uadepe.ru

Класифікація напівпровідникових випрямлячів

Систематизація напівпровідникових випрямлячівПристрій, створений для перетворення енергії джерела змінного струму в постійний струм іменується випрямлячем. Випрямляч може бути представлений у вигляді структурної схеми, представленої на рис. 1.

Охарактеризуємо головні елементи схеми:

а) силовий трансформатор служить для узгодження вхідного і вихідного напруги випрямляча і електронного розподілу окремих ланцюгів випрямляча (тобто ділить живильну мережу та мережу навантаження);

б) блок вентилів забезпечує однобоке протікання струму в ланцюзі навантаження, в результаті чого змінна напруга перетвориться в пульсуюче;

в) згладжує фільтр призначений для зменшення пульсації напруги на навантаженні до необхідного значення;

г) стабілізатор напруги, службовець для стабілізації середнього значення випрямленої напруги при коливаннях напруги мережі живлення або при зміні струму навантаження.

Мал. 1 - Структурна схема випрямляча

Співвідношення між параметрами в випрямному пристрої багато в чому залежать від схеми випрямлення. Під схемою випрямлення розуміють схему з`єднання обмоток трансформатора і порядок приєднання вентилів до вторинних обмоток трансформатора.

Схеми випрямлення (випрямлячі) систематизують за наступними основними ознаками:

1. За кількістю фаз джерела живлення змінної напруги розрізняють випрямлячі однофазового струму і випрямлячі трифазного струму.

2. За методом підключення вентилів до вторинної обмотки трансформатора - нульові схеми, з впровадженням нульовий (середньої) точки вторинної обмотки трансформатора і мостові схеми, в яких нульова точка ізольована або вторинні обмотки трансформатора з`єднані в трикутник.



Схема однофазового мостового випрямляча

Схема однофазового мостового випрямляча

Тимчасові діаграми напруг і струмів мостового випрямляча

Тимчасові діаграми напруг і струмів мостового випрямляча

При позитивній полярності напруги на вторинній обмотці трансформатора (полярність вказана без дужок) на інтервалі 0 - υ1 (0 - π), струм проводять діоди Д1 і Д2. Падіння напруги на діодіках на інтервалі провідності близько до нуля (вентилі бездоганні), тому до навантаження прикладається позитивна полуволна напруги вторинної обмотки трансформатора, створюючи на ній напруга ud = u2. На інтервалі υ1 - υ2 (π - 2π) зміниться полярність напруг u1 і u2 на зворотний, що призведе до відмикання діодів Д3 і Д4. При цьому напруга u2 буде підключено до навантаження з тієї ж полярністю, що і на минулому інтервалі. Отже, вихідна напруга ud при чисто активному навантаженні мостового випрямляча має вигляд однополярних напів-хвиль напруги (ud = u2).

3. За споживаної навантаженням потужності випрямлячі поділяються на малопотужні (одиниці кВт), середньої потужності (10-ки кВт) і великої потужності (Рпот > 100 кВт).

4. Незалежно від потужності випрямляча всі схеми поділяються на однотактний або однополуперіодні і двотактні (двухполуперіодні).

Однотактний - це схеми, у яких струм протікає по вторинних обмоток трансформатора один раз за період (напівперіод або його частина). Всі нульові схеми є однотактним.

Схема однофазового двухполуперіодного випрямляча з висновком нульової точки трансформатора

Схема однофазового двухполуперіодного випрямляча з висновком нульової точки трансформатора

Тимчасові діаграми однофазового випрямляча з нульовим виводом при активному навантаженні

Тимчасові діаграми однофазового випрямляча з нульовим виводом при активному навантаженні

Двохнапівперіодне випрямлення в схемі досягається виконанням трансформатора з 2-ма вторинними обмотками. Обмотки з`єднані послідовно і мають загальну нульову (середню) точку. Вільні кінці вторинних обмоток трансформатора приєднані до анодам вентилів Д1 і Д2, а пов`язані між собою катоди вентилів утворюють позитивний полюс випрямляча. Негативним полюсом випрямляча є загальна (нульова) точка з`єднання вторинних обмоток. Таким чином трансформатор служить в цій схемі як для узгодження величини напруги живлення і напруги на навантаженні, так і для створення середньої (нульовий) точки. Зрозуміло, що напруги на висновках вторинних обмотках трансформатора u1 і u2 (або ЕРС е1 і е2) схожі за величиною і зміщені щодо нульової точки на 180 °, тобто знаходяться в протифазі.

Систематизація напівпровідникових випрямлячівУ кожен момент часу проводить струм той діодік, потенціал анода якого позитивний. Тому на інтервалі 0 - π відкритий діодік Д1 і до опору навантаження Rн (Rd) докладено фазна напруга вторинної обмотки трансформатора ud = u2-1. Діодік Д2 в інтервалі 0 - π закритий, тому що до нього докладено негативне напруга. В кінці інтервалу напруги і струми в схемі дорівнюють нулю.

На наступному інтервалі роботи схеми π - 2π напруги на первинної і вторинної обмотках змінюють свою полярність на зворотний, тому діодік Д2 буде відкритий, а діодік Д1 - закритий. Далі процеси в схемі випрямлення повторюються. Крива випрямленої напруги ud складається з однополярним полуволн фазної напруги вторинної обмотки трансформатора. Форма струму навантаження при чисто активному навантаженні повторює форму напруги. Діоди Д1 і Д2 проводять струм по черзі протягом напівперіоду.

5. За призначенням:

а) малопотужні випрямлячі, зазвичай однофазовий, вживають в системах управління, для харчування окремих вузлів електричної апаратури, в вимірювальній техніці і ін .;

б) випрямлячі середньої і великої потужності служать джерелами живлення промислових установок.

6. Схеми випрямлення діляться на прості складні. До звичайних схемами відносяться однофазовий і трифазні, нульові і мостові схеми. У складних (або складових схемах) кілька звичайних схем з`єднуються по черзі або паралельно.

Систематизація напівпровідникових випрямлячів

7. По виду (вподоби) навантаження. Для однофазних схем випрямлення властиві значущі пульсації випрямленої напруги. Для зменшення пульсацій напруги на навантаженні вживають згладжують фільтри, що виконуються на базі реактивних частин дроселів (L) і конденсаторів (С). Характер вхідного ланцюга фільтра, що згладжує разом з навантаженням визначають вид навантаження випрямляча. Розрізняють роботу випрямляча на активне навантаження (R - НГ), активно-індуктивне навантаження (RL - НГ), активне навантаження і ємнісний фільтр (RC - НГ).

Загальним для всіх випрямлячів є їх застосування в більшій мірі при RL - НГ. Це пояснюється тим, що малопотужні випрямлячі в більшості випадків працюють LC - фільтром, а масивні випрямлячі - з L - фільтром.

7. За методом управління розрізняють некеровані і керовані випрямлячі.

к.т.н. Коляда Л. І.

Поділися в соціальних мережах:


Схожі