Теоретичні відомості. Тема роботи:дослідження однофазних некерованих випрямлячів

Лабораторна робота №1

Тема роботи: дослідження однофазних некерованих випрямлячів.

Ціль роботи: проекспериментувати схеми однофазних випрямлячів, що працюють на активне навантаження. Визначити коефіцієнт пульсацій випрямляча.

Теоретичні відомості

Випрямлення – перетворення змінного струму у постійний. Для випрямлення використовуються електричні пристрої, які пропускають струм тільки в одному напрямку – вентилі або діоди.

Випрямляч електричної енергії – електровакуумний, напів-провідниковий або інший пристрій, призначений для перетворення змінного вхідного електричного струму в постійний вихідний електричний струм.

Випрямлячі класифікують за такими ознаками:

· за рівнем використання напівперіодів змінної напруги –однопівперіодні (пропускають в навантаження тільки одну півхвилю); двухполуперіодні (пропускають в навантаження обидві на півхвилі);

· за схемою випрямлення – мостові, з множенням напруги, трансформаторні, з гальванічною розв’язкою, бестрансфор-маторних тощо;

· за кількістю використовуваних фаз – однофазні, двофазні, трифазні і багатофазні;

· за типом електронного вентиля – напівпровідникові діодні, напівпровідникові тиристорні, лампові, діодні тощо;

· по керованості – некеровані (діодні), керовані (тирис-торні).

Застосовуються випрямлячі в блоках живлення радіо-і електроапаратури, зварювальних апаратах постійного струму.

Мостова схема випрямлення (рис. 5.1) складається з чоти-рьох вентилів VD1…VD4. У додатній півперіод напруги на вторинній обмотці трансформатора струм пропускають вентилі VD1 і VD4, а у від’ємний – вентилі VD2 і VD3. При цьому струм у навантаженні протікає в одному напрямі, вказаному стрілкою.

Рис. 5.1. Мостова схема випрямлення

Форми напруг, струму навантаження та струму в вентилях показано на рис.5.2.

Рис. 5.2. Часові діаграми мостової схеми випрямлення

Середнє значення випрямленої напруги для мостової схеми визначається за формулою:

(5.1)

а середнє значення струму:

(5.2)

Діюче значення вторинної обмотки трансформатора:

, (5.3)

а середній струм кожного діода, що є також струмом вторинної обмотки трансформатора:

І _пр.ср = І _{2. ср} = 0, 5 _{Ін . ср} (5.4)

.

Амплітудний струм вторинної обмотки:

(5.5)

Діюче значення струму вторинної обмотки:

(5.6)

Максимальна зворотна напруга на діодах:

U_{зв. мас} = 1, 57 (5.7)

Максимальний прямий струм діода:

(5.8)

Амплітуда основної гармоніки частотою 2ώ дорівнює:

.

Коефіцієнт пульсації визначається за формулою:

, (5.9)

і дорівнює К_П = 0, 67.

Двонапівперіодний випрямляч з нульовим виводом у вторинній обмотці трансформатора (рис. 5.3) можна розгля-дати як з’єднання двох однонапівперіодних випрямлячів, увімкнених на один навантажувальний резистор R_{н .}

Даний тип випрямляча має ті ж переваги перед однонапівперіодним випрямлячем, що й мостовий випрямляч. У двонапівперіодному випрямлячі габарити, маса і вартість трансформатора значно більші, ніж в однонапівперіодному і мостовому випрямлячах, оскільки вторинна обмотка має вдвічі більше число витків Випрямляч застосовують для живлення навантажувальних пристроїв малої і середньої потужностей.

Співвідношення для струмів і напруг визначаються за

формулами отриманими для мостового випрямляча, а коефіцієнт пульсацій К_П = 0, 67.

Рис. 5.3. Двонапівперіодний випрямляч з нульовим виводом у вторинній обмотці трансформатора