется вентилем электрическим (См. Вентиль электрический), пропускающим ток (например, синусоидальный) только или преимущественно в одном направлении. По видам применяемых вентилей В. т. подразделяют на электроконтактные, кенотронные, газотронные, тиратронные, ртутные, полупроводниковые и тиристорные.
Различают схемы В. т. однополупериодные, двухполупериодные с нулевым выводом и мостовые. На рис. 1, а приведена однополупериодная схема выпрямителя однофазного тока.
Однополупериодные однофазные схемы В. т. применяют главным образом в маломощных устройствах с ёмкостным или индуктивным сглаживающим фильтром. Основное преимущество — простота и малое число вентилей; недостатки — большие пульсации выпрямленного напряжения и высокое обратное напряжение на вентилях (при ёмкостном фильтре).
В двухполупериодной схеме В.
т. (рис. 1, б) применяют трансформатор со средней точкой во вторичной обмотке. Благодаря такому соединению обмотки с вентилями выпрямленный ток формируется из обеих полуволн тока. Частота пульсаций выпрямленного тока при этом возрастает в два раза по сравнению с однополупериодным В. т. (так, если 
), и лишь в отдельных случаях для питания мощных (до тысячи квт) устройств (например, двигателей электровозов). Существуют В. т., в которых наряду с выпрямлением тока осуществляется умножение выпрямленного напряжения. Схемы с умножением обычно применяют в высоковольтных установках, предназначенных для испытания электрической изоляции, а также в рентгеновских установках, электронных осциллографах и т.п.
В трёхфазных цепях (См. Трёхфазная цепь) для питания мощных промышленных установок, во избежание несимметричности нагрузки на сеть электроснабжения, применяют схемы трёхфазных В. т. Первичная обмотка трансформатора в таких В. т. соединяется в звезду или треугольник. В зависимости от числа вторичных обмоток трансформатора различают 3-, 6-, 12-, 18-фазные и т.д. однополупериодные и мостовые выпрямители трёхфазного тока. На рис. 2, а приведена трёхфазная однополупериодная схема. Первичная обмотка трансформатора соединена треугольником, а вторичная — звездой.
Фазные токи i1
Лит.: Каганов И. Л., Электронные и ионные преобразователи, ч. 1—3, М. — Л., 1950—56.
М. М. Гельман.
Рис. 1. Схемы выпрямителей однофазного тока: а — однополупериодная; б — двухполупернодная; в — мостовая.
Рис. 2. Схемы выпрямителей трёхфазного тока: а — однополупериодная; б — двухполупериодная мостовая.
Выпрямители переменного тока
В электрических сетях используется преимущественно переменный ток. Однако существует немало электрических устройств – магнитофонов, приемников и других приборов, основой которых служат полупроводники или лампы.
Для их работы требуется только постоянный ток. Преимущественная выработка переменного тока связана с удобством его трансформации в разные значения напряжений. Другим положительным моментом считается передача переменного тока по ЛЭП с минимальными потерями. Поэтому все преобразования выполняют выпрямители переменного тока, позволяющие получить необходимое напряжение.
Содержание
Принцип работы выпрямителя тока
Основной функцией выпрямителя тока является преобразование переменного напряжения в постоянное. Принцип работы этих устройств основан на свойствах переменного тока, величина и направление которого изменяются во времени.
Согласно стандартного значения изменение направления тока в сети составляет 50 раз в течение одной секунды. Такое колебание является частотой и составляет 50 герц или периодов. То есть значение электротока в определенный период достигает нулевой отметки, а затем постепенно набирает максимальное значение. Этот процесс постоянно повторяется и протекает в периодической форме.
Значение тока постоянно изменяется в соответствии с синусоидальным законом.
Основная задача выпрямителя заключается в получении устойчивого постоянного напряжения, не изменяющего своей величины и направления. Сам процесс выпрямления заключается в работе вентиля, пропускающего ток лишь в одном направлении. В результате односторонней проводимости вентиля, прохождение тока через него осуществляется исключительно в положительные полупериоды. Во время отрицательных периодов ток в цепи отсутствует.
При наличии положительной полуволны, сопротивление в вентиле минимальное, что обеспечивает свободное прохождение тока. Отрицательная полуволна подвергается значительному сопротивлению, задерживается и не проходит через вентиль. В результате включения вентиля в цепь, переменный ток будет полностью отсутствовать. Изменения оставшегося в цепи тока будут касаться только его величины, а направление останется неизменным. Это так называемый первичный или пульсирующий ток. С его помощью можно зарядить аккумулятор, но, он не годится для питания, например, радиоэлектронной аппаратуры.
Необходимо выполнить процедуру сглаживания, чтобы пульсирующий ток превратился в постоянный. С этой целью используется специальный фильтр.
В качестве такого фильтра используется конденсатор с большой емкостью. Выпрямляемый ток сглаживается или фильтруется за счет зарядки конденсатора током, идущим от вентиля. В результате, создается определенный запас электроэнергии. При уменьшении тока, проходящего через вентиль и падении напряжения на нагрузке в конце каждого положительного полупериода, происходит отдача конденсатором накопленной энергии.
Однополупериодные выпрямители
Далеко не все фильтры способны полностью избавить ток от резких пульсаций. Для этих целей требуются более совершенные фильтры, обеспечивающие на нагрузке лишь незначительные пульсации постоянного тока. Такие пульсации не оказывают решающего влияния на основные функции электронного устройства, получающего питание через выпрямитель.
К наиболее простым приборам относится однополупериодный выпрямитель.
Основным принципом его работы является использование для выпрямления только положительных полупериодов. Выпрямленный ток и сетевое напряжение имеют одинаковую частоту пульсаций. Поэтому для их сглаживания в однополупериодном выпрямителе должен применяться хороший фильтр. С помощью данных устройств осуществляется питание аппаратуры с потреблением незначительного тока. В случае возрастания токовых значений, необходимо использовать более сложные фильтры.
Работа двухполупериодных выпрямителей
Более широкое распространение получили двухполупериодные выпрямители переменного тока, с использованием сразу двух вентилей. Течение тока в нагрузке происходит всегда в одном направлении.
Схема выпрямления действует следующим образом. В определенное время на одном из выводов вторичной обмотки трансформатора напряжение будет положительным по отношению к другому выводу. Ток проходит через первый вентиль с небольшим сопротивлением, после этого он идет по нагрузке к средней точке вторичной обмотки.
Такое положение будет сохраняться весь положительный полупериод. Когда ток не первом выводе трансформатор изменится, напряжение станет отрицательным. Прохождения тока через первый вентиль не будет в связи с его большим сопротивлением. Второй конец обмотки будет с положительным напряжением, и ток начнет проходить по второму вентилю, нагрузке с выходом к средней точке вторичной обмотки трансформатора.
Данная схема выпрямления тока позволяет использовать два полупериода напряжения. Высокая частота пульсаций значительно облегчает фильтрацию выпрямленного напряжения.
Как происходит выпрямление переменного тока
Выпрямители: почти все, что вам нужно знать
Что такое выпрямитель?
Выпрямитель представляет собой электрическое устройство, используемое для преобразования переменного тока (AC) в постоянный ток (DC), позволяя току проходить через устройство только в одном направлении.
Диоды работают как односторонние клапаны в выпрямителе, чтобы поддерживать этот поток тока. Этот процесс обычно известен как «исправление».
Хотя выпрямители имеют множество применений, чаще всего они используются в качестве основных компонентов источников питания постоянного тока и систем передачи постоянного тока высокого напряжения. В промышленных условиях выпрямители обычно выбираются на основе приложенного напряжения, тока, необходимого в процессе, качества электроэнергии и того, как будет организовано управление.
Пульсации являются важным параметром для определения эффективности и качества выпрямителя. Пульсация — это чистота мощности (насколько она чистая), выраженная в процентах. Переменный ток, деленный на постоянный, равен проценту пульсаций.
С момента своего основания в 1963 году компания Dynapower находится в авангарде разработки нестандартных и стандартных решений по выпрямлению для отделки металлов, горнодобывающей, сталелитейной, химической, оборонной и водородной промышленности по всему миру.
Типы выпрямителей
Существует множество промышленных выпрямителей, в том числе тиристорные, силовые, переключатели, режимы переключения, прерыватели IGBT и тиристорные выпрямители. Выпрямители с переключателем ответвлений и блоком питания практически не обеспечивают операторам контроля. У них очень низкие показания пульсаций, малая сила тока и низкая стоимость, но, как правило, их ремонт очень дорог.
В качестве альтернативы выпрямители с прерывателями SCR, SMPS и IGBT предлагают, казалось бы, неограниченный контроль для операторов; они могут легко контролировать напряжение сверху вниз от нуля до 100 процентов.
Выпрямители SCR
Выпрямитель SCR представляет собой полупроводниковый источник питания, который измеряет электроэнергию, открывая электрические «клапаны», которые работают вместе для выпрямления электроэнергии. Чем дольше «вентиль» открыт, тем выше будет напряжение, выходящее из выпрямителя.
Dynapower RapidX Series SCR Rectifier SCR выпрямители представляют собой источники питания постоянного тока с переменным напряжением, представляющие собой низкочастотные системы с высокими пульсациями.
Эти системы прочны и имеют долгую историю существования на рынке — у ряда наших клиентов системы все еще работают по прошествии 40 или 50 лет. Они стабильно регулируются и реагируют, несут большую мощность в больших медных обмотках, и их довольно легко устранить с помощью больших, легко идентифицируемых компонентов.
Импульсные источники питания
Импульсный источник питания (SMPS) — это электронный источник питания, в котором используется переключатель с переменного тока на постоянный, обратно на переменный и снова на постоянный. Все это делается с высокой частотой, что позволяет уменьшить внутренние детали. В них используется высокое первичное напряжение, в то время как входные устройства на 480 В переменного тока обычно видят 700 В постоянного тока, коммутирующие напряжения внутри трансформатора.
Детали меньшего размера, более плотные обмотки, меньшие габариты и еще меньшие допуски — это прецизионное оборудование обеспечивает хорошую эффективность использования пространства на ватт, современные компьютерные интерфейсы и интуитивно понятное управление.
Импульсные блоки питания существуют уже около 40 лет. Традиционно они использовались в небольших текущих приложениях, и только за последние 10 лет или около того были успешно развернуты крупномасштабные режимы переключения.
Dynapower Импульсный источник питания с водяным охлаждениемМощные IGBT-прерыватели и тиристорные выпрямители
Dynapower также разрабатывает и производит высокомощные IGBT-прерыватели и тиристорные выпрямители для крупных приложений, таких как производство экологически чистого водорода, электролиз, производство хлора и щелочи, электрорафинирование, и другие специализированные приложения.
Наши возможности проектирования включают полную систему трансформаторных выпрямителей высокой мощности, включая полностью интегрированные операторские интерфейсы и системы управления для отдельного блока или всей многоблочной сети SCADA.
Наши IGBT-прерыватели и тиристорные выпрямители могут также поставляться с дополнительным оборудованием в соответствии с требованиями спецификации, включая распределительные устройства, устройства коррекции коэффициента мощности, фильтры подавления гармоник, теплообменники и автономные системы охлаждения.
Конструкции прерывающих выпрямителей состоят из технологии высокочастотного переключения в модульной конструкции, которая преобразует вторичное переменное напряжение трансформатора в регулируемое выходное постоянное напряжение. Более крупные энергосистемы состоят из нескольких модулей прерывателей для получения заданных требований к току.
Варианты охлаждения выпрямителя
Выпрямители могут иметь воздушное, водяное, масляное или гибридное охлаждение. Традиционно большинство производителей выпрямителей предлагают выпрямители с воздушным или водяным охлаждением. Блоки с воздушным охлаждением обычно больше на ватт мощности, потому что им требуется большая площадь поверхности для рассеивания тепла, в то время как блоки с водяным охлаждением обычно меньше, потому что площадь поверхности не является фактором охлаждения этих блоков.
Техническое обслуживание выпрямителя
Несмотря на то, что выпрямители чрезвычайно прочны и долговечны, иногда требуется ремонт.
Большинство проблем с выпрямителями вызваны перегревом электрических компонентов, таких как печатная плата. Основной причиной перегрева может быть коррозия, плохие линии охлаждения, неправильный компонент, установленный во время ремонта, разрушение органического лака в трансформаторе или плохие соединения шин.
Хорошее управление теплом важно для долгосрочного обслуживания выпрямителя. Общее эмпирическое правило для минимизации тепла: чистый, плоский и плотный:
- Держите все контакты в чистоте.
- Убедитесь, что все электрические поверхности установлены ровно друг к другу.
- Все электрические поверхности должны быть герметичными.
Почему стоит выбрать выпрямитель Dynapower?
Dynapower — универсальный магазин, где можно купить любые выпрямители: от обширной линейки предварительно спроектированных и изготовленных по индивидуальному заказу выпрямителей до комплексных послепродажных услуг, включая обслуживание на месте, программы обучения, запасные части и модернизацию средств управления.
При рассмотрении вопроса о покупке нового выпрямителя уделите время выбору правильного оборудования и плану технического обслуживания, чтобы максимально увеличить время безотказной работы, сэкономить деньги вашего бизнеса и повысить безопасность и производительность. Dynapower предлагает полный спектр услуг и поддержки, чтобы вы могли быть уверены в сроке службы своего продукта.
Техническая модернизация выпрямителя
Dynapower работает с нашими клиентами, чтобы определить области их процессов, которые можно улучшить за счет инженерной модернизации. К ним относятся такие элементы, как улучшения безопасности, чтобы гарантировать, что устройство соответствует требованиям и что работы по техническому обслуживанию могут быть выполнены на нем должным образом.
Внедряя наши технические усовершенствования, мы используем наш более чем 50-летний опыт работы в сфере энергоснабжения, чтобы предоставить нашим клиентам наилучшие возможные обновления для ваших систем.
К ним относятся такие улучшения, как дополнительные термодатчики, обратные клапаны давления воды, датчики вентилятора, датчики расхода, датчики химического загрязнения и многое другое.
Модернизация элементов управления выпрямителем
Dynapower предлагает контроллеры с сенсорной панелью, сенсорным экраном и многоблочные контроллеры для наших выпрямительных блоков. Наш контроллер сенсорной панели можно легко интегрировать как в выпрямители SCR, так и в импульсные источники питания. Эти контроллеры дают нашим клиентам возможность точно регулировать напряжение, длительность импульса, время цикла и время задержки.
Запасные части для выпрямителей, планы профилактического обслуживания и обслуживание на местах
Dynapower предлагает широкий ассортимент запасных частей для выпрямителей, таких как платы управления, термовыключатели, все типы предохранителей и различные выпрямительные диоды. Если вы не видите нужную деталь, у нас есть горячая линия по запасным частям по телефону (802) 860-7200, чтобы помочь вам найти ее.
Dynapower также предлагает обслуживание на месте и профилактическое обслуживание оборудования Dynapower и Rapid Power Technologies, а также выпрямителей большинства других марок. Наш выездной сервис включает в себя ввод в эксплуатацию, ремонт, плановое техническое обслуживание и оценку оборудования.
Программы профилактического обслуживания Dynapower предназначены для обеспечения регулярной проверки и регулировки вашего оборудования, что продлевает срок службы оборудования. Наша цель — предотвратить ненужные сбои оборудования, обеспечить его правильную работу и свести к минимуму ваши затраты на ремонт и эксплуатацию.
Ремонт выпрямителя
Важно следить за производительностью и обслуживанием выпрямителя, чтобы предотвратить такие проблемы, как потеря эффективности, сбой системы, травмы или длительное время простоя. Наша программа ремонта выпрямителей включает в себя полную очистку и повторную сборку вашего выпрямителя Dynapower или Rapid Power. Мы также предлагаем удобство полного ремонта на месте с использованием нашего современного, лучшего в отрасли испытательного оборудования.
Независимо от того, покупаете ли вы новый выпрямитель или ищете обслуживание и поддержку для существующего выпрямителя, свяжитесь с Dynapower сегодня, чтобы узнать обо всех ваших потребностях в выпрямителе.
Выпрямители высокой мощности ABB
Источник питания постоянного или переменного тока от ABB — надежный, эффективный и прочный
Поделиться этой страницей
Мощные выпрямители и преобразователи АББ обеспечивают максимальную доступность и высочайшую производительность. Являясь ведущим мировым поставщиком выпрямителей постоянного тока или преобразователей переменного тока для любого промышленного применения, компания АББ обладает опытом и технологическими ноу-хау для выполнения ваших строгих требований с уделением первостепенного внимания безопасности персонала. Выпрямители среднего тока (MCR) и сильноточные выпрямители (HCR) обеспечивают постоянный ток в диапазоне от 5 000 до 550 000 А в виде одного или нескольких блоков.
При экономическом расчете стоимости эксплуатации выпрямительной системы необходимо учитывать различные прямые и косвенные затраты на протяжении всего срока службы системы. С помощью выпрямителей АББ вы добьетесь самой низкой совокупной стоимости владения и увеличите свое производство.
Приложения
Первичная алюминиевая промышленность
Выпрямители для надежных высокоэффективных источников питания постоянного тока
Электрические дуговые печи
Интеллектуальные решения для бесперебойного и энергоэффективного производства
Хлорно-щелочная промышленность
Для обеспечения работы процесса при любых условиях
Выигрышное решение для извлечения цветных металлов
Производство водорода
Лучшее решение для эффективного и надежного источника питания постоянного тока
Наше предложение
Основные моменты
ABB и Hydrogen Optimized изучают возможность разработки крупномасштабных систем производства зеленого водорода
Новые средства защиты от замерзания электролизера для алюминиевых заводов
Информационный проспект
Защита от обрыва линии электролизера
Мониторинг обрыва цепи электролизера — это уникальная система мониторинга от АББ для измерения потенциального или фактического обрыва цепи на алюминиевых заводах.
