Назначение, классификация и основные характеристики выпрямителей.

Выпрямитель – это электротехническое устройство, предназначенное для преобразования переменного напряжения в постоянное.

Основными элементами полупроводниковых выпрямителей являются трансформатор и вентили, с помощью которых обеспечивается одностороннее протекание тока в цепи нагрузки, в результате чего переменное напряжение преобразуется в пульсирующее. Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения к выходным зажимам выпрямителя подключают электрический сглаживающий фильтр. Для регулирования или стабилизации выпрямленного напряжения и тока потребителя к выходным зажимам фильтра подключают регулятор или стабилизатор (стабилизатор может быть включён и на стороне переменного тока выпрямителя).

Структурная схема выпрямителя с фильтром и стабилизатором приведена на рис.В3. Режимы работы и параметры отдельных элементов выпрямителя, фильтра, регулятора и стабилизатора согласуются с заданными условиями работы потребителя постоянного тока, поэтому основная задача теории выпрямительных устройств сводится к определению расчётных соотношений, позволяющих по заданному режиму работы потребителя определить электрические параметры элементов стабилизатора, регулятора, фильтра, а также вентилей и трансформатора выпрямителя и затем произвести выбор этих элементов по каталогу или, если это необходимо, рассчитать их.

Схемы выпрямителей классифицируют по ряду признаков (рис.1.1).

1. В зависимости от числа фаз питающего источника переменного напряжения различают схемы однофазного (рис1.1 а, б, в) и трёхфазного (рис1.1 г, д, е) питания.

2. В зависимости от количества импульсов тока, протекающего за полный период по вторичным обмоткам трансформатора:

а) Однотактные – ток протекает один раз за полный период. Отношение частоты пульсаций выпрямленного напряжения (mП) к частоте сети в однотактных схемах равно числу фаз вторичной обмотки трансформатора. В таких схемах кроме простейшего однофазного однополупериодного выпрямителя обязательно выводится нулевая точка трансформатора (рис.1.1 а, б, г).

б) Двухтактные – в каждой фазе вторичной обмотки трансформатора ток протекает дважды за один период, причём в противоположных направлениях. Кратность пульсаций выпрямленного напряжения в таких схемах в 2 раза больше, чем число фаз вторичной обмотки трансформатора. Эти схемы также называют мостовыми (рис.1.1 в, д). В мостовых схемах ток во вторичной цепи всегда проходит последовательно по двум вентилям.

3. По степени сложности:

а) простые (рис1.1 а – д);

б) сложные – несколько простых схем выпрямителей соединяют последовательно или параллельно (рис.1.1 е).

4. По числу пульсаций за период питающего напряжения:

а) с однофазными пульсациями (рис.1.1 а);

б) с двухфазными пульсациями (рис.1.1 б, в);

в) схема с трёхфазными пульсациями (рис1.1 г);

г) схемы с четырёхфазными пульсациям;

д) схемы с шестифазными пульсациями (рис.1.1 д, е);

е) схемы с двенадцатифазными и более пульсациями. Представляют собой последовательное и параллельное соединения предыдущих схем.

5. В зависимости от назначения выпрямители могут быть управляемыми и неуправляемыми.

Возможны различные модификации схем выпрямителей: с включением вторичной обмотки трансформатора в треугольник, в зигзаг, несимметричные схемы, схемы с нагрузкой шунтированной диодом и др.