Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Неуправляемые выпрямители






    В общем случае структурная схема выпрямительного устройства (рис, 10.33) содержит трансформатор Т, выпрямитель В, сглаживающий фильтр Ф и стабилизатор выпрямленного напряжения Ст. Трансформа­тор служит для изменения синусоидального напряжения сети С до не­обходимого уровня, которое затем выпрямляется. Сглаживающий фильтр уменьшает пульсации выпрямленного напряжения. Стабилиза­тор поддерживает неизменным напряжение на приемнике П при изме­нении напряжения сети. Отдельные узлы выпрямительного устройства могут отсутствовать, что зависит от условий работы.


    В дальнейшем вместо термина " выпрямительное устройство" будем пользоваться сокращенным — " выпрямитель". По числу фаз источника выпрямленного синусоидального напряжения различают однофазные и многофазные (чаще трехфазные) выпрямители, по схемотехническо­му решению - с выводом нулевой точки трансформатора и мостовые, по возможностям регулирования выпрямленного напряжения - не­управляемые и управляемые. В неуправляемых выпрямителях для вы­прямления синусоидального напряжения включаются диоды, т. е. не­управляемые вентили, а для сглаживания выпрямленного напряжения — обычно емкостные фильтры.

    Для упрощения расчетов примем, что приемник представляет собой резистивный двухполюсник с сопротивлением нагрузки, а диоды — идеальные ключи, т. в. реализуют короткое замыкание цепи для тока в прямом направлении и ее разрыв для тока в обратном направлении.

    А. Однофазные выпрямители. В однофазном выпрямителе с нулевым выводом трансформатора приемник подключается к выводу от середи­ны вторичной обмотки трансформатора (рис. 10.34). Рассмотрим снача­ла работу выпрямителя вез сглаживающего фильтра (ключ К разомк­нут). бели в каждой половине вторичной обмотки с числом витков wb считать положительным то направление тока, при котором соответ­ствующий диод открыт, то ток в каждой половине обмотки и в каждом диоде будет синусоидальным в течение положительного (для этой полови­ны) полупериода и равным нулю в течение отрицательного полупериода (рис. 10.35, д). В приемнике положи­тельные направления обоих токов со­впадают, т.е. iн = i1 + i2, (рис. 10.35, 6).

     

     
     

    Рис. 10. 34 Рис. 10. 35

     

    При идеальном трансформаторе по­стоянная составляющая тока нагрузки

    и его действующее значение

    (10.13)

    равны значениям соответствующих величин синусоидального тока с той же амплитудой.

    Ток в первичной обмотке трансформатора с числом витков w1, синусоидальный

    и совпадает по фазе с синусоидальным напряжением сети (рис. 10.35, в)

    Рассмотрим, как изменится работа выпрямителя после включения сглаживающего фильтра (ключ К замкнут). По первому закону Кирх­гофа для узла 1 цепи прямой ток диода VD1

    или

    где

    и

    напряжение на конденсаторе фильтра и ток в нем.

    Подставив в это уравнение значение тока i1 = 0, определим момент времени t 1 закрывания диода:

    откуда

    Начиная с момента времени t1, напряжение на приемнике будет из­меняться по экспоненциальному закону [1, § 5.5]:

    как показано на рис. 10.36, а штриховой линией.

    В момент времени t2 напряжение на конденсаторе иc и на входе вы­прямителя u2 = -Umsinwt будут равны и откроется диод VD2. Далее процесс в цепи будет периодически повторяться. Происходит периоди­ческая зарядка конденсатора фильтра током ic от источника энергии и его последующая разрядка на цепь приемника (рис. 10.36, б).

    Включение сглаживающего фильтра увеличивает постоянную состав­ляющую Uo и уменьшает процентное содержание гармонических со­ставляющих в кривой выпрямленного напряжения.

    Зависимость среднего значения выпрямленного напряжения от среднего значения выпрямленного тока Iо называется внешней харак­теристикой выпрямителя. На рис. 10.37 приведены внешние характери­стики однофазного выпрямителя без сглаживающего фильтра (кри­вая 1) и со сглаживающим фильтром (кривая 2). Уменьшение напря­жения u0 при уменьшении сопротивления цепи нагрузки и увеличении выпрямленного тока объясняется увеличением падения напряжения на реальном диоде с нелинейной ВАХ, а во втором случае - также бо­лее быстрой разрядкой конденсатора.

    В однофазной мостовой схеме выпрямления (рис. 10.38) четыре диода образуют четыре плеча выпрямительного моста. Одну половину периода два диода в противолежащих плечах моста проводят ток i1, а другие два диода заперты. Вторую половину периода два других диода проводят ток i2, а первые два диода заперты (рис. 10.39, а). Для мосто­вой схемы справедливы все полученные выше соотношения для выпрямителя с нулевым выводом трансформатора. Ток нагрузки выпрям­ленный iн = i1 + i2 (рис. 10.39, б), а ток источника i = i1 - i2 синусои­дальный (рис. 10.39, а).

     

     

    Б. Многофазные выпрямители. Многофазное выпрямление дает возможность значительно уменьшить пульсации выпрямленного на­пряжения. На рис 10.40 показана схема трехфазного выпрямителя с нулевым выводом трансформатора. В каждый данный момент времени ток проводит только тот диод, анод которого соединен с выводом той вторичной обмотки трехфазного трансформатора (a, b или с), напряже­ние на которой (ua, ub или uс) положительное и наибольшее (рис. 10.41, а).


    Для идеального трансформатора токи вторичных обмоток ia, ib и ic представляют собой три последовательности импульсов с периодом повторения Т = 2p/we, длительностью Т/3 и амплитудой Im = Um /rн каждая, сдвинутые относительно друг друга на 1/3 периода (рис. 10.41, б), токи первичных обмоток равны

    ток нагрузки iн = ia + ib + ic имеет постоянную составляющую Iо, а выпрямленное напряжение совпадает с огибающей положительных полуволн напряжений вторичных обмоток ин = rнiн (рис. 10.41, в). Заметим, что токи во вторичных и первичных обмотках трансформа­тора имеют постоянные составляющие /З и w1Io /(3 w2).

    В трехфазной мостовой схеме выпрямителя нулевой вывод вторич­ной обмотки трехфазного трансформатора не нужен, поэтому его вторичные обмотки могут быть соединены как звездой, так и треугольни­ком или, если позволяют условия работы трехфазный трансформатор может вообще отсутствовать. При отсутствии трехфазного трансфор­матора выпрямитель подключается к трехфазному источнику, напри­мер, как показано на рис. 10.42. Половина диодов выпрямителя (VD1, VD3 и VD5) образует группу, в которой соединены все катод­ные выводы, а у второй половины диодов (VD2,, VD4 и VD6) соедине­ны все анодные выводы.

    Примем значение потенциала нейтральной точки N трехфазного ис­точника jн = 0. При этом потенциалы его выводов соответственно равны

    что показано на рис. 10.43, а. В каждый данный момент времени рабо­тает тот диод первой группы, у которого анодный вывод имеет наи­больший положительный потенциал jАmax > 0 относительно потенциа­ла нейтральной точки N, а вместе с ним - диод второй группы, у кото­рого катодный вывод имеет наибольший по абсолютному значению отрицательный потенциал | jКат |max относительно потенциала этой же точки.

    Чтобы проследить порядок переключения диодов, разделим один период Т работы цепи на шесть равных интервалов времени, как показано на рис. 10.43, а. В табл. 10.2 для каждого интервала времени приведены величины с наибольшим положительным потенциалом ано­дов jАmax диодов первой группы и с наибольшим по абсолютному значению отрицательным потенциалом катодов | jКат |max диодов второй группы, а также номера открытых диодов каждой группы. В течение одного периода происходит шесть переключений, т. е. в 2 ра­за больше числа фаз т = 3.

    Работу выпрямителя иллюстрируют совмещенные по времени кри­вые токов диодов первой группы i1, i3 и i5 (рис. 10.43, б), токов дио­дов второй группы i2, i4 и i6 (рис. 10.43, в), тока нагрузки iн =i1 + i3 + i5 = i2 + i4 + i6 и выпрямленного напряжения uн = rнiн (рис. 10.43, г) и переменные фазные токи трехфазного источника ia = i1 - i2, ib = i3 – i4 и ic = i5 – i6 (рис. 10.43, д). Заметим, что макси­мальное значение выпрямленного напряжения равно амплитуде сину­соидального линейного напряжения трехфазного источника Ö 3Um, а максимальное значение выпрямленного тока Im = Ö 3Um /rн.

    Мощность многофазных неуправляемых выпрямителей обычно сред­няя или большая (от десятков до сотен киловатт и больше при токах до 100000 А). Мощность однофазных неуправляемых выпрямителей малая или средняя (от единиц до десятков киловатт). Коэффициент полезного действия неуправляемых выпрямителей достигает 98%.

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.