Схемы выпрямления переменного тока: Основные схемы выпрямления переменного тока — Студопедия — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Схемы выпрямления переменного тока

Основными элементами в любой схеме выпрямления являются вентили, которые пропускают ток по электрической цепи только в одном направлении. Вентили могут включаться по различным схемам, в зависимости от этого изменяется форма выпрямленного тока и напряжения. Рассмотрим несколько схем выпрямления при работе выпрямителя на активную нагрузку без учета прямого падения напряжения и обратного тока вентилей, активного сопротивления и индуктивности обмоток трансформатора. Мгновенное напряжение на выходе выпрямителя и приложенное к нагрузке называют мгновенным выпрямленным напряжением и0. Схема однополупериодного выпрямления.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

Выпрямление напряжения. Наиболее распространенные схемы выпрямления переменного тока в постоянный

Мостовая схема выпрямления

Силовая электроника — Выпрямители

Наиболее распространенные схемы выпрямления переменного тока в постоянный

Выпрямители тока, принцип работы и схемы выпрямления электрического тока

Основные схемы выпрямления переменного тока

Силовая электроника — Выпрямители

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Диодный мост. Принцип работы схемы.

Выпрямление напряжения. Наиболее распространенные схемы выпрямления переменного тока в постоянный

Ещё в начале ХХ века имел место очень принципиальный спор между корифеями электротехники. Какой ток выгоднее передавать потребителю на большие расстояния: постоянный или переменный? Научный спор выиграли сторонники передачи переменного тока по проводам высоковольтных линий от подстанции к потребителю. Эта система принята во всём мире и успешно эксплуатируется до сих пор. Но большинство электронной техники и не только бытовой, но и промышленной питается постоянными напряжениями и это привело к созданию целой отрасли электрики — преобразование выпрямление переменного тока.

После того как электронная лампа была забыта, главным элементом любого выпрямителя стал полупроводниковый диод. Схемотехника выпрямителей весьма обширна, но самым простым является однополупериодный выпрямитель.

Напряжение с вторичной обмотки силового трансформатора подаётся на один единственный диод. Вот схема. Поэтому выпрямитель и назван однополупериодным. Выпрямляется только один полупериод и на выходе получается импульсное напряжение. Форма его показана на рисунке. Схема проста и не требует большого количества элементов. Это и сказывается на качестве выпрямленного напряжения. При низких частотах переменного напряжения например, как в электросети — 50 Гц выпрямленное напряжение получается сильно пульсирующим.

А это очень плохо. Для того чтобы снизить величину пульсации выпрямленного напряжения приходится брать величину конденсатора С1 очень большую, порядка — микрофарад, что увеличивает размер блока питания, так как электролиты на — мкф имеют довольно большие размеры. Поэтому на низких частотах эта схема практически не используется. Зато однополупериодные выпрямители прекрасно зарекомендовали себя в импульсных блоках питания работающих на частотах 10 — 15 кГц килогерц.

На таких частотах величина ёмкости фильтра может быть очень небольшой, а простота схемы уже не столь сильно влияет на качество выпрямленного напряжения. Примером использования однополупериодного выпрямителя может служить простой зарядник от сотового телефона. Так как зарядник сам по себе маломощный, то в нём применяется однополупериодная схема, причём как во входном сетевом выпрямителе V 50Гц , так и в выходном, где требуется выпрямить переменное напряжение высокой частоты со вторичной обмотки импульсного трансформатора.

К несомненным достоинствам такого выпрямителя следует отнести минимум деталей, низкую стоимость и простые схемные решения. В обычных не импульсных блоках питания многие десятилетия успешно работают двухполупериодные выпрямители.

Они бывают двух схемных решений: выпрямитель со средней точкой и мостовая схема, известная, как схема Гретца. Выпрямитель со средней точкой требует более сложного в исполнении силового трансформатора, хотя диодов там используется в два раза меньше чем в мостовой схеме.

К недостаткам двухполупериодного выпрямителя со средней точкой можно отнести то, что для получения одинакового напряжения, число витков во вторичной обмотке трансформатора должно быть в два раза больше, чем при использовании мостовой схемы.

А это уже не совсем экономично с точки зрения расходования медного провода.

Величина пульсаций выпрямленного напряжения меньше чем у однополупериодного выпрямителя и величину конденсатора фильтра так же можно использовать гораздо меньшую. Наглядно увидеть, как работает двухполупериодная схема можно по рисунку. Как видим, на выходе выпрямителя уже в два раза меньше «провалов» напряжения — тех самых пульсаций. Активно применяется схема выпрямителя со средней точкой в выходных выпрямителях импульсных блоков питания для ПК. Так как во вторичной обмотке высокочастотного трансформатора требуется меньшее число витков медного провода, то гораздо эффективнее применять именно эту схему.

Диоды же применяются сдвоенные, то есть такие, у которых общий корпус и три вывода два диода внутри. Один из выводов — общий как правило катод. По виду сдвоенный диод очень похож на транзистор. Наибольшую популярность приобрела в бытовой и промышленной аппаратуре мостовая схема. Можно без преувеличения сказать, что это самая распространённая схема.

На практике вы с ней ещё не раз встретитесь. Она содержит четыре полупроводниковых диода, а на выходе, как правило, ставится RC-фильтр или только электролитический конденсатор для сглаживания пульсаций напряжения.

О данной схеме уже рассказывалось на странице про диодный мост. Стоит отметить, что и у мостовой схемы есть недостатки. Как известно, у любого полупроводникового диода есть так называемое прямое падение напряжения Forward voltage drop — V F.

Для обычных выпрямительных диодов оно может быть 1 — 1,2 V зависит от типа диода. Так вот, при использовании мостовой схемы на диодах теряется напряжение, равное 2 x V F , то есть около 2 вольт. Это происходит потому, что в выпрямлении одной полуволны переменного тока участвуют 2 диода затем другие 2.

Получается, что на диодном мосте теряется часть напряжения, которое мы снимаем со вторичной обмотки трансформатора, а это явные потери. Поэтому в некоторых случаях в составе диодного моста применяются диоды Шоттки, у которых прямое падение напряжения невелико около 0,5 вольта. Правда, стоит учесть, что диод Шоттки не рассчитан на большое обратное напряжение и очень чувствителен к его превышению.

Принцип удвоителя напряжения Латура-Делона-Гренашера основан на поочерёдном заряде-разряде конденсаторов С1 и С2 разными по полярности полуволнами входного напряжения.

В результате между катодом одного диода и анодом второго диода возникает напряжение в два раза превышающее входное. Схема в студию:. Стоит отметить, что данная схема применяется в блоках питания нечасто. Но её можно смело использовать, если необходимо вдвое увеличить напряжение, которое снимается со вторичной обмотки трансформатора. Это будет более логичным и правильным решением, чем перематывать вторичную обмотку трансформатора с целью увеличить выходное напряжение вторичной обмотки в 2 раза ведь при этом придётся наматывать вторичную обмотку с вдвое большим числом витков.

Так что, если не удалось найти подходящий трансформатор — смело применяем данную схему. Конечно, для этого входное напряжение тоже должно быть достаточно большим.

На рисунке изображён четырёхзвенный умножитель и на выходе мы получаем напряжение в четыре раза превышающее входное U. Эти выпрямители получили большое распространение там, где нужно получить высокое напряжение при достаточно малом токе.

Например, по такой схеме были выполнены источники высокого напряжения в старых телевизорах и осциллографах для питания анода электронно-лучевой трубки.

Сейчас такие источники питания используются в научных лабораториях, в детекторах элементарных частиц, в медицинской аппаратуре люстра Чижевского и в оружии самообороны электрошокер. При повторении подобных конструкций и подборе деталей, следует учитывать рабочее напряжение , как диодов, так и конденсаторов исходя из напряжения, которое вы хотите получить. Весь умножитель, как правило, заливается специальным компаундом или эпоксидной смолой во избежание высоковольтных пробоев между элементами схемы.

Для нормальной работы некоторых устройств как, например, люстры Чижевского необходимы достаточно высокие напряжения. Как считают специалисты, излучатель отрицательных аэроионов, эффективен только при напряжении не менее 60 киловольт.

Устройства, которые используются для получения постоянного тока из переменного трёхфазного тока, называются трёхфазными выпрямителями. Трёхфазные выпрямители в бытовой технике, конечно, не используются. Единственный прибор, который может использоваться в быту это сварочный аппарат.

В качестве трёхфазных выпрямителей используются наработки двух известных электротехников Миткевича и Ларионова. Коэффициент пульсаций на нагрузке очень мал, что позволяет использовать конденсаторы фильтра небольшой ёмкости и малых габаритов.

В схеме используется уже шесть диодов и немного другая схема включения. Зато эта схема может выдавать высокое напряжение при большой мощности.

Трёхфазные мощные выпрямители используются в электровозах, городском электротранспорте трамвай, троллейбус, метро , в промышленных установках для электролиза. Так же промышленные системы очистки газовых смесей, буровое и сварочное оборудование используют трёхфазные выпрямители.

Теперь вы знаете, какие бывают выпрямители переменного тока и сможете легко обнаружить их на принципиальной схеме или печатной плате любого прибора. А для тех, кто хочет знать больше, рекомендуем ознакомиться с книгой «Полупроводниковые выпрямители». Размеры SMD-резисторов. Таблица типоразмеров. В чём разница? Ремонт блютуз-колонки JBL Charge 3 реплики.

Телевизор не включается. Индикатор мигает. Что делать? Типы выпрямителей переменного тока Какие бывают выпрямители?

Мостовая схема выпрямления

Выпрямитель электрического тока это устройство, преобразующее переменный ток в постоянный. Он обычно реализуется на полупроводниковых диодах. Простейший выпрямитель тока содержит трансформатор, выпрямительный диод и нагрузку. В этой схеме трансформатор позволяет преобразовать переменное напряжение до необходимого на выходе значения.

Структурная схема ИВЭП, получающего энергию от сети переменного переменного напряжения и гальванической развязки выпрямителя и питающей сети. Диоды проводят ток поочередно, каждый в течение полупериода.

Силовая электроника — Выпрямители

С помощью выпрямителей осуществляется преобразование энергии переменного тока в энергию постоянного тока. В промышленных установках применяют различные схемы выпрямления переменного тока в постоянный, каждая из которых имеет свои достоинства и недостатки. При сравнении различных схем выпрямления учитывают следующие их технические характеристики: число полупроводниковых приборов, коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения, габаритную мощность трансформатора. Однофазная мостовая схема выпрямления рис. Трансформатор позволяет согласовать напряжение сети и выпрямленное напряжение нагрузки. В одну диагональ моста точки 1 и 3 включен источник переменного напряжения, а в другую точки 2 и 4 — нагрузка R н. Общая точка 2 катодных выводов служит положительным полюсом выпрямителя, а точка 4 анодных выводов — отрицательным.

Наиболее распространенные схемы выпрямления переменного тока в постоянный

Выпрямителем называется электронное устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии переменного тока в постоянный. В основе выпрямителей лежат полупроводниковые приборы с односторонней проводимостью — диоды и тиристоры. При небольшой мощности нагрузки до нескольких сотен ватт преобразование переменного тока в постоянный осуществляют с помощью однофазных выпрямителей. Такие выпрямители предназначены для питания постоянным током различных электронных устройств, обмоток возбуждения двигателей постоянного тока небольшой и средней мощности и т.

Классификация схем выпрямления переменного тока и их параметры В устройствах автоматики и телемеханики применяют следующие схемы выпрямления переменного тока: однофазную однополупериодную; однофазную двухполупериодную схему Миткевич а ; однофазную мостовую; трехфазную однополупериодную; трехфазную мостовую схему Ларионова.

Выпрямители тока, принцип работы и схемы выпрямления электрического тока

Выпрямители переменного напряжения. Выпрямители используются в блоках питания радиоэлектронных устройств для преобразования переменного напряжения в постоянное. Схема любого выпрямителя содержит 3 основных элемента:. Силовой трансформатор — устройство для понижения или повышения напряжения питающей сети и гальванической развязки сети с аппаратурой. Выпрямительный элемент вентиль , имеющий одностороннюю проводимость — для преобразования переменного напряжения в пульсирующее. Фильтр — для сглаживания пульсирующего напряжения.

Основные схемы выпрямления переменного тока

Источники вторичного электропитания ИВЭП предназначены для получения напряжения, необходимо для питания различных электронных устройств. Как известно, действующее значение напряжения сети переменного тока составляет В. В то же время для работы электронных приборов необходимо постоянное напряжение, величина которого обычно не превышает нескольких вольт. Вторичные источники получают энергию от первичных источников: сети переменного тока, аккумуляторов и т. Структурная схема ИВЭП, получающего энергию от сети переменного тока, показана на рис. Трансформатор предназначен для изменения уровня переменного напряжения и гальванической развязки выпрямителя и питающей сети. Выпрямитель преобразует переменное напряжение синусоидальной формы в пульсирующее напряжение одной полярности. Сглаживающий фильтр уменьшает пульсации напряжения на выходе выпрямителя.

Для выпрямления переменного тока используют диодные выпрямители. Простейшая схема выпрямителя, содержащая всего один полупроводниковый.

Силовая электроника — Выпрямители

В устройствах автоматики и телемеханики применяют следую щие схемы выпрямления переменного тока: однофазную однополу-периодную; однофазную двухполупериодную схему Миткевича ;. Схемы выпрямления однофазного тока используют при небольших мощностях выпрямительных устройств примерно до 1 кВт. Они дают неравномерную нагрузку на сеть трехфазного переменного тока и требуют дорогостоящих фильтров.

Основные определения, термины и понятия по военно-технической подготовке. Выпрямитель электрического тока — преобразователь электрической энергии; механическое, электровакуумное, полупроводниковое или другое устройство, предназначенное для преобразования переменного входного электрического тока в постоянный выходной электрический ток.

Если вам дорог ваш старый друг, но он нуждается в реанимации, то наши специалисты с радостью вам помогут! Нет таких проблем которые нельзя решить паяльником! Привозите нам вашу технику и мы исправим в ней любые поломки! Выпрямителем называется электронное устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии переменного тока в постоянный.

Схемы выпрямления переменного тока в постоянный и инвертирование постоянного тока в переменный

Заглавная страница
Избранные статьи
Случайная статья
Познавательные статьи
Новые добавления
Обратная связь

КАТЕГОРИИ:

Археология
Биология
Генетика
География
Информатика
История
Логика
Маркетинг
Математика
Менеджмент
Механика
Педагогика
Религия
Социология
Технологии
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология

ТОП 10 на сайте

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Техника нижней прямой подачи мяча.

Франко-прусская война (причины и последствия)

Организация работы процедурного кабинета

Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний

Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Обработка изделий медицинского назначения многократного применения

Образцы текста публицистического стиля

Четыре типа изменения баланса

Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву

Мы поможем в написании ваших работ!

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Влияние общества на человека

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Практические работы по географии для 6 класса

Организация работы процедурного кабинета

Изменения в неживой природе осенью

Уборка процедурного кабинета

Сольфеджио. Все правила по сольфеджио

Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

⇐ ПредыдущаяСтр 46 из 76Следующая ⇒

Рис.300.

Схема однополупериодного выпрямителя и графики изменения тока и напряжений.

Выпрямителями называют устройства, в которых происходит преобразование переменного тока в постоянный или пульсирующий.

В зависимости от числа фаз питающей сети различают однофазные и трехфазные выпрямители.

Выпрямитель состоит из следующих основных элементов:

— силового трансформатора, служащего для согласования входного и выходного напряжения выпрямителя, а также разделения питающей сети и цепи нагрузки;

— блока диодов или тиристоров, осуществляющих выпрямление переменного тока;

— сглаживающего фильтра, обеспечивающего уменьшение пульсаций выпрямленного тока и напряжения;

— блок управления тиристорами (входит только в комплект управляемых выпрямителей).

Однополупериодная однофазная схема выпрямления

В этой схеме напряжение на вторичной обмотке трансформатора u₂ изменяется по синусоидальному закону.

Ток во вторичной цепи трансформатора при наличии диода и нагрузки R_Н будет проходить только в течение первого полупериода действия переменного напряжения u₂, когда к диоду приложено прямое напряжение.

В течение второго полупериода действия переменного напряжения u₂ тока в цепи нагрузки не будет, т.к. к диоду будет приложено обратное напряжение и он будет заперт.

Рис.301.

Схема однофазного мостового выпрямителя и кривые изменения напряжений и токов.

Следовательно, ток в нагрузке i_н и напряжение на нагрузке u_н будут пульсирующими.

Среднее за период значение напряжения на нагрузке U_d называется средним значением выпрямленного напряжения или выпрямленным напряжением. Аналогично, среднее за период значение тока называется выпрямленным током I_d. При однополупериодной схеме выпрямления U_d = 0,45U₂.

Двухполупериодная однофазная мостовая схема выпрямления

Эта схема состоит из трансформатора и четырех диодов, соединенных по мостовой схеме.

К одной диагонали моста присоединена вторичная обмотка трансформатора, а к другой – нагрузка R _Н.

Диоды в схеме работают парами поочередно.

В первый полупериод напряжения u ₂ ток проводят диоды VD 1 и VD 3, а диоды VD 2 и VD 4 закрыты, т.к. к ним приложено обратное напряжение.

Во второй полупериод изменяется направление напряжения u ₂ и ток проводят диоды VD 2 и VD 4, а диоды VD 1 и VD 3 закрыты.

При этом ток в нагрузке проходит все время в одном направлении.

Для этой схемы среднее значение выпрямленного напряжения U_d = 0,9 U ₂.

⇐ Предыдущая41424344454647484950Следующая ⇒

Читайте также:

Как правильно слушать собеседника

Типичные ошибки при выполнении бросков в баскетболе

Принятие христианства на Руси и его значение

Средства массовой информации США

Последнее изменение этой страницы: 2021-01-08; просмотров: 243; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia. su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь — 161.97.168.212 (0.004 с.)

Основные схемы однофазных выпрямителей, принцип их действия и характеристики.

ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ НЕУПРАВЛЯЕМЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ ОДНОФАЗНОГО И ТРЕХФАЗНОГО ТОКА
Выпрямителем называется статическое устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии переменного тока в постоянный 1. Необходимость в таком преобразовании возникает, когда питание потребителя осуществляется постоянным током, а источником электрической энергии является источник переменного тока, например промышленная сеть частотой 50 Гц.
Процесс выпрямления осуществляется непосредственно вентильными элементами схемы выпрямления и заключается в том, что нагрузка циклически переключается с одной фазы источника переменного напряжения на другую. В настоящее время разработано и применяется на практике много схем выпрямителей однофазного и трехфазного тока. Выбор той или иной схемы определяется свойствами применяемых вентилей и условиями работы выпрямителя. Например, в выпрямительных агрегатах для зарядки аккумуляторных батарей, где требуются небольшие значения выпрямленного напряжения (24—48 В), наиболее приемлемыми оказались схемы однофазного выпрямления с вентилями на небольшие значения L/0gp. При выпрямлении высоких напряжений (до 1000— 1500 В) часто приходится прибегать к последовательному соединению вентилей или применять диоды на большие значения L/0gp. Следовательно, применение в таком выпрямителе трехфазной нулевой схемы выпрямления на кремниевых диодах позволит затратить меньшее число вентилей (три вместо четырех), получить более высокий КПД и снизить габариты выпрямителя (см. § 6).
Учитывая вышесказанное, рассмотрим работу основных схем выпрямления однофазного и трехфазного тока, предполагая вначале для простоты расчетов параметров и облегчения понимания физической сущности процессов в элементах схем, что выпрямитель работает на активную нагрузку и состоит из идеальных вентилей и трансформаторов, в которых можно пренебречь падениями напряжения, а также обратными токами вентилей, индуктивностями и намагничивающим током трансформатора.
Основными элементами, параметры которых подлежат расчету в схемах выпрямления, являются вентильные элементы и трансформатор. Исходными данными при расчете служат выпрямленные напряжения Ud и ток ld, а также действующее значение напряжения питающей сети Ux.
1 По ГОСТ 23414-79 для названия таких устройств допускается также применять термин «преобразователь». 34
Устройство и основные элементы выпрямителей. Выпрямитель представляет собой электрический агрегат, который состоит в общем случае из следующих основных элементов (рис. 15): силового трансформатора 1. служащего для получения заданного напряжения на выходе выпрямителя, а также для электрического разделения цепи выпрямленного тока с питающей сетью, что необходимо при заземленной нагрузке; блока вентилей 2, соединенных по определенной схеме и обеспечивающих протекание тока в цепи нагрузки в одном направлении, в результате чего переменное напряжение преобразуется в пульсирующее; сглаживающего фильтра 3, который ослабляет пульсации выпрямленного напряжения в цепи нагрузки 4. Если выпрямитель управляемый, то в него входит еще узел 6, содержащий систему управления вентилями. Для защиты выпрямителя от повреждений при аварийных режимах в его схему может входить блок защиты и сигнализации 5, а для поддержания с определенной точностью значения Uвых при изменениях напряжения питающей сети Uc и сопротивления нагрузки RH — стабилизатор напряжения или тока.
В некоторых случаях в схеме выпрямителя могут отсутствовать отдельные элементы, например фильтр 3 при работе выпрямителя на нагрузку индуктивного характера или силовой трансформатор 1 в случае бестрансформаторного включения выпрямителя, что может иметь место в мостовых схемах выпрямления.
В зависимости от количества выпрямленных полупериодов питающего напряжения схемы выпрямления подразделяются на одно полупериодные и двухпопупериодные. По числу фаз первичной обмотки трансформатора выпрямители делятся на однофазные и трехфазные.
Выпрямители однофазного тока. При небольшой мощности нагрузки (до нескольких сотен ватт) преобразование переменного тока в постоянный осуществляют с помощью однофазных выпрямителей, питающихся от однофазной сети переменного тока. . через который начинает протекать ток нагрузки.
Индекс d используется для обозначения элементов, токов и других величин на стороне постоянного тока.

Рис. 16. Однофазные выпрямители
а — однополупериодная схема; б — двухполупериодная схема; виг—, диаграммы напряжений и токов на элементах схем выпрямления
Недостатки этой схемы выпрямления следующие: плохое использование трансформатора, большое обратное напряжение на вентилях, большой коэффициент пульсации выпрямленного напряжения. Достоинства выпрямителя: простота схемы и питающего трансформатора; применяется только один вентиль или одна группа последовательно соединенных вентилей.
Данная схема широко применяется для снятия квалификационных параметров силовых диодов и тиристоров, когда в испытуемом вентиле обеспечиваются однополупериодный синусоидальный прямой ток и синусоидальное обратное напряжение.
Двухполупериодная однофазная схема со средней точкой представлена на рис. 16,6. Схема состоит из трансформатора Т, имеющего одну первичную и две последовательно соединенные вторичные обмотки с выводом общей (нулевой) точки у этих обмоток. Коэффициент трансформации п определяется отношением Ui/U2, где иг — напряжение каждой из вторичных обмоток (фазные напряжения), сдвинутые относительно друг друга на 180°.
Свободные концы вторичных обмоток а и b присоединяются к анодам вентилей VI и V2, катоды которых соединяются вместе. Нагрузка Rвключается между катодами вентилей, которые являются положительным полюсом выпрямителя, и нулевым выводом О трансформатора, который служит отрицательным полюсом.
Вентили в этой схеме, как и вторичные обмотки трансформатора, работают поочередно, пропуская в нагрузку ток при положительных значениях анодных напряжений и2а и и2Ь (рис. 16,г), в качестве которых обычно принимают направления, совпадающие с проводимостями вентилей.
Действительно, при изменении напряжения в точках а и b по закону и2 = Uzm sin ш в тот полупериод, когда напряжение в обмотке Оа положительно, ток проводит вентиль VI, анод которого положителен по отношению к катоду, связанному через резистор Rd с точкой О вторичных обмоток. обр. Спустя полупериод, начиная с момента времени t2, процесс повторяется: ток будет проводить вентиль VI, а вентиль V2 выключится и т.д.
Ток id в нагрузке все время течет в одном направлении — от катодов вентилей к нулевой точке О вторичных обмоток трансформатора, и на резисторе Rd появляется выпрямленное пульсирующее напряжение ud, содержащее постоянную и переменную составляющие.
Для однофазной нулевой схемы справедливы следующие соотношения между напряжениями, токами и мощностями в отдельных элементах выпрямителя.
Среднее значение выпрямленного напряжения
Ud = 0,91/2. (11)
где U2 — действующее значение напряжения на вторичной полуобмотке, U2 = 1,11 Ud. (12)
Для рассматриваемой схемы частота первой гармоники пульсаций fn(1) =2fc при частоте питающей сети fc = 50 Гц составляет 100 Гц. Подставляя в (19) т = 2. определяем коэффициент пульсации: q = 0.67, т.е. амплитуда первой гармоники ud для данной схемы составляет 67% Ud.
Однофазная мостовая схема состоит из трансформатора Тс двумя обмотками и четырех диодов VI — V4, соединенных по схеме моста (рис. 17,з). К одной диагонали моста (точки 1,3) присоединяется вторичная обмотка, а в другую (точки 2, 4) включается нагрузка Rd. Общая точка катодов вентилей VI и V2 является положительным полюсом выпрямителя, а отрицательным—точка связи анодов вентилей V3 и V4.
Вентили в этой схеме работают парами поочередно. В положительный полупериод напряжения иг, соответствующая полярность которого обозначена без скобок, проводят ток вентили VI и V3, а к вентилям V2 и V4 прикладывается обратное напряжение, и они закрыты. В отрицательный полупериод напряжения иг будут проводить ток вентили V2 и V4, а вентили VI и V3 закрыты и выдерживают обратное напряжение ио6р = = иг.
Далее указанные процессы периодически повторяются. Диаграммы токов и напряжений на элементах схемы (рис. 17,в) будут такими же, как для однофазного двух полу периодного выпрямителя со средней точкой.

Рис. 17. Однофазный мостовой выпрямитель
в — схема включения; б и в — временные диаграммы напряжений и токов на элементах схемы
Ток id в нагрузке проходит все время в одном направлении — от соединенных катодов диодов V1 и V2 к анодам диодов V3 и V4. Ток /2 во вторичной обмотке трансформатора (рис. 17,6) меняет свое направление каждые полпериода и будет синусоидальным. Постоянной составляющей тока во вторичной обмотке нет. Следовательно, не будет подмагничивания сердечника трансформатора постоянным магнитным потоком. Ток ii в первичной обмотке трансформатора также синусоидальный.

Однофазная мостовая схема:
Амплитуда обратного значения на вентилях в 2 раза меньше, чем в нулевой схеме.
Вдвое меньше напряжение (число витков) вторичной обмотки трансформатора при одинаковых значениях напряжения Ud.
Трансформатор имеет обычное исполнение, так как нет вывода средней точки на вторичной обмотке.
Расчетная мощность трансформатора на 25% меньше, чем в нулевой схеме, следовательно, меньше расходуется меди и железа, меньше будут размеры и масса.
Данная схема выпрямителя может работать и без трансформатора, если напряжение сети (Д подходит по значению для по лучения необходимого напряжения Ud и не требуется изоляции цепи выпрямленного тока от питающей сети.
Выпрямители трехфазного тока. Питание постоянным током потребителей средней и большой мощности производится от трехфазных выпрямителей, применение которых снижает загрузку вентилей по току, уменьшает коэффициент пульсации и повышает частоту пульсации выпрямленного напряжения, что облегчает задачу его сглаживания. Для лучшего уяснения принципа выпрямления трехфазного тока и режимов работы элементов выпрямителей вначале рассмотрим трехфазную схему с нулевым выводом.

Рис. 18. Трехфазный выпрямитель с нулевой точкой: в — схема соединения обмоток трансформатора и вентилей; б — г — диаграммы напряжений и токов на элементах
Из временной диаграммы на рис. 18,6 видно, что напряжения игд, и2Ь и и2с сдвинуты по фазе на одну треть периода (773, или 120°) и в течение этого интервала напряжение одной фазы выше напряжения двух других фаз относительно нулевой точки трансформатора. Ток через вентиль /в, связанную с ним вторичную обмотку и нагрузку будет протекать в течение той трети периода, когда напряжения в данной фазе больше, чем в двух других. Работающий вентиль прекращает проводить ток тогда, когда потенциал его анода становится ниже общего потенциала катодов, и к нему прикладывается обратное напряжение.
Переход тока от одного вентиля к другому (коммутация тока) происходит в момент пересечения кривых фазных напряжений (точки а, б, в и г на рис. 18,6). Выпрямленный ток id проходит через нагрузку /?£/ непрерывно (рис. 18,в).
Напряжение ud на выходе выпрямителя в любой момент времени равно мгновенному значению напряжения той вторичной обмотки, в которой вентиль открыт, и выпрямленное напряжение представляет собой огибающую верхушек синусоид фазных напряжений игф трансформатора Т.
При изменении вторичного напряжения иг по синусоидальному закону ток /2 каждой из фаз на участке проводимости вентилей будет также синусоидальным
(21)
Следовательно, анодный ток /в будет иметь форму прямоугольника с основанием Т/3, ограниченного сверху отрезком синусоиды. На рис. 18,г изображен ток фазы а. токи фаз b и с изображаются подобными кривыми, сдвинутыми на 120 относительно друг друга. .—, имеющую трехкратную частоту по отношению к частоте сети. Коэффициент пульсаций напряжения на выходе выпрямителя

Трехфазная мостовая схема выпрямления. Выпрямитель в данной схеме состоит их трансформатора, первичные и вторичные обмотки которого соединяются в звезду или треугольник, и шести диодов, которые разделены на две группы (рис. 19,з):
катодную, или нечетную (диоды VI, V3 и V5), в которой электрически связаны катоды вентилей и общий вывод их является положительным полюсом для внешней цепи, а аноды присоединены к выводам вторичных обмоток трансформатора;
анодную, или четную (диоды V2, V4 и V6), в ко торой электрически связаны между собой аноды вентилей, а катоды соединяются с анодами первой группы. Общая точка связи анодов является отрицательным полюсом для внешней цепи. Нагрузка подключается между точками соединения катодов и анодов вентилей, т.е. к диагонали выпрямленного моста.
Катодная группа вентилей повторяет режим работы трехфазной нулевой схемы. В этой группе вентилей в течение каждой трети периода работает вентиль с наиболее высоким потенциалом анода (рис. 19,6). В анодной группе в данную часть периода работает тот вентиль, у которого катод имеет наиболее отрицательный потенциал по отношению к общей точке анодов.
Вентили катодной группы открываются в момент пересечения положительных участков синусоид (точки а, б, в и г на рис. 19,6), а вентили анодной группы — в момент пересечения отрицательных участков синусоид (точки к, л, м и н). Каждый из вентилей работает в течение одной трети периода (Т/3, или 2 я/3).
При мгновенной коммутации тока в трехфазной мостовой схеме в любой момент времени проводят ток два вентиля — один из катодной, другой из анодной группы, при этом любой вентиль одной группы работает поочередно с двумя вентилями другой группы, соединенными с разными фазами вторичной обмотки (рис. 19,г и д). Иными словами, проводить ток будут те два накрест лежащих вентиля выпрямительного моста, между которыми действует в проводящем направлении наибольшее линейное напряжение и2п.

Рис. 19. Трехфазная мостовая схема выпрямителя:
а — схемр соединения элементов; 6 — е — временные диаграммы напряжений и токов

Таблица 1. Основные электрические параметры схем выпрямителей при активно-индуктивной нагрузке

Например, на интервале времени t\—t2 ток проводят вентили V1, V6. на интервале t2—t3 — вентили VI, V2, на интервале f3—Г„ — вентили V3, V2 и т.д. Таким образом, интервал проводимости каждого вентиля составляет 4> = 27г/3, или 120° (рис. 19,е), а интервал совместной работы двух вентилей равен я/3, или 60°. За период напряжения питания Г = 2ir происходит шесть переключений вентилей (шесть тактов), в связи с чем такую схему выпрямления часто называют шестипульсной.
Следует отметить, что нумерация вентилей в данной схеме не носит случайный характер, а соответствует порядку их вступления в работу при условии соблюдения фазировки трансформатора, указанной на рис. 19,з. Через каждую фазу трансформатора ток /2 будет проходить в течение 2/3 периода: 1/3 периода- положительный и 1/3 — отрицательный. Ток id в нагрузке все время проходит в одном направлении. Контур тока нагрузки при открытых вентилях VI и V6 показан на схеме рис. 19,з тонкой черной линией.
В течение рабочего интервала времени одновременно протекают токи во вторичных обмотках, расположенных на разных стержнях магнитной системы (см. токи /2а и i2b на рис. 19,з), при этом через две первичные обмотки, расположенные на тех же стержнях, также протекают токи. Намагничивающие силы от токов /»i и /2 на каждом из стержней в этом случае уравновешиваются, и однонаправленный поток Ф0 не возникает, что является одним из существенных достоинств данной схемы.
Выпрямленное напряжение ud в этой схеме описывается верхней частью кривых междуфазных (линейных) напряжений (рис. 19,в). Частота пульсаций кривой иj равна 6/,, коэффициент пульсаций напряжения на выходе выпрямителя
(30)
Обратное напряжение на закрытом вентиле определяется разностью потенциалов его катода и анода. Ординаты кривой «обр Для вентиля VI показаны на рис. 19,6 штриховкой, на рис. 19,е кривая иобр изображена полностью. Максимальное значение обратного напряжения на вентиле в трехфазной мостовой схеме равно амплитуде линейного напряжения вторичной обмотки трансформатора, т.е. Цэбр max = v2* U2 л. При открытом состоянии двух вентилей выпрямительного моста другие четыре вентиля закрыты приложенным к ним обратным напряжением. Выпрямленный ток id при работе на чисто активную нагрузку полностью повторяет кривую напряжения ud (см. черную кривую на рис. 19,в).

Соотношения между напряжениями и токами в трехфазной мостовой схеме приведены на табл. 1.
Шестифазная схема со средней точкой представлена на рис. 20.а. Питание схемы осуществляется через трехобмоточный трансформатор Т, на каждом стержне которого расположены три обмотки: по одной первичной, которые соединены в треугольник и подключены на ~ Uc. и две одинаковые вторичные обмотки, соединенные в шестифазную звезду с нулем. Начала обмоток обозначены точками. При этом вторичные обмотки / подключены к анодам диодов V1, V3 и I/5 началами, а обмотки // подключены к анодам диодов V4, \/6 и V2 концами. — вентили V2 и V3 и далее — в соответствии с порядковыми номерами вентилей. Коммутация тока с вентиля на вентиль происходит в моменты пересечения синусоид фазных напряжений вторичных обмоток трансформатора Т.
Кривая выпрямленного напряжения ud в этой схеме описывается верхней частью синусоид фазных напряжений и2 ф. Частота пульсаций кривой ud по отношению к частоте сети (]) = = 6/с, коэффициент пульсаций напряжения на выходе выпрямителя

Обратное напряжение на закрытом вентиле определяется разностью потенциалов его катода и анода. Из рис. 20,в видно, что для вентиля VI потенциал катода по отношению к нулевой точке изменяется по огибающей синусоид фазных напряжений, а потенциал анода — по кривой фазного напряжения uaJ (на рис. 20,в кривые этих напряжений показаны соответственно черной и синей линиями). Ординаты кривой ообр для вентиля VI показаны штриховкой.
Рис. 20. Шестифазный выпрямитель со средней точкой: а — схема соединения элементов; б — векторная диаграмма напряжений обмоток трансформатора; в — е — временные диаграммы напряжений и токов

Трехфазная схема с нулевой точкой:
Схема простая. Число вентилей в 2 раза меньше, чем в мостовой или шестифазной нулевых схемах.
Меньше потери в вентилях, так как в данной схеме ток id протекает через один диод, а в мостовой — последовательно через два диода.

Трехфазная мостовая схема:
Обратное напряжение, прикладываемое к вентилям, в 2 раза меньше, чем в трехфазной и шестифазной нулевых схемах, и вентили следует выбирать на напряжение, близкое к Ud
Напряжение (число витков) вторичной обмотки вдвое меньше, чем в трехфазной, и в 1,73 раза, чем в шестифазной нулевых схемах, но сечение провода соответственно в 1,41 и в 2 раза больше.
Нет вынужденного намагничивания сердечника трансформатора и нормальное исполнение обмоток.
Габаритная мощность трансформатора на 30% меньше, чем в трехфазной, и на 48% меньше, чем в шестифазной нулевых схемах, ток первичной обмотки имеет форму синусоиды.
Схема допускает соединение первичных и вторичных обмоток трансформатора звездой и треугольником. Она может быть применена и без трансформатора.
Шестифазная нулевая схема:
При соединении первичной обмотки трансформатора в треугольник поток вынужденного намагничивания практически не возникает.
Частота основной гармоники переменной составляющей выпрямленного напряжения, как и в мостовой схеме, в 2 раза выше, а коэффициент пульсации напряжения ud почти в 4,5 раза меньше, чем в трехфазной нулевой схеме.

Преимущества трехфазной схемы с нулевой точкой проявляются в случае, если главным требованием является простота выпрямителя или используется блок трех вентилей с общим катодом.
При применении полупроводниковых вентилей преимущества имеет мостовая схема, которая может работать непосредственно от сети, если напряжение Ut подходит по значению для получения нужного Ud и не требуется изоляция от питающей сети цепи выпрямленного тока.
Шестифазная схема с нулевой точкой в связи с наличием трансформатора с двумя вторичными обмотками уступает мостовой схеме. Однако для выпрямителей на низкое напряжение (около 100 В) и большой ток (500—1000 А) целесообразно применять шестифазную схему, так как нагрузочный ток в этой схеме

проходит через вентиль в течение 1/6 периода, а в трехфазны. схемах — в течение 2/3 периода, следовательно, среднее значение тока вентиля для шестифазной схемы будет в 2 раза меньше, чем для трехфазных схем выпрямления.
Это обстоятельство позволяет уменьшить число установленных вентилей и получить более высокий КПД выпрямителя (см. § 6) на значительный ток ом, когда /в,ср > ‘п и в трехфазных схемах приходится использовать более мощные вентили либо применять параллельное соединение вентилей в плече выпрямителя. Например, при токе нагрузки ном = 210 А, имеющем прямоугольную форму, в трехфазной схеме предельный ток вентилей будет равен /п = 1,1-210/3 = 77 А, а в шестифазной /п = = 1,41-210/6=49,4 А. Следовательно, для первой схемы выпрямления нужно применить вентили на 100, а для второй — на 50 А.

Дата добавления: 2021-07-22; просмотров: 345; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Типы мостовых выпрямителей

, схема, работа и характеристики

— Реклама —

Основные сведения о выпрямителях

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 принцип работы однополупериодных и двухполупериодных выпрямителей.

— Реклама —

Однополупериодный выпрямитель преобразует входное переменное напряжение в выходное постоянное напряжение, проводя в одном 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 подключен 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 источника переменного тока (от 0 до π),

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

Рис. 2. Цепь положительного полупериода мостового выпрямителя

Это заставляет диоды D1 и D2 смещаться в прямом направлении, а диоды D3 и D4 — в обратном.

Диоды D1 и D2 создают путь короткого замыкания 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 переменного тока (от π до 2π),

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

Рис.3 Мост Цепь отрицательного полупериода выпрямителя

Диоды D3 и D4 создают путь короткого замыкания и начинают проводить ток, в то время как диоды D1 и D2 ведут себя как разомкнутые 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 полученный выходной импульс положительный. Этот однонаправленный ток означает постоянный ток. Следовательно, входное переменное напряжение преобразуется в постоянное напряжение на выходе.

Полученный выпрямленный импульс на выходе носит 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:

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

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 достичь 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 последовательное соединение с током, протекающим через них. 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.

Аналогичным образом 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 цепь с R и Y вторичной клеммы звезды на входе.
Диоды D1, D2, D5 и D6 образуют фазовую сеть с R и B входной вторичной клеммы звезды.
Диоды D3, D4, D5 и D6 образуют фазную сеть с Y и B входной вторичной клеммы звезды.

Нагрузочный резистор RL является частью каждой сформированной мостовой сети.

Рис. 5 Схема трехфазного мостового выпрямителя

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

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.

Вариант 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 фазной 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.

Случай 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.

Когда VR=0

VB достигает максимального положительного пикового значения, а VY получает максимальное отрицательное пиковое значение.

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

Диоды D4 и D6 работают как разомкнутая цепь.

Диоды D5 и D4 образуют последовательное соединение с RL и начинают проводить.

Ток течет от D5 к RL и D4.

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

Форма волны:

Рис. 6 Форма волны 3-фазного мостового выпрямителя

Мы надеемся, что теперь вы хорошо осведомлены о мостовых выпрямителях. Тем не менее, если у вас есть какие-либо сомнения, не стесняйтесь спрашивать в разделе комментариев ниже или вы можете использовать наш форум, чтобы связаться с нашими инженерами.

Основы выпрямителя с полным волном, схема, работа и применения

СОДЕРЖАНИЕ

1 ВВЕДЕНИЕ
.
5 Работа двухполупериодного мостового выпрямителя
6 Коэффициент пульсаций двухполупериодного выпрямителя
7 Среднеквадратичное значение
8 Выходное постоянное напряжение (В пост. тока)
9 КПД
10 Пиковое обратное напряжение (PIV)
11 Формульный фактор
12 Применения
13 Адаванты
14 Disadadavantages

ВВЕДЕНИЕ 9008 ARTIFIT, который Complete Complete Complete Complete Comploy Comploy Comploy Comploy Comploy Comploy Comploy Comploy Comploycation Thuctervation Turning Turning the Actureting Turning Turnation. (DC) или пульсирующий постоянный ток называется двухполупериодным выпрямителем. В выпрямителе этого типа можно выпрямлять как положительный, так и отрицательный полупериод входного сигнала переменного тока.

Во время строительства двухполупериодный выпрямитель использует несколько диодов или групп диодов для процесса выпрямления.

Работа двухполупериодного выпрямителя также основана на том факте, что диод пропускает ток в одном направлении и блокирует ток в другом направлении. В двухполупериодном выпрямителе ток протекает через нагрузку в одном и том же направлении в течение всего цикла входного источника переменного тока.

Двухполупериодный выпрямитель в основном предназначен для преодоления недостатков однополупериодного выпрямителя , таких как потери мощности, низкий КПД и более высокий коэффициент пульсаций. Он создает выходное напряжение постоянного тока, которое выше, чем у однополупериодного выпрямителя. На выходе двухполупериодного выпрямителя пульсации меньше, чем у однополупериодного выпрямителя. Следовательно, двухполупериодный выпрямитель обеспечивает более плавную форму выходного сигнала постоянного тока и более высокий КПД.

Двухполупериодный выпрямитель подразделяется на два типа. Это:

Двухполупериодный выпрямитель с центральным отводом
Двухполупериодный мостовой выпрямитель

Двухполупериодный выпрямитель с отводом от середины

Тип двухполупериодного выпрямителя, в котором используются два диода, подключенных ко вторичной обмотке трансформатора с отводом от середины, называется двухполупериодным выпрямителем с отводом от середины. Двухполупериодный выпрямитель с отводом от средней точки в основном состоит из следующих компонентов.

Трансформатор с центральным отводом
Два диода
Резистивная нагрузка

Принципиальная схема двухполупериодного выпрямителя с отводом от середины показана на рисунке ниже.

В этой схеме вход переменного тока подключается к первичной обмотке трансформатора с отводом от средней точки. Во вторичной обмотке трансформатора средний отвод (дополнительный провод) подключается точно в центральной точке, так что средний отвод делит ввод на две части. Верхняя часть вторичной обмотки соединена с диодом, а нижняя часть вторичной обмотки соединена с диодом. Оба диода подключены к общей резистивной нагрузке с помощью трансформатора с центральным отводом, как показано на рисунке выше.

Работа двухполупериодного выпрямителя со средним отводом

Во время положительного полупериода переменного тока клемма A становится положительной, а клемма B становится отрицательной. Центральный вывод заземлен, т. е. имеет нулевой потенциал. Здесь положительный вывод подключен к p-стороне диода, а отрицательный вывод B также подключен к p-стороне диода. Таким образом, диод находится в состоянии прямого смещения и пропускает ток. В то время как диод находится в состоянии обратного смещения и не пропускает электрический ток. Следовательно, диод подает постоянный ток на нагрузку, и он будет возвращаться на вторичную обмотку трансформатора. Ток течет по пути линейной стрелки, как показано на рисунке.

Во время отрицательного полупериода переменного тока клемма A становится отрицательной, а клемма B становится положительной. Центральный вывод заземлен, т. е. имеет нулевой потенциал. Здесь отрицательная клемма A подключена к p-стороне диода, а положительная клемма B подключена к p-стороне диода. Таким образом, диод находится в состоянии обратного смещения и не пропускает электрический ток, тогда как диод находится в состоянии прямого смещения и позволяет протекать току. Таким образом, диод подает постоянный ток на нагрузку, и он будет возвращен во вторичную обмотку трансформатор. Ток течет только в нижней части цепи. Ток течет по пути, указанному пунктирной стрелкой, как показано на рисунке.

Из обоих полупериодов переменного тока видно, что диод пропускает электрический ток во время положительного полупериода, а диод пропускает электрический ток во время отрицательного полупериода. Таким образом, входной сигнал переменного тока допускается как для положительных, так и для отрицательных полупериодов. Ток течет в одном направлении через нагрузку. Выходное постоянное напряжение почти равно входному переменному напряжению питания.

Форма входного/выходного сигнала двухполупериодного выпрямителя с отводом от середины показана на рисунке ниже:

Полномостовой выпрямитель

Тип двухполупериодного выпрямителя, в котором используются четыре диода в мостовой схеме, называется двухполупериодным мостовым выпрямителем. Четыре диода соединены по мостовой схеме, в которой два диода проводят один полупериод, а два других диода проводят другой полупериод.

Двухполупериодный мостовой выпрямитель не требует отвода от средней точки и трансформатора с отводом от средней точки. Таким образом, он дешевле и меньше по размеру, чем двухполупериодный выпрямитель с центральным отводом.

Двухполупериодный мостовой выпрямитель в основном состоит из следующих компонентов.

Четыре диода
Резистивная нагрузка

Принципиальная схема двухполупериодного мостового выпрямителя показана на рисунке ниже.

В этой схеме четыре диода образуют мост. Питание переменного тока или выход трансформатора на вторичной обмотке подключается к двум диаметрально противоположным точкам моста в точках А и С. Резистивная нагрузка подключается к мосту через точки В и D. Подключение питания переменного тока, диоды как мост, а сопротивление нагрузки показано на рисунке выше.

Работа двухполупериодного мостового выпрямителя

Во время положительного полупериода переменного тока верхняя клемма А моста положительна по отношению к нижней клемме С. Таким образом, диоды смещены в прямом направлении, и ток течет к сопротивлению нагрузки через плечо AB и возвращается обратно через плечо DC. В то время как диоды находятся в состоянии обратного смещения, и ток не может течь по плечам AD и BC.

Схема цепи во время положительного полупериода показана на рисунке ниже, а путь протекания тока указан стрелками. В этом полупериоде ток протекает по пути AB-RL-DC и замыкает цепь, как показано на рисунке.

Во время отрицательного полупериода переменного тока верхний вывод A моста отрицателен по отношению к нижнему выводу C. Таким образом, диоды находятся в состоянии обратного смещения, и ток не может течь по плечам AB и ОКРУГ КОЛУМБИЯ. Тогда как диоды смещены в прямом направлении, и ток течет к сопротивлению нагрузки через плечо CB и возвращается обратно через плечо DA.

Схема цепи во время отрицательного полупериода показана на рисунке ниже, а путь протекания тока указан стрелками. В этом полупериоде ток протекает по пути CB-RL — DA и замыкает цепь, как показано на рисунке.

Форма входного/выходного сигнала двухполупериодного мостового выпрямителя показана на рисунке ниже:

Коэффициент пульсации двухполупериодного выпрямителя не чистый постоянный ток, а пульсирующий постоянный ток. При преобразовании сигнала переменного тока в сигнал постоянного тока остаются некоторые компоненты переменного тока, хотя мы стараемся удалить компоненты переменного тока. Эта нежелательная составляющая переменного тока, содержащаяся на выходе выпрямителя, называется пульсацией. Пульсации выходного сигнала постоянного тока можно свести к минимуму с помощью фильтров, таких как конденсаторы и катушки индуктивности.
Коэффициент пульсаций определяет количество пульсаций в выходном сигнале постоянного тока. Он используется для измерения того, насколько хорошо однополупериодный выпрямитель может преобразовывать переменное напряжение в постоянное. Математически коэффициент пульсаций представляет собой отношение среднеквадратичного значения составляющей переменного тока выходного напряжения к составляющей постоянного тока выходного напряжения. Или это отношение пульсирующего напряжения к напряжению постоянного тока.
Для создания хорошего выпрямителя коэффициент пульсаций должен быть минимальным. Таким образом, конденсаторы и катушки индуктивности используются в качестве фильтров для уменьшения пульсаций в цепи. 92-1}
$$
Для двухполупериодного выпрямителя с отводом от средней точки коэффициент пульсации составляет 0,48.
$$
\text { т. е. } \gamma=0.48
$$
Среднеквадратичное значение
Среднеквадратичное значение тока, протекающего через сопротивление нагрузки RL для двухполупериодного выпрямителя, определяется как:
$8 I_$
{rm s}=\frac{I_m}{\sqrt{2}}
$$
Среднеквадратичное значение выходного напряжения нагрузки определяется по формуле:
$$
V_{rm s}=I_{rm s} * R_L=\ frac{I_m}{\sqrt{2}} R_L \
$$
Выходное напряжение постоянного тока (В постоянного тока)
Выходное постоянное напряжение (В постоянного тока) представляет собой напряжение, возникающее на нагрузке RL. Это получается путем умножения выходного постоянного тока и сопротивления нагрузки RL.
Математически это можно записать как:
$$
V_{d c}=I_{d c} * R_L
$$
=\frac{2}{\pi} I_{\max } R_L
$$
Эффективность
Эффективность выпрямителя представляет собой отношение выходной мощности постоянного тока к входной мощности переменного тока. Он обозначается ղ и математически записывается как:
$$
\mathbf{1}=\frac{P_{d c}}{P_{a c}}
$$
Для двухполупериодного выпрямителя КПД равен до 81,2%, что вдвое превышает эффективность однополупериодного выпрямителя.
Пиковое обратное напряжение (PIV)
Пиковое обратное напряжение (PIV) — это максимальное обратное напряжение смещения, которое может выдержать диод. Диод будет разрушен, если приложенное напряжение больше, чем пиковое обратное напряжение (PIV).
Пиковое обратное напряжение двухполупериодного выпрямителя вдвое больше, чем у однополупериодного выпрямителя. PIV через D1 и D2 составляет 2Vmax.
Форм-фактор
Форм-фактор определяется как отношение среднеквадратичного значения к значению постоянного тока или среднему значению. Математически это определяется как:
$$
\mathrm{FF}=\frac{\text {RMS Value}}{\text {DC Value}}
$$
Для двухполупериодного выпрямителя форм-фактор:
$$
\mathrm{FF}=\frac{I_{r m s}}{I_{d c}}=\frac{I_{\max} / \sqrt{2}}{2 I_{\max} \sqrt{ \pi}}=\frac{\pi}{2 \sqrt{2}}=1,11
$$
Применения
Двухполупериодный выпрямитель в основном используется для следующих применений:
Они используются для определения амплитуды модулирующего радиосигнала
Двухполупериодные мостовые выпрямители
используются в цепях питания для различных приложений.
Они используются для подачи питания на устройства, которым требуется постоянное напряжение, аналогичное светодиоду и двигателю.
Они используются в мобильных телефонах, ноутбуках и зарядных устройствах.
Используются в ИБП для преобразования переменного тока в постоянный.
Используются при сварке.
Преимущества
Основные преимущества двухполупериодного выпрямителя:
Они имеют более высокий КПД, чем однополупериодные выпрямители. т. е. они более эффективно преобразуют переменный ток в постоянный.
Выходная мощность не теряется, поскольку они используют оба полупериода, и в процессе выпрямления сигнал напряжения не теряется.
Имеют меньший коэффициент пульсации. то есть выходное напряжение двухполупериодного выпрямителя имеет более низкие пульсации, чем у однополупериодного выпрямителя.
Недостатки
Недостатки двухполупериодного выпрямителя заключаются в следующем:
Для них требуется больше элементов цепи, чем для однополупериодных выпрямителей, что делает их сложными и занимает много места.
Они дороже однополупериодных выпрямителей.
Почему не следует смешивать устройства с двухполупериодным и двухполупериодным питанием
Почему не следует смешивать двухволновые и полуволновые устройства Твитнуть
июнь 2018 г.
AutomatedBuildings.com
Маркировка BTL: решение проблем совместимости и повышение доверия покупателей Сообщение для получения дополнительной информации)
Почему не следует смешивать двухволновые и полуволновые устройства

Когда однополупериодные и двухполупериодные выпрямительные устройства питаются от одного и того же трансформатор и их общие точки постоянного тока соединены вместе, это создает короткое замыкание. за половину цикла переменного тока в мостовом выпрямителе.
Harpartap Parmar,
Старший менеджер по продукции
Современные средства управления
Статьи
Интервью
Релизы
Новые продукты
Отзывы

Редакция
События
Спонсоры
Поиск по сайту
Информационные бюллетени

Архивы
Прошлые выпуски
Дом
Редакторы
ОБРАЗОВАНИЕ

Обучение
Ссылки
Программное обеспечение
Подписаться

Многие устройства в сфере управления и HVAC питаются от 24 В переменного тока. А трансформатор используется для преобразования более высокого сетевого напряжения 120 или 240 В переменного тока в нижний 24В для питания устройств. Суммарная мощность устройства проверяются, чтобы определить подходящий трансформатор для работы. Но еще одна важная деталь в основном упускается.
Напряжение питания 24 В переменного тока далее преобразуется в напряжение постоянного тока, необходимое для схемы устройства. Каждое устройство имеет внутреннюю цепь питания, которая делает это преобразование переменного напряжения в постоянное напряжение, и все устройства не созданы равными. В некоторых устройствах используется двухполупериодный выпрямительный мост (четыре диоды), а в других используется однополупериодный выпрямитель (один диод). это из-за этой разницы необходимо соблюдать особую осторожность, когда подключение устройств с питанием от переменного тока к одному и тому же трансформатору. А Устройство двухполупериодного выпрямителя преобразует синусоидальные волны переменного тока в постоянный. в то время как устройство с однополупериодным выпрямителем преобразует только одно. Полная волна устройства хороши для сильноточных устройств, в то время как однополупериодный выпрямитель устройства хороши для слаботочных приложений и для совместного использования трансформатор.
Когда однополупериодные и двухполупериодные выпрямительные устройства питаются от одного и того же трансформатор и их общие точки постоянного тока соединены вместе, это создает короткое замыкание. за половину цикла переменного тока в мостовом выпрямителе. Это может привести либо сгоревший предохранитель на приборе (если есть), либо сгоревший диод в цепи двухполупериодного выпрямителя или перегоревшего трансформатора.
Есть также являются особыми соображениями при питании двухполупериодного выпрямителя. устройства в зависимости от заземления вторичной обмотки трансформатора. Полная волна устройство может либо иметь вторичную обмотку трансформатора на входе с заземлением или выход на нагрузку постоянного тока заземлен. Заземление как на входе, так и на выход приведет к короткому замыканию на половину волны переменного тока, что приведет к повреждению устройство и/или трансформатор. В зависимости от других обстоятельств, даже Устройства двухполупериодного выпрямителя могут нуждаться в каждом отдельном трансформаторы.
Здесь это простое правило. При использовании устройства с двухполупериодным выпрямителем используйте специальный трансформатор и не заземляйте трансформатор вторичный. При использовании устройств с однополупериодным выпрямлением трансформаторов возможно, но обратите внимание на верхнюю и нижнюю стороны (заземленные сторона) полярность при подключении к трансформатору.
Это рекомендуется следовать рекомендациям производителей устройств для питания своих устройств. Contemporary Controls обеспечивает установку руководства для своих продуктов, в которых указаны требования к питанию устройства вместе с надлежащими инструкциями по подключению. Когда сомневаешься в соединение устройств вместе, которые будут питаться от одного и того же трансформатора, обратитесь к поставщику устройства.