Принцип дії.

Струм у вторинній обмотці кожний півперіод протікає в протилежних напрямах, що усуває підмагнічування. Найбільш розповсюджений мостовий випрямляч в якому випрямні діоди VD1-VD4 ввімкнені за мостовою схемою. До однієї з діагоналей моста підведена змінна напруга, а до другої – опір навантаження Rн. Протягом першого півперіоду напруги U2, коли точка а вторинної обмотки трансформатора має додатний потенціал по відношенню до потенціалу точки в, діоди VD1, VD3 відкриті, і в навантаженні виникає струм (рис.3.3.3, в). В цей час діоди VD2, VD4 закриті. В інший півперіод напруги U2 потенціал точки а більш від’ємний. ніж потенціал точки в, діоди VD2, VD4 відкриті, а діоди VD1, VD3 закриті. При цьому в навантаженні струм має той же напрям, що і в перший півперіод напруги U2.

В схемі двопівперіодного випрямляча з виводом середньої точки трансформатора (рис.3.3.4, а) вторинна обмотка трансформатора має середню (нульову) точку, що забезпечує отримання двох напруг u2´ i u2´ ´ однакової амплітуди, але протилежної полярності. Коли на вторинній обмотці трансформатора додатна пів синусоїда напруги u2´, то струм проходить через діод VD1 - Rн (рис.3.3.4, в), і, навпаки, коли додатна півсинусоїда напруги u2´ ´ - струм проходить через VD2 - Rн. Отже струм через навантаження визначається сумою струмів обох діодів і проходить протягом усього періоду.

Рис. 3.3.3. Схема двопівперіодного випрямляча з виводом середньої точки трансформатора (а) та його часові діаграми (б)

Коефіцієнт пульсації за діючим значенням – КП = 0, 67.

Умови для вибору діодів за струмом та за напругою:

Недоліком такої схеми є використання спеціального трансформатора і те, що струм вторинної обмотки не синусоїдальний. Це призводить до додаткових втрат в трансформаторі, також зворотна напруга на закритих діодах в два рази більша, ніж в мостового діода. Порівняння трьох типів випрямлячів при однакових значеннях U2 i Rн дозволяє виявити їх переваги та недоліки. Двопівперіодні випрямлячі більш ефективні: середні значення випрямлених струмів та напруг у них у два рази більші, а коефіцієнт пульсації значно менший, ніж однопівперіодних випрямлячів. Із двопівперіодних випрямлячів перевагу слід надавати мостовим, так як у них: конструкція простіша і вартість трансформатора менша (за рахунок зменшення кількості витків вторинної обмотки в два рази); максимальна зворотна напруга на закритих діодах в два рази менша. Недоліком мостових випрямлячів є подвоєна кількість випрямних діодів.В розглянутих в даному параграфі схемах напівпровідникових випрямлячів керування випрямленою напругою можна проводити за допомогою автотрансформатора в колі змінного струму або реостатом, або потенціометром в колі випрямленого струму. Однак подібні способи керування випрямленою напругою (струмом) при відносній простоті мають суттєві недоліки: низький ККД, громіздкість і висока вартість регуляторів. Найбільш економічним, зручним і тому самим розповсюдженим способом керування випрямленою напругою 9струмом) є кероване випрямлення.

Керовані випрямлячі. У керованих однофазних випрямлячах використовуються керовані напівпоровідникові елементи – тиристори. Як уже відзначалось, у них є керований електрод, а перехід від закритого до відкритого стану здійснюється за умови додатного потенціалу на аноді та наявності імпульсу керування на електроді керування.

Рис. 3.3.4. Схема (а) та часова діаграма (б) однофазного однопівперіодного керованого випрямляча

На рис.3.3.4 (а) зображена схема найпростішого однофазного однопівперіодного випрямляча на тиристорі VS. Керування випрямленою напругою в керованих випрямлячах зводиться до затримки в часі моменту ввімкнення тиристора по відношенню до моменту його природнього ввімкнення. Це здійснюється за рахунок зсуву фаз між анодною напругою та напругою, яка подається на керуючий електрод тиристора. Такий зсув фаз називають кутом керування α. Зміна кута керування α в випрямлячі (рис. 3.3.4, б) відбувається за допомогою фазо зсуваючого ланцюга R1R2C. В залежності від опору змінного резистора R1 кут керування α може змінюватися від 0 до 90º, що дозволяє плавно регулювати випрямлену напругу від найбільшої величини до її половини. Залежність середнього значення випрямленої напруги Uн від кута керування α називають характеристикою керування. Для однопівперіодного випрямляча максимальне значення кута керування α max = π /2, для двопівперіодного - α max = π. На прикладі схеми рис.3.3.4, а бачимо, що керовані випрямлячі виконуються на тиристорах, які вимагають, на відміну від некерованих випрямлячів, спеціальної системи керування для їх відкривання в потрібні моменти. Існує велика різноманітність таких систем керування, в яких в якості фазозсуваючих використовуються RC-ланцюжки

Хід роботи:

1. Будую схему однопівперіодного випрямляча.

На осцилографі маємо такі осцилограми напруги:

Будую схему однопівперіодного навантаження з RC навантаженням

На осцилографі маємо такі осцилограми напруги:

Будую таблицю:

2. Будую схему двохпівперіодного випрямляча з R навантаженням

На осцилографі я отримала такі осцилограми напруги:

Будую схему двохпівперіодного випрямляча з RC нав антаженням

На осцилографі я отримала такі осцилограми напруги:

Будую схему двохпівперіодного випрямляча з RL навантаженням

На осцилографі маємо такі осцилограми напруги:

Будую таблицю:

Будую мостову схему двопівперіодного випрямляча:

На осцилографі мажмо такі осцилограми напруги:

Висновки: виконавши дану лабораторну роботу я дослідила однопівперіодні та двопівперіодні випрямлячі, вивчив їхню дію, та навчився визначати коефіцієнти пульсації випрямлячів.