Выпрямительные схемы: Схемы выпрямителей переменного тока принцип работы вах

Содержание

Схема двухполупериодного выпрямителя

К категории выпрямителей относятся различные устройства, с помощью которых переменный входной электрический ток преобразуется на выходе в постоянный ток. В большинстве таких приборов невозможно создать постоянный ток и напряжение. В них осуществляется создание однонаправленного пульсирующего напряжения и тока, где сглаживание пульсаций выполняется с помощью специальных фильтров. Среди множества подобных приборов, наиболее эффективной считается схема двухполупериодного выпрямителя.

Свойства двухполупериодного выпрямителя

Основным свойством этих устройств является протекание электрического тока через нагрузку за оба полупериода в одном и том же направлении.

В приборах такого типа используются, в основном, мостовые или полумостовые схемы. В последнем случае однофазный ток выпрямляется с использованием специального трансформатора. В качестве вывода используется средняя точка вторичной обмотки, а количество элементов, выпрямляющих ток – в два раза меньше. В настоящее время полумостовая схема используется довольно редко из-за высокой металлоемкости и высокого активного внутреннего сопротивления, с большими потерями при нагревании трансформаторных обмоток.

Чаще всего используются двухполупериодные устройства, в схемах которых имеется сразу два вентиля. Электрический ток в нагрузке всегда протекает в одном и том же направлении. В результате, выпрямление тока происходит с участием двух полупериодов напряжения. Благодаря высокой частоте пульсаций, фильтрация выпрямляемого напряжения существенно облегчается.

Двухполупериодные выпрямители получили широкое распространение во многих радиоэлектронных устройствах, обеспечивая их нормальное питание. Возможность преобразования постоянного тока из одного напряжения в другое, дает возможность создавать в схемах питания различные напряжения при одном и том же источнике энергии.

Распространенные схемы двухполупериодных выпрямителей

Данные схемы лежат в основе многих источников питания, применяемых в радиоэлектронике и других технических областях. Таким образом, обеспечивается постоянное напряжение питания электронных устройств, технологических процессов, электромашинных приводов механизмов. Чтобы правильно эксплуатировать выпрямители, необходимо хорошо знать их основные свойства.

Двухполупериодный однофазный выпрямитель с выводом от средней точки

Основными преимуществами данной схемы считается более высокий коэффициент эксплуатации вентилей по току, сниженная расчетная мощность трансформатора, низкий коэффициент, определяющий пульсацию выпрямленного напряжения.

Однако в этой схеме вентили недостаточно используются по напряжению. Само устройство обладает высоким обратным напряжением, поступающим на выпрямительные диоды. В схеме используется более сложная конструкция трансформатора.

Двухполупериодный однофазный мостовой выпрямитель

Главным преимуществом мостового выпрямителя считается повышенный коэффициент применения вентилей по напряжению. В схеме используется трансформатор с меньшей расчетной мощностью и очень простой конструкцией. Данные выпрямители нашли широкое применение в установках малой и средней мощности.

Главным недостатком мостовой схемы является необходимость строгой симметрии напряжений на каждой обмотке и применение двух обмоток вместо одной. На диодах возникает большое обратное напряжение. В сравнении с предыдущей схемой выпрямителя, требуется в два раза больше диодов, однако значение общего сопротивления постоянному току во многих случаях оказывается меньше, чем сопротивление выпрямителя со средней точкой.

Двухполупериодный выпрямитель с удвоением напряжения

Данная схема используется в случае возникновения проблем с намоткой вторичной обмотки, состоящей из множества витков, или при обмотке действующего трансформатора с недостаточным напряжением. В схеме удвоения применяется нагрузочная характеристика с круто падающим графиком. Пульсации выпрямленного тока сглаживаются конденсаторами.

Серьезным недостатком считается возможный взрыв электролитического конденсатора под действием переменного напряжения в случае пробоя одного из диодов. Представленная схема не может быть использована для получения напряжения на выходе более 200-300В из-за возможного пробоя изоляции между нитью накала и катодами в кенотроне.

Двухполупериодный выпрямитель с умножением напряжения

Представленная схема дает возможность получать высокое напряжение без использования высоковольтного трансформатора. В ней используются конденсаторы с рабочим напряжением 2Ет, независимо от того, во сколько раз умножилось значение напряжения.

Данная схема двухполупериодного выпрямителя имеет недостаток в виде разрядки конденсаторов при включении нагрузочного сопротивления. С уменьшением сопротивления нагрузки увеличивается скорость разрядки конденсаторов, снижается их напряжение. Использование этой схемы нерационально при незначительных сопротивлениях нагрузок.

Выпрямительные схемы

Приложение ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ СХЕМЫ . В помощь радиолюбителю. Выпуск 9

Нормальная работа всех активных элементов радиоэлектронной аппаратуры — транзисторов, тиристоров и микросхем — рассчитана на питание постоянным напряжением. Но такие источники тока, как батареи сухих элементов и аккумуляторы, недолговечны, расходуют запасенную ими электрическую энергию и поэтому нуждаются в периодической замене или подзаряде. Отсюда химические источники электрической энергии могут считаться приемлемыми исключительно для питания носимой аппаратуры или аппаратуры, эксплуатируемой в условиях отсутствия постоянных источников тока. Питание стационарной профессиональной и бытовой аппаратуры удобнее осуществлять от сети переменного тока, используя для этого преобразователь переменного напряжения в постоянное. Таким преобразователем и является выпрямитель.

Различные транзисторы, микросхемы и другие приборы рассчитаны на питание разными напряжениями, поэтому наличие в электросети именно переменного напряжения оказывается очень удобным, так как при помощи трансформатора на его вторичных обмотках из стандартного напряжения сети 220 В легко можно получить любые другие значения напряжений. Получить же различные напряжения при наличии сети постоянного тока оказалось бы значительно сложнее.

Простейшим выпрямительным устройством является однополупериодный выпрямитель, схема которого приведенная на рис. 35.

Рис. 35. Схема однополупериодного выпрямителя и форма напряжений

Ее отличительной особенностью является то, что диод пропускает ток только в течение одной половины периода переменного напряжения, когда оно положительно на верхнем по схеме выводе вторичной обмотки трансформатора. Поэтому схема и называется однополупериодной.

Если бы параллельно нагрузке R не был подключен конденсатор С, форма напряжения на нагрузке была бы такой, как показано штриховой линией, и напряжение вместо постоянного на нагрузке было бы пульсирующим. Конденсатор сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. После включения при первом же положительном полупериоде конденсатор быстро заряжается. Ток заряда течет по вторичной обмотке трансформатора через открытый диод, конденсатор и обратно к вторичной обмотке. Сопротивление этой цепи мало и определяется сопротивлением обмотки и открытого диода. Поэтому заряд конденсатора происходит быстро.

В точке А напряжение заряженного конденсатора почти равно напряжению на обмотке, а в дальнейшем оказывается больше его, из-за чего диод запирается и заряд конденсатора прекращается. Теперь начинается разряд конденсатора на нагрузку R. Сопротивление нагрузки значительно больше, чем сопротивление цепи заряда. Поэтому разряд конденсатора происходит медленно, до точки Б, когда напряжение на обмотке трансформатора вновь становится больше напряжения на конденсаторе, и вновь начинается его заряд. Результирующее напряжение на конденсаторе и нагрузке показано сплошной линией. Оно содержит постоянную составляющую (собственно выпрямленное напряжение) и переменную составляющую, которая называется напряжением пульсаций. Очевидно, что чем меньше сопротивление нагрузки (или чем больше потребляемый нагрузкой от выпрямителя ток), тем больше амплитуда пульсаций и меньше выпрямленное напряжение, так как в таком режиме точка

Б будет располагаться ниже. Чем больше емкость конденсатора, тем медленнее он станет разряжаться и тем меньше будет амплитуда пульсаций и больше выпрямленное напряжение. Поэтому в схемах выпрямителей используют электролитические конденсаторы большой емкости.

Наибольшее выпрямленное напряжение определяется амплитудой переменного напряжения на вторичной обмотке трансформатора. По этой причине рабочее напряжение конденсатора должно быть не менее этого значения напряжения.

Выбор диода в этой схеме связан со следующими требованиями. Средний выпрямленный ток диода равен току нагрузки. Прямой импульсный ток диода равен отношению амплитуды напряжения на вторичной обмотке трансформатора к сопротивлению этой обмотки. Наконец, во время отрицательного полупериода к диоду прикладывается обратное напряжение, равное удвоенной амплитуде напряжения на вторичной обмотке.

Недостаток однополупериодной схемы выпрямления очевиден: из-за большого промежутка времени между моментами А и Б, который несколько превышает половину периода, конденсатор успевает заметно разрядиться, что приводит к повышенной амплитуде пульсаций выпрямленного напряжения. Дальнейшее сглаживание этих пульсаций затруднено тем, что частота пульсаций равна частоте сети питающего напряжения 50 Гц. В связи с этим выпрямители, собранные по однополупериодной схеме, используются лишь при больших сопротивлениях нагрузки, то есть при малом токе потребления, когда постоянная времени разряда конденсатора велика и он не успевает заметно разряжаться за время отрицательных полупериодов напряжения.

Указанные недостатки выражены слабее в двухполупериодной схеме выпрямления, которая показана на рис. 36.

Рис. 36. Схема двухполупериодного выпрямителя и форм напряжений

Здесь используются два диода и вдвое увеличена вторичная обмотка трансформатора, оснащенная средней точкой. В течение одного полупериода конденсатор заряжается через один диод, а второй в это время заперт, в течение второго полупериода второй диод отпирается, а первый заперт. Форма напряжения на нагрузке при отсутствии конденсатора показана штриховой линией, а при наличии конденсатора — сплошной. Время, в течение которого конденсатор разряжается, уменьшено в этой схеме более чем вдвое. По этой причине выпрямленное напряжение получается больше, а амплитуда пульсаций значительно меньше, чем при использовании однополупериодного выпрямителя. Существенно также и то, что частота пульсаций вдвое превышает частоту питающей сети и составляет 100 Гц, что значительно облегчает последующее их сглаживание.

Несмотря на указанные преимущества, двухполупериодная схема выпрямления со средней точкой обладает и недостатками, к которым относятся усложнение трансформатора, а также невозможность создания двух совершенно одинаковых половин вторичной обмотки. Это приводит к тому, что амплитуды напряжений на половинах вторичной обмотки оказываются разными. В связи с тем, что конденсатор заряжается попеременно от каждой из половин вторичной обмотки, в составе пульсаций выпрямленного напряжения появляется составляющая с частотой 50 Гц, хотя она и меньше, чем при однополупериодном выпрямлении. Двухполупериодная схема выпрямителей широко использовалась в эпоху ламповой техники, когда применялись двуханодные кенотроны с общим катодом. Их оказывалось удобно применять в такой схеме, где катоды диодов соединены и для обоих диодов можно использовать одну обмотку накала. У полупроводниковых диодов отсутствует подогреватель и с их внедрением двухполупериодная схема со средней точкой вторичной обмотки трансформатора, потеряв указанное преимущество, оказалась полностью вытесненной мостовой схемой выпрямления, которая в устаревшей литературе называется схемой Греца.

Мостовая схема выпрямителя показана на рис. 37.

Рис. 37. Мостовая схема выпрямления

Вместо двух диодов она содержит четыре, но зато не нуждается в удвоении вторичной обмотки трансформатора. В течение одной половины периода переменного тока ток проходит от верхнего по схеме вывода вторичной обмотки через диод VD2, нагрузку, через диод VD3 к нижнему выводу вторичной обмотки. В течение следующей половины периода ток проходит от нижнего вывода обмотки через диод VD4, нагрузку, через диод VD1 к верхнему выводу вторичной обмотки трансформатора. Таким образом, в течение обоих полупериодов в нагрузке протекает ток одного и того же направления и диодами выпрямляется одно и то же переменное напряжение вторичной обмотки. Благодаря этому в составе пульсации составляющая с частотой 50 Гц отсутствует.

Мостовая схема выпрямления также является двухполупериодной. Форма напряжения на нагрузке в этой схеме оказывается такой же, как и в двухполупериодной схеме со средней точкой. Рабочее напряжение конденсатора также равняется амплитуде переменного напряжения на вторичной обмотке. Однако требования к диодам в обеих двухполупериодных схемах отличаются от требований в однополупериодной схеме.

В связи с тем, что ток нагрузки проходит через диоды поочередно, средний выпрямленный ток каждого диода равен половине тока нагрузки.

Обратные напряжения на диодах мостовой схемы равны не удвоенной, а одинарной амплитуде напряжения вторичной обмотки. Обратные напряжения на диодах двухполупериодной схемы со средней точкой и значения импульсных токов обеих схем такие же, как и в однополупериодной схеме. Однако ток вторичной обмотки трансформатора в мостовой схеме равен по своему эффективному значению току нагрузки, что вдвое больше, чем в однополупериодной схеме и в схеме со средней точкой. Поэтому сечение провода вторичной обмотки трансформатора в мостовой схеме должно быть в два раза больше, чем в двух других (диаметр провода — в 1,41 раз больше).

Удвоение количества диодов в мостовой схеме с лихвой окупается вдвое уменьшенным количеством витков вторичной обмотки трансформатора и уменьшением пульсаций выпрямленного напряжения. Для упрощения монтажа мостовых схем промышленностью выпускаются готовые сборки из четырех одинаковых диодов в одном корпусе, которые уже соединены между собой по схеме моста. К таким сборкам, например, относятся сборки типа КД906 со средним выпрямленным током до 400 мА и обратным напряжением до 75 В.

Недостатком мостовой схемы является прохождение выпрямленного тока последовательно через два диода. Падение напряжения на открытом кремниевом диоде достигает 1 В, а на двух последовательно включенных диодах падение напряжения при максимальном прямом токе составляет 2 В. Если выпрямитель рассчитан на низкое выпрямленное напряжение, которое соизмеримо с падением напряжения на диодах, требуется увеличение напряжения на вторичной обмотке трансформатора. Это необходимо учитывать при расчете выпрямителя.

Если необходимо получить выпрямленное напряжение, которое превышает амплитудное значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора, можно использовать однополупериодную схему удвоения выпрямленного напряжения, приведенную на рис. 38.

Рис. 38. Схема однополупериодного удвоения напряжения

В течение первого полупериода, когда ток вторичной обмотки направлен по схеме сверху вниз, открыт диод VD1 и заряжается конденсатор С1, как в схеме однополупериодного выпрямителя. В течение второго полупериода ток вторичной обмотки протекает снизу вверх. Диод VD1 заперт, и отпирается диод VD2. Теперь конденсатор С2 заряжается суммарным напряжением вторичной обмотки трансформатора и напряжением заряженного конденсатора С1, которые соединены согласно. Благодаря этому на конденсаторе С2 образуется удвоенное напряжение. Рабочее напряжение конденсатора С1 равно амплитуде, а рабочее напряжение конденсатора С2 — удвоенной амплитуде напряжения вторичной обмотки трансформатора. Обратные напряжения обоих диодов равны удвоенной амплитуде напряжения вторичной обмотки. Частота пульсаций равна частоте сети — 50 Гц.

Удвоенное напряжение на конденсаторе С2 и низкая частота пульсаций являются недостатком данной схемы. Кроме того, во время заряда конденсатора С2 конденсатор С1 быстро разряжается током заряда конденсатора С2. Во избежание резкого увеличения пульсаций и уменьшения выпрямленного напряжения приходится выбирать емкость С1 значительно больше емкости С2. Поэтому, если использование этой схемы не диктуется построением остальной схемы блока питания, лучше приме нять другую схему удвоения напряжения, показанную на рис. 39.

Рис. 39. Схема двухполупериодного удвоения напряжения

Здесь за один полупериод заряжается через диод один конденсатор, а в течение второго полупериода через второй диод заряжается второй конденсатор. Выходное выпрямленное напряжение снимается с обоих конденсаторов, включенных последовательно и согласно. Каждый конденсатор заряжается по схеме однополупериодного выпрямителя, но суммарное напряжение оказывается двухполупериодным, разряд конденсаторов происходит только через нагрузку, поэтому частота пульсаций вдвое больше частоты питающей сети, а форма выходного напряжения аналогична форме у двухполупериодного выпрямителя. Выходное напряжение почти равно удвоенной амплитуде напряжения вторичной обмотки. Рабочее напряжение обоих конденсаторов равно амплитуде этого напряжения. Обратное напряжение на каждом диоде равно удвоенной амплитуде. Таким образом, использование этой схемы выгоднее, чем схемы, показанной на рис. 38.

Интересно заметить, что при постоянном значении напряжения на вторичной обмотке трансформатора мостовая схема обеспечивает получение выпрямленного напряжения в два раза большего, а схема удвоения напряжения (см. рис. 39) — в четыре раза большего, чем двухполупериодная схема со средней точкой. Следует упомянуть, что в устаревшей литературе схема удвоения напряжения, приведенная на рис. 39, называется схемой Латура.

Рассмотрим еще две схемы выпрямителей с умножением напряжения. На рис. 40 приведена схема выпрямителя с учетверением напряжения, построенная по тому же принципу, что и схема, приведенная на рис. 38.

Рис. 40. Схема однополупериодного умножения напряжения

В течение одного полупериода заряжаются конденсаторы С1 напряжением обмотки и С3 суммой напряжения обмотки и заряженного конденсатора С2 минус напряжение на С1; при этом С2 разряжается. Конденсатор C1 заряжается до амплитуды, а С3 — до удвоенной амплитуды напряжения на обмотке. В течение следующего полупериода заряжаются С2 суммарным напряжением на обмотке и на С1, а также С4 суммой напряжений на обмотке, на С1 и на С3 минус напряжение на С2; при этом С1 и С3 разряжаются. Оба конденсатора С2 и С4 заряжаются до удвоенной амплитуды напряжения на обмотке. Результирующее напряжение снимается с соединенных последовательно и согласно конденсаторов С2 и С4. Частота пульсаций выпрямленного напряжения в этой схеме составляет, как и в схеме на рис. 38, 50 Гц.

На рис. 41 показана двухполупериодная схема учетверения напряжения, подобная схеме, приведенной на рис. 39.

Рис. 41. Схема двухполупериодного умножения напряжения

Принцип ее действия читатель может рассмотреть самостоятельно по аналогии с предыдущими схемами. Здесь частота пульсаций составляет 100 Гц, и два конденсатора С1 и С3 работают при напряжении, равном одинарной амплитуде напряжения вторичной обмотки трансформатора вместо одного конденсатора С1 в схеме на рис. 40. При одинаковом количестве элементов эта схема выгоднее предыдущей.

Достоинством схемы, изображенной на рис. 40, является возможность умножения напряжения в нечетное число раз.

Так, если удалить конденсатор С4 и подключенный к нему диод, а выпрямленное напряжение снимать с конденсаторов С1 и С3, получится утроенное напряжение. Схема же, показанная на рис. 41, позволяет получать только выпрямленное напряжение в четное число раз большее напряжения на вторичной обмотке трансформатора.

Выпрямление с умножением напряжения не ограничивается его учетверением; подключая дополнительные цепочки, состоящие из диода и конденсатора, можно увеличивать коэффициент умножения. Часто требуется получить высокое выпрямленное напряжение, измеряемое киловольтами. Для достижения этой цели имеются два пути: либо намотать высоковольтную вторичную обмотку трансформатора и выпрямить полученное с нее высокое напряжение простым выпрямителем, либо использовать схему умножения. Второй способ целесообразнее. Высоковольтные обмотки трансформаторов имеют низкую надежность, так как необходимо тщательно изолировать их от других обмоток и от сердечника, а также хорошо изолировать слои этой обмотки один от другого. Кроме того, сама намотка высоковольтных обмоток весьма трудоемка: приходится наматывать тысячи витков очень тонким проводом, который при малейшем натяжении легко рвется. Наконец, выпрямитель требует применения высоковольтных конденсаторов и диодов с очень большим допустимым обратным напряжением. Выход находят путем последовательного соединения нескольких конденсаторов и нескольких диодов. Но тогда при том же количестве конденсаторов и диодов целесообразнее собрать выпрямитель с умножением напряжения, одновременно избавившись от необходимости намотки высоковольтной обмотки трансформатора.

Однофазные и трехфазные выпрямители | Electric-Blogger.ru

2018-01-23 Теория  

Сегодня немножко углубимся в теорию и поговорим о схемах выпрямителей. Рассмотрим сам принцип выпрямления переменного тока, наиболее часто встречающиеся схемы выпрямителей, полупроводниковые элементы, которые применяются в этих схемах.

Выпрямителями называются устройства, предназначенные для преобразования переменного тока в постоянный. Общая схема стандартного однофазного выпрямителя состоит из трансформатора, выпрямительного блока на основе полупроводниковых диодов и сглаживающего фильтра в виде конденсатора.

Трансформатор служит для преобразования переменного напряжения сети 220 V в необходимое выходное напряжение нагрузки. Выпрямительный блок (диодный мост) преобразовывает переменный ток в постоянный пульсирующий, а сглаживающий фильтр преобразовывает его в ток, близкий по форме к постоянному току.

В качестве диодных выпрямителей могут использоваться как четыре отдельных диода, так и диодная сборка в едином корпусе. На схемах диодный мост обычно изображается таким образом:

 

 

 

 

 

Современные выпрямители различают по типу используемых выпрямителей, схеме их включения и числу фаз. Также выпрямители могут быть управляемые и неуправляемые.

Однофазные выпрямители

Основными схемами однофазных выпрямителей являются однополупериодная и двухполупериодная (мостовая или со средней точкой).

Однофазная однополупериодная схема является самой простейшей схемой выпрямителя.

Трансформатор преобразовывает сетевое напряжение первичной обмотки Uc в напряжение вторичной обмотки U2. Так как диод Д имеет одностороннюю проводимость, ток I2 будет протекать только при положительной полуволне вторичного напряжения, при отрицательной полуволне диод будет закрыт. Так как ток в нагрузке протекает только в один полупериод, отсюда и название выпрямителя — однополупериодный.

К недостаткам однополупериодных выпрямителей следует отнести униполярный ток, который, проходя через вторичную обмотку, намагничивает сердечник трансформатора, изменяя его характеристики и уменьшая КПД, высокий уровень пульсаций и большое обратное напряжение на диоде.

Двухполупериодные схемы выпрямления уже значительно интересней. Из них наибольшую популярность приобрела мостовая схема включения диодов.

Схема состоит из трансформатора и четырех диодов,собранных мостом. Одна из диагоналей моста соединена с выводами вторичной обмотки трансформатора, вторая диагональ с нагрузкой. При положительном потенциале в точке a вторичной обмотки трансформатора ток пойдет по цепи точка a вторичной обмотки — A — диод Д1B — нагрузка D — диод Д3. К диодам Д2 и Д4 при этом приложено обратное напряжение, они заперты. При изменении направления Э.Д.С и тока во вторичной обмотке положительный потенциал появится уже в точке b вторичной обмотки трансформатора. Ток при этом пойдет по цепи b — C — диод Д2 — B — нагрузка  — D — диод Д4.

Таким образом ток в нагрузке не меняет своего направления. Кривые напряжения и тока на нагрузке повторяют (при прямом напряжении на диодах U np ≈ 0) по величине и форме выпрямленные полуволны напряжения и тока вторичной обмотки трансформатора. Они пульсируют от нуля до максимального значения.

Кроме мостовой схемы выпрямления может применяться двунаправленная схема.

Схема состоит из трансформатора со средней отпайкой на вторичной обмотке и двух диодов. Когда в точке a имеется положительный потенциал ток протекает по цепи a — диод Д1 — нагрузка  — отпайка 0 вторичной обмотки. При положительном потенциале в точке b вторичной обмотки ток потечет по цепи b — диод Д2 — с — нагрузка  — отпайка 0 вторичной обмотки.

На левом рисунке показана зависимость напряжения вторичной обмотки трансформатора от времени, на правом изменение тока нагрузки. Как следует из работы выпрямителя, направление тока в нагрузке неизменно. Вторичная обмотка трансформатора двухфазная и каждая фаза работает половину периода. Напряжение на нагрузке в любой момент равно мгновенному значению ЭДС фазы, работающей в данный момент.

К основным минусам данной схемы можно отнести необходимость делать отпайку вторичной обмотки трансформатора и большое обратное напряжение диода Uобр = 2U2м = 3,14U0, поэтому она не получила столь широкого распространения как мостовая схема.

Трехфазные выпрямители

Среди трехфазных схем наибольшее распространение получили однонаправленная схема выпрямления или схема Миткевича и мостовая схема, известная также как схема Ларионова.

Рассмотрим сначала однонаправленную схему выпрямителя.

В однонаправленной схеме вторичные обмотки трехфазного трансформатора соединены звездой. К фазам а, b и с подключены диоды Д1, Д2 и Д3, катоды которых соединены в точке 0. Нагрузка подключена между общим выводом трех вторичных обмоток трансформатора и общей точкой присоединения катодов.

Ток на каждом диоде будет протекать только тогда, когда потенциал на аноде будет выше потенциала на катоде. Это возможно в течении 1/3 периода, когда напряжение в данной фазе выше напряжений в двух других фазах. То есть когда U2а>U2b и U2a>U2c, диод Д1 будет открыт, в то время как Д2 и Д3 будут заперты. Под действием напряжения U2а ток замыкается через обмотку фазы а, диод Д1 и нагрузку . В следующую треть периода открывается диод Д2, затем Д3 и т.д.

Напряжение нагрузки будет равно напряжению фазы с открытым диодом и следовательно ток нагрузки изменяется по тому же закону. При этом ток в нагрузке всегда будет больше 0.

Пульсация тока в такой схеме будет относительно невелика, что понижает требования к сглаживающему фильтру. Недостатком данной схемы, также как однофазной однополупериодной является намагничивание сердечника трансформатора.

Большее распространение в трехфазных выпрямителях получила мостовая схема Ларионова, так как она лишена недостатков однотактной схемы.

В такой схеме одновременно пропускают ток два диода — один с наибольшим положительным потенциалом анода относительно нулевой точки трансформатора из катодной группы диодов, другой — с наибольшим отрицательным потенциалом катода. Нагрузка подключается между анодной и катодной группой диодов.

В интервал времени t1-t2 пропускать ток будут диоды Д1 и Д4, так как наибольший положительный потенциал имеет анод фазы а, а наибольшим отрицательным потенциалом обладает катод фазы b. В интервале t2-t3 пропускать ток будут диоды Д1-Д6, в интервале t3-t4 — Д3-Д6, в интервале t4-t5 — Д3-Д2, в интервале t5-t6 — Д5-Д2 и в последнем интервале — Д5-Д4.

Таким образом напряжение на нагрузке будет иметь вид шести пульсаций за период, а интервал проводимости каждого диода — 2π/3. При этом интервал совместной работы двух диодов — π/6. Среднее значение напряжения на нагрузке будет:

  где U2 — действующее значение напряжения на вторичных обмотках трансформатора.

Среднее значение выпрямленного напряжения практически равно максимальному линейному напряжению питающей сети:

где Uab.m — максимальное линейное напряжение вторичной обмотки.

Из достоинств схемы нужно отметить то, что в такой схеме отсутствует вынужденное подмагничивание сердечника трансформатора. Кроме того коэффициент пульсаций значительно ниже, чем у однофазной двухполупериодной схемы и составляет 0,057.

На основе этой схемы можно создать двенадцати, восемьнадцати, двадцатичетырехфазные выпрямители. Для этого используются различные сочетания последовательного и параллельного соединения схем. Чем больше будет фаз и соответственно пар диодов, тем меньше будут выходные пульсации.

Кроме этих схем, могут применяться и управляемые схемы выпрямления, которые наряду с выпрямлением переменного тока обеспечивают и регулировку выходного напряжения (тока). Но об этом мы поговорим в следующий раз.

1. Назначение и устройство выпрямителей

Лекция 8 ВЫПРЯМИТЕЛИ (ПРОДОЛЖЕНИЕ) План

75 Лекция 8 ВЫПРЯМИТЕЛИ (ПРОДОЛЖЕНИЕ) План 1. Введение 2. Однополупериодный управляемый выпрямитель 3. Двухполупериодные управляемые выпрямители 4. Сглаживающие фильтры 5. Потери и КПД выпрямителей 6.

Подробнее

Лабораторная работа 5.3

Лабораторная работа 5.3 ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХПОЛУПЕРИОДНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ 5.3.1. Выпрямители Выпрямители служат для преобразования переменного напряжения питающей сети в постоянное. Основное назначение выпрямителя

Подробнее

Лекция 2 ЦЕПИ С ДИОДАМИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

109 Лекция ЦЕПИ С ДИОДАМИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ План 1. Анализ цепей с диодами.. Источники вторичного электропитания. 3. Выпрямители. 4. Сглаживающие фильтры. 5. Стабилизаторы напряжения. 6. Выводы. 1. Анализ

Подробнее

Исследование однофазных выпрямителей

63. Исследование однофазных выпрямителей Цель работы:. Изучение устройства и принципа работы однофазных выпрямителей. 2. Определение внешних характеристик выпрямителей. Требуемое оборудование: Модульный

Подробнее

Лекция 7 ВЫПРЯМИТЕЛИ

Лекция 7 ВЫПРЯМИТЕЛИ План 1. Источники вторичного электропитания 2. Однополупериодный выпрямитель 3. Двухполупериодные выпрямители 4. Трехфазные выпрямители 67 1. Источники вторичного электропитания Источники

Подробнее

idt sin tdt 0,32I T R R R R

Лабораторная работа 1 Выпрямитель переменного тока Цель: изучение работы однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей и их характеристик. Выпрямителем называется устройство для преобразования напряжения

Подробнее

15.4. СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ

15.4. СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ Сглаживающие фильтры предназначены для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения. Их основным параметром является коэффициент сглаживания равный отношению коэффициента пульсаций

Подробнее

ЭЛЕКТРОННЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ

1.ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ В ы п р я м и т е л я м и называют электронные устройства, предназначенные для преобразования энергии переменного тока в энергию постоянного тока. Выпрямители

Подробнее

Выпрямители синусоидального тока

1 Лекции профессора Полевского В.И. Выпрямители синусоидального тока Вольтамперная характеристика электропреобразовательного диода На рис. 1.1. представлена вольтамперная характеристика (ВАХ) электропреобразовательного

Подробнее

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 7

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра прикладной химии

Подробнее

ИЗУЧЕНИЕ ОДНОФАЗНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ

Министерство образования и науки Российской Федерации Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина ИЗУЧЕНИЕ ОДНОФАЗНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ Методические указания по выполнению

Подробнее

ЦЕПИ С ВЫПРЯМИТЕЛЯМИ

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЦЕПИ С ВЫПРЯМИТЕЛЯМИ Методические указания

Подробнее

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ

ФИЗИКА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ Лектор:. преподаватель Баевич Г.А. Лекция 5 ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ 1. Последовательное и параллельное соединение диодов. 2. Выпрямитель переменного тока на одном диоде.

Подробнее

ПРИНЦИП РАБОТЫ ЭЛЕКТРОННОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Оренбургский государственный

Подробнее

Лекция 12 ИНВЕРТОРЫ. План

5 Лекция 2 ИНВЕРТОРЫ План. Введение 2. Двухтактный инвертор 3. Мостовой инвертор 4. Способы формирования напряжения синусоидальной формы 5. Трехфазные инверторы 6. Выводы. Введение Инверторы устройства,

Подробнее

Элементарнаябазаэлектронных устройств

Элементарнаябазаэлектронных устройств Диоды, стабилитроны, транзисторыи тиристоры Электронными называют устройства, в которых преобразование электроэнергии и сигналов реализуется с помощью электронных

Подробнее

Лекция 9 СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

84 Лекция 9 СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ План 1. Введение 2. Параметрические стабилизаторы 3. Компенсационные стабилизаторы 4. Интегральные стабилизаторы напряжения 5. Выводы 1. Введение Для работы электронных

Подробнее

Контрольная работа рейтинг 1

Контрольная работа рейтинг 1 ЗАДАНИЕ 1 1. Дать определение потенциального барьера n-p перехода, от чего зависит его величина и толщина перехода. Их влияние на параметры диода. 2. Определить внутреннее

Подробнее

ОДНОФАЗНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ

ОДНОФАЗНЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выполнению лабораторной работы 2 по дисциплинам: «Электроника и электронные устройства управления», «Радиотехника и электроника» СОДЕРЖАНИЕ 1. Цель работы……

Подробнее

Электрические машины

Согласно учебному плану направления 241000.62 (18.03.02) «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии», профиль «Охрана окружающей среды и рациональное использование

Подробнее

ИМПУЛЬСНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

95 Лекция 0 ИМПУЛЬСНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ План. Введение. Понижающие импульсные регуляторы 3. Повышающие импульсные регуляторы 4. Инвертирующий импульсный регулятор 5. Потери и КПД импульсных регуляторов

Подробнее

УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра «Электрические машины» В. А. Сисин М. А. Оськина УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ Методические указания

Подробнее

Основи промислової електроніки

Завдання до контрольної роботи з дисципліни Основи промислової електроніки для спеціальності 5.969 «Монтаж і експлуатація електроустаткування підприємств і цивільних споруд» 1. Задание по курсовой работе

Подробнее

Тема 1. Линейные цепи постоянного тока.

МЕТОДИЧЕСКОЕ УКАЗАНИЕ 2 системы и технологии» Тема 1. Линейные цепи постоянного тока. 1. Основные понятия: электрическая цепь, элементы электрической цепи, участок электрической цепи. 2. Классификация

Подробнее

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ. 1.Основные параметры полупроводниковых диодов: напряжение, ток, мощность.

1 1.Основные параметры полупроводниковых диодов: напряжение, ток, мощность. 2.Цифровые сигнальные процессоры, применение..(ок 2,ОК4,ОК5,ОК6,ПК 1.1-1.3,ПК2.3, ПК 3.1, ПК3.2). 3. Х1 Ֆ Y Написать таблицу

Подробнее

Рис Классификация выпрямителей тока 97

Глава 4. ВЫПРЯМИТЕЛИ ТОКА 4.1. Классификация и структурные схемы выпрямителей Выпрямители делятся на выпрямители тока и выпрямители напряжения. В выпрямителях тока ток на выходе протекает в одном направлении,

Подробнее

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Политехнический институт Сибирского федерального университета ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА Учебное пособие по циклу лабораторных работ Красноярск 007 УДК 61.314. Преобразовательная

Подробнее

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ

Министерство образования и науки Российской Федерации Ухтинский государственный технический университет З.Х. Ягубов ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ Учебное пособие Ухта 2005 УДК 621.38 (075.8) Я 31 Ягубов,

Подробнее

RU (11) (51) МПК H02M 7/06 ( )

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ (19) RU (11) (51) МПК H02M 7/06 (2006.01) 170 594 (13) U1 R U 1 7 0 5 9 4 U 1 ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ (12) ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ (21)(22)

Подробнее

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОУ ВПО «СИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ» А.В. Кошелев, В.Н. Матуско ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА

Подробнее

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Белорусский национальный технический университет Кафедра «Электротехника и электроника» ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА Лабораторные работы Ч а с т ь 3 Э Л Е К

Подробнее

Рисунок 1 Частотная характеристика УПТ

Лекция 8 Тема 8 Специальные усилители Усилители постоянного тока Усилителями постоянного тока (УПТ) или усилителями медленно изменяющихся сигналов называются усилители, которые способны усиливать электрические

Подробнее

С.А. Иванская ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ ГОУ СПО «Минераловодский колледж железнодорожного транспорта» С.А. Иванская ЭЛЕКТРОТЕХНИКА Методические рекомендации по освоению теоретического материала и

Подробнее

Тема 4.2. Цепи переменного тока

Тема 4.. Цепи переменного тока Вопросы темы.. Цепь переменного тока с индуктивностью.. Цепь переменного тока с индуктивностью и активным сопротивлением. 3. Цепь переменного тока с ёмкостью. 4. Цепь переменного

Подробнее

(4.1) где при k = 0 Akm

4. Электрические цепи несинусоидального тока Периодические несинусоидальные токи и напряжения в электрических цепях возникают в случае действия в них несинусоидальных ЭДС и/или наличия в них нелинейных

Подробнее

Практическая работа 1

Практическая работа 1 Тема: МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИОДНЫХ СХЕМ В СРЕДЕ ВИРТУАЛЬНОЙ ЛАБОРАТОРИИ MULTISIM Цель: Изучить методы и способы моделирования электронных схем, имитирующим принципы функционирования полупроводниковых

Подробнее

Лабораторная работа 2

Лабораторная работа 2 Исследование преобразовательных устройств : инвертора,конвертора в программной среде моделирования электронных схем Electronics Workbench 5.12. Цель работы: Ознакомиться с работой

Подробнее

1 Цель работы. 2 Ключевые положения

Лабораторная работа 1.1а Исследование работы выпрямительного устройства 1 Цель работы 1. Изучение принципов структурного, функционального, схемотехнического построения и функционирования выпрямительных

Подробнее

КАСКАДНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

КАСКАДНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ Каскадный генератор устройство, преобразующее низкое переменное напряжение в высокое постоянное. В каждом отдельном каскаде переменное напряжение выпрямляется, а выпрямленные напряжения

Подробнее

Простая схема мостового выпрямителя

Процесс преобразования переменного тока в постоянный называется выпрямлением . Любой автономный блок питания имеет схему выпрямления, которая преобразует либо настенный источник переменного тока в постоянный ток высокого напряжения, либо понижающий сетевой источник переменного тока в постоянный ток низкого напряжения. Дальнейшим процессом будет фильтрация, преобразование DC-DC и т. д. Итак, в этой статье мы собираемся обсудить Simple Bridge Rectifier Circuit , который является наиболее популярным методом двухполупериодного выпрямления.

 

Необходимые компоненты
  • Трансформатор 230 В переменного тока / 6ВА – 1 шт.
  • 1N4007A – 1 шт.
  • Резистор 1 кОм — 1 шт.
  • Мультиметр
  • Соединительные провода

 

Что такое выпрямитель?

Проще говоря, выпрямитель представляет собой схему, которая преобразует сигнал переменного тока (переменный ток) в сигнал постоянного тока (постоянный ток). Можно также сказать, что выпрямитель преобразует двунаправленный ток в однонаправленный.

Диоды

используются для создания схемы выпрямителя из-за их свойства однонаправленной проводимости. Полупроводниковый диод проводит только при прямом смещении (он ведет себя как замыкающий переключатель) и не проводит при обратном смещении (он ведет себя как разомкнутый переключатель). Эта характеристика диода очень важна и используется в конструкции выпрямителей.

 

Типы выпрямителей

Обычно выпрямители подразделяются на две категории

  • Однополупериодный выпрямитель
  • Двухполупериодный выпрямитель

Однополупериодный выпрямитель преобразует только половину волны переменного тока в сигнал постоянного тока, тогда как двухполупериодный выпрямитель полностью преобразует сигнал переменного тока в постоянный.

Двухполупериодное выпрямление можно дополнительно выполнить двумя способами:

  • Двухполупериодный выпрямитель со средним отводом и двумя диодами
  • Мостовой выпрямитель с четырьмя диодами

 

Bridger Rectifier — наиболее часто используемый выпрямитель в электронике, и здесь мы будем изучать только его. Если вы хотите узнать о полуволновом выпрямителе и двухполупериодном выпрямителе с центральным отводом, перейдите по ссылкам.

 

Схема мостового выпрямителя и ее работа

Двухполупериодный мостовой выпрямитель образован путем соединения четырех диодов вместе таким образом, что их плечи образуют мост, отсюда и название мостового выпрямителя.В мостовом выпрямителе напряжение может подаваться на диодный мост через трансформатор или напрямую через сигнал переменного тока без трансформатора.

Здесь мы используем трансформатор 6-0-6 с центральным отводом для подачи напряжения переменного тока в схему мостового выпрямителя

 

 

В течение положительного полупериода диоды D3-D2 смещаются в прямом направлении и действуют как замкнутый переключатель. Диоды D1-D4 смещаются в обратном направлении и не проводят ток, поэтому действуют как разомкнутый переключатель.Таким образом, на выходе мы получаем положительный полупериод.

 

Во время отрицательного полупериода диоды D1-D4 смещаются в прямом направлении и действуют как замкнутый переключатель. Диоды D3-D2 смещаются в обратном направлении и не проводят ток, поэтому действуют как открытый переключатель. Таким образом, на выходе мы получаем положительный полупериод.

 

Ниже показана форма сигнала на входе и выходе для схемы мостового выпрямителя. Мы можем видеть, что отрицательная часть переменного напряжения преобразуется в положительный цикл после прохождения схемы мостового выпрямителя.

 

Фильтрация

Выходной сигнал после выпрямления не соответствует постоянному току, поэтому мы можем сгладить форму сигнала, используя конденсатор для фильтрации. Конденсатор заряжается до тех пор, пока сигнал не достигнет своего пика, и разряжается в цепь нагрузки, когда сигнал становится низким. Поэтому, когда выход становится низким, конденсатор поддерживает надлежащее напряжение в цепи нагрузки, создавая постоянный ток. Это уменьшает коэффициент пульсации и обеспечивает правильный постоянный ток. Регулируемое напряжение может быть дополнительно добавлено для регулируемого источника постоянного тока.

 

 

Мы можем дополнительно смоделировать схему в программном обеспечении и увидеть результат:

 

Узнайте больше о полуволновых и двухполупериодных выпрямителях здесь.

Как мостовой выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный? Объяснение уравнений

1 Что делает мостовой выпрямитель?

Мостовой выпрямитель преобразует переменный ток, вырабатываемый генератором переменного тока, в постоянный ток для питания электрооборудования и компонентов.

Схема мостового выпрямителя использует однонаправленную проводимость диодов , делит четыре диода на две группы и проводит соответственно в соответствии с полярностью вторичного напряжения трансформатора и соединяет положительную клемму вторичного напряжения трансформатора с верхней клеммой. сопротивления нагрузки отрицательная клемма соединяется с нижним концом сопротивления нагрузки, так что на нагрузке всегда можно получить однонаправленное пульсирующее напряжение.

Схема мостового выпрямителя мощная. Например, зарядить аккумуляторную батарею. Ограничьте обратный ток батареи к генератору, чтобы защитить генератор от перегорания обратным током.

2 Из чего состоит мостовой выпрямитель?

2.1 Как работает мостовой выпрямитель?

Рис. 1. Типовая схема мостового выпрямителя

В положительном полупериоде D1 и D3 включены, D2 и D4 выключены.

В отрицательный полупериод u2 D1 и D3 выключены, а D2 и D4 включены.

Из рисунка 1 нетрудно увидеть, что обратное напряжение каждого диода в этой мостовой схеме равно максимальному значению вторичного напряжения трансформатора, что вдвое меньше, чем в схеме двухполупериодного выпрямителя. Таким образом, мостовой выпрямитель является усовершенствованием диодного однополупериодного выпрямителя.

2.2 Как рассчитать мостовой выпрямитель

Расчет основных параметров схемы мостового выпрямителя.

3 Почему мостовой выпрямитель такой мощный?

Схема мостового выпрямителя преодолевает недостатки , заключающиеся в том, что схема двухполупериодного выпрямителя требует, чтобы вторичная обмотка трансформатора имела центральный отвод, а диод должен выдерживать большое противодавление, но используются еще два диода.В связи с быстрым развитием полупроводниковых приборов и низкой стоимостью сегодня на практике широко используются схемы мостовых выпрямителей.

Следует отметить, что диод в качестве компонента выпрямителя следует выбирать в соответствии с различными методами выпрямления и требованиями к нагрузке. Если вы сделаете неправильный выбор, вы не сможете безопасно работать или даже сожжете диоды.

4 Как мостовой выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный?

Для упрощения диод трактуется как идеальная модель, то есть прямое сопротивление проводимости равно нулю, а обратное сопротивление бесконечно.Схема мостового выпрямителя также может рассматриваться как разновидность схемы двухполупериодного выпрямителя. Обмотки трансформатора подключаются к четырем диодам по вышеописанной методике. D1~D4 представляют собой четыре одинаковых выпрямительных диода, соединенных в виде моста, поэтому их называют мостовыми выпрямительными схемами. Используя направляющую функцию диода, вторичный выход может быть направлен на нагрузку даже в отрицательный полупериод. Конкретный способ подключения показан на рисунке. Из рисунка видно, что в положительном полупериоде ток направляется D1 и D3 для прохождения через RL сверху вниз, а в отрицательном полупериоде ток течет по D2 и D4 для прохождения через RL от сверху донизу.Для достижения двухполупериодного выпрямления в этой структуре, если на выходе одинаковое постоянное напряжение, вторичной обмотке трансформатора требуется только половина обмотки по сравнению с двухполупериодным выпрямлением. Однако, если на выходе должен быть такой же ток, диаметр провода обмотки должен быть соответственно увеличен. Что касается пульсации, то она точно такая же, как и в схеме двухполупериодного выпрямителя.

Рис. 2. Упрощенная схема мостового выпрямителя

Преимущества схемы мостового выпрямителя заключаются в высоком выходном напряжении, малом напряжении пульсаций и малом максимальном обратном напряжении, которое может выдержать лампа.В то же время, поскольку силовой трансформатор подает ток на нагрузку в положительном и отрицательном полупериодах, силовой трансформатор используется полностью.

Поскольку выходное напряжение схемы выпрямителя содержит более крупные пульсирующие компоненты, чтобы максимально уменьшить его, необходимо максимально сохранить постоянную составляющую, чтобы выходное напряжение было близко к идеальному постоянному току. Эта мера является фильтрующей. Фильтрация обычно достигается за счет накопления энергии конденсаторами или катушками индуктивности.

5 Детали мостовых выпрямителей

5.1 Индуктивная фильтрация

Схема фильтрации катушки индуктивности использует такую ​​характеристику, что ток на обоих концах катушки индуктивности не может внезапно измениться. Соедините индуктор и нагрузку последовательно, чтобы сгладить выходной ток. С энергетической точки зрения, когда ток, обеспечиваемый источником питания, увеличивается (вызванный увеличением напряжения источника питания), дроссель L накапливает энергию; когда ток уменьшается, энергия высвобождается для сглаживания тока нагрузки, поэтому индуктор L оказывает сглаживающее действие.

Рис. 3. Схема фильтрации дросселя

Преимущества

: большой угол проводимости выпрямительного диода, малый пиковый ток и относительно плоские выходные характеристики.

Недостатки: Железный сердечник тяжелый и громоздкий, вызывает электромагнитные помехи. Однако он подходит только для случаев низкого напряжения и сильного тока.

5.2 Конденсаторная фильтрация

Конденсаторная фильтрующая цепь предназначена для подключения конденсатора большой емкости параллельно нагрузке в цепи выпрямителя.Из-за эффекта зарядки и разрядки конденсатора и наличия напряжения на конденсаторе степень пульсации выходного напряжения UL схемы выпрямителя значительно снижается, а форма сигнала становится почти гладкой, что играет роль фильтрации.

Форма сигнала выходного напряжения фильтра конденсатора мостового выпрямителя показана на рис. 4 (фактически отфильтрованный выходной сигнал). В этой схеме конденсаторного фильтра чем больше емкость конденсатора или чем больше сопротивление нагрузки, тем медленнее разряд конденсатора и тем плавнее выходное напряжение.Кроме того, снижается пульсационная составляющая и увеличивается среднее значение выходного напряжения.

Рис. 4. Цепь конденсаторной фильтрации

Важно отметить, что из-за влияния напряжения конденсатора фильтра диодная проводимость схемы фильтра однофазного емкостного входного выпрямителя представляет собой уже не полный полупериод проводимости, а узкий импульс, что делает выбор параметра схемы выпрямительного диода и схемы выпрямителя индуктивного входа очень разные.

5.3 Составная фильтрация

Составной фильтр представляет собой фильтрующую схему, представляющую собой комбинацию катушки индуктивности и конденсатора или резистора и конденсатора. Принцип работы такой же, как у фильтра с одним конденсатором и фильтра индуктивности, за исключением того, что форма выходного сигнала более плавная, а нагрузка почти равна напряжению питания сухой батареи.

Рис. 5. Схема фильтрации соединений

6 Расчет мостового выпрямителя

6.1) Пиковый ток

Пиковый ток через нагрузку, если диод имеет прямое сопротивление, то

Здесь мы получаем двойное прямое сопротивление. Если предположить, что все диоды имеют одинаковое прямое сопротивление, то два диода используются для полупериода, и два прямых сопротивления могут быть выражены в формуле.

6.2) Выходной ток

Где Idc — ток, протекающий через нагрузку, а Im — пик переменного тока.

6.3) Выходное напряжение постоянного тока

Где Vdc — выходное постоянное напряжение, Idc — постоянный ток, протекающий по цепи, а R — нагрузка, подключенная к цепи.

6.4) Среднеквадратичное значение выходного тока

6.5) Форм-фактор

Где Vavg — среднее значение напряжения постоянного тока

6.6) Выходная частота

Где fout — выходная частота, а fin — входная частота или частота источника питания.

6.7) Частота выпрямления

6.8) Коэффициент пульсации

6.9) Коэффициент использования трансформатора

7 Анализ отказов цепей мостового выпрямителя положительного полупериода
Разомкнутая цепь Ошибка Анализ
Обрыв провода заземления. Нет выходного напряжения постоянного тока Ток диода мостового выпрямителя в цепи не может образовать петлю, и цепь не может работать.
Один диод открыт. Однонаправленное пульсирующее падение напряжения постоянного тока Положительный или отрицательный полупериод входного напряжения переменного тока не выпрямляется в однонаправленное пульсирующее постоянное напряжение.
Два диода с разных сторон открываются одновременно. Нет выходного напряжения Ни положительный полупериод, ни отрицательный полупериод входного напряжения переменного тока не выпрямляются в однонаправленное пульсирующее постоянное напряжение, а выходное напряжение равно 0 В.

 

Выпрямитель — Электрово Инженерные Услуги

 Выпрямитель — это электрическое устройство, которое преобразует переменный ток (AC), который периодически меняет направление, в постоянный ток (DC), который течет только в одном направлении. Этот процесс известен как ректификация. Физически выпрямители бывают разных форм, включая вакуумные ламповые диоды, ртутно-дуговые вентили, выпрямители из меди и оксида селена, полупроводниковые диоды, выпрямители с кремниевым управлением и другие полупроводниковые переключатели на основе кремния.Исторически использовались даже синхронные электромеханические переключатели и двигатели. Ранние радиоприемники, называемые кристаллическими радиоприемниками, использовали «кошачий ус» из тонкой проволоки, прижимающей кристалл галенита (сульфида свинца), который служил точечным выпрямителем или «детектором кристаллов».

Выпрямители

имеют множество применений, но часто используются в качестве компонентов источников питания постоянного тока и высоковольтных систем передачи электроэнергии постоянного тока. Выпрямление может выполнять и другие функции, кроме выработки постоянного тока для использования в качестве источника энергии.Как уже отмечалось, детекторы радиосигналов выполняют роль выпрямителей. В системах газового отопления пламенная ректификация используется для обнаружения наличия пламени.
Из-за переменного характера входной синусоидальной волны переменного тока процесс выпрямления сам по себе создает постоянный ток, который, хотя и однонаправленный, состоит из импульсов тока. Для многих применений выпрямителей, таких как источники питания для радио-, телевизионного и компьютерного оборудования, требуется постоянный постоянный ток (который вырабатывается батареей).В этих приложениях выходной сигнал выпрямителя сглаживается электронным фильтром (обычно конденсатором) для получения постоянного тока.
Более сложная схема, выполняющая обратную функцию, преобразующая постоянный ток в переменный, называется инвертором.

  • 1 Выпрямительные устройства
  • 2 Цепи выпрямителя
    • 2.1 Однофазные выпрямители
      • 2.1.1 Однополупериодное выпрямление (M1U)
      • 2.1.2 Двухполупериодное выпрямление (B2U)
    • 2.2 Трехфазные выпрямители
      • 2.2.1Трехфазная, полуволновая схема (М3У)
      • 2.2.2 Трехфазная двухполупериодная цепь с использованием трансформатора с отводом от средней точки (M6)
      • 2.2.3 Трехфазный мостовой выпрямитель неуправляемый (B6U)
      • 2.2.4 Трехфазный мостовой выпрямитель с управлением (B6C)
      • 2.2.5 Двенадцатиимпульсный мост
    • 2.3 Выпрямители с умножением напряжения
  • 3 КПД выпрямителя
  • 4 Потери в выпрямителе
  • 5 Сглаживание выхода выпрямителя
  • 6Приложения
  • 7 Технологии ректификации
    • 7.1Электромеханический
      • 7.1.1 Синхронный выпрямитель
      • 7.1.2 Вибровыпрямитель
      • 7.1.3 Мотор-генератор
    • 7.2 Электролитический
    • 7.3 Плазменный тип
      • 7.3.1 Ртутная дуга
      • 7.3.2 Газовая электронная трубка с аргоном
    • 7.4 Диодная вакуумная трубка (клапан)
    • 7.5Твердотельный
      • 7.5.1 Детектор кристаллов
      • 7.5.2 Выпрямители на основе селена и оксида меди
      • 7.5.3 Кремниевые и германиевые диоды
      • 7.5.4 Высокая мощность: тиристоры (SCR) и более новые преобразователи напряжения на основе кремния
  • 8Текущие исследования
  • 9Ссылки

До разработки кремниевых полупроводниковых выпрямителей использовались вакуумные термоэлектронные диоды и металлические выпрямительные блоки на основе оксида меди или селена. С появлением полупроводниковой электроники ламповые выпрямители устарели, за исключением некоторых энтузиастов лампового аудиооборудования.Для выпрямления мощности от очень малых до очень больших токов широко применяют полупроводниковые диоды различных типов (переходные диоды, диоды Шоттки и др.).
Другие устройства, которые имеют управляющие электроды, а также действуют как однонаправленные токовые клапаны, используются там, где требуется нечто большее, чем простое выпрямление, например, когда требуется переменное выходное напряжение. В мощных выпрямителях, например в высоковольтной передаче электроэнергии постоянным током, используются кремниевые полупроводниковые приборы различных типов.Это тиристоры или другие твердотельные переключатели с управляемым переключением, которые эффективно работают как диоды, пропуская ток только в одном направлении.

Цепи выпрямителя могут быть однофазными или многофазными (наиболее распространенное количество фаз — три). Большинство маломощных выпрямителей для бытового оборудования являются однофазными, но трехфазное выпрямление очень важно для промышленных применений и для передачи энергии постоянного тока (HVDC).

2.1 Однофазные выпрямители

2.1.1 Однополупериодное выпрямление (M1U)

При однополупериодном выпрямлении однофазного источника питания, также называемом неуправляемой одноимпульсной схемой средней точки, пропускается либо положительная, либо отрицательная половина волны переменного тока, а другая половина блокируется. Поскольку только половина входного сигнала достигает выхода, среднее напряжение ниже. Для однополупериодного выпрямления требуется один диод в однофазном питании или три в трехфазном. Выпрямители дают однонаправленный, но пульсирующий постоянный ток; однополупериодные выпрямители производят гораздо больше пульсаций, чем двухполупериодные выпрямители, и требуется гораздо большая фильтрация для устранения гармоник частоты переменного тока на выходе.

Выходное постоянное напряжение без нагрузки идеального однополупериодного выпрямителя для синусоидального входного напряжения составляет:

 

где:

В dc , В av – постоянное или среднее выходное напряжение,
В пик , пиковое значение фазных входных напряжений,
В среднеквадратичное значение , среднеквадратичное (СКЗ) значение выходного напряжения.
2.1.2 Двухполупериодное выпрямление (B2U)

Двухполупериодный выпрямитель с вакуумной лампой и двумя анодами.

Двухполупериодный мостовой выпрямитель преобразует всю форму входного сигнала в сигнал постоянной полярности (положительный или отрицательный) на выходе. Полноволновое выпрямление преобразует обе полярности входного сигнала в пульсирующий постоянный ток (постоянный ток) и обеспечивает более высокое среднее выходное напряжение. Необходимы два диода и трансформатор с отводом от центра или четыре диода в мостовой конфигурации и любой источник переменного тока (включая трансформатор без отвода от центра).Одиночные полупроводниковые диоды, двойные диоды с общим катодом или общим анодом и четырехдиодные мосты изготавливаются как отдельные компоненты.

Мостовой выпрямитель Греца: двухполупериодный выпрямитель с четырьмя диодами.

Для однофазного переменного тока, если трансформатор имеет отвод от средней точки, то два диода, встречно включенные (катод к катоду или анод к аноду, в зависимости от требуемой выходной полярности), могут образовывать двухполупериодный выпрямитель. Для получения такого же выходного напряжения на вторичной обмотке трансформатора требуется в два раза больше витков, чем для мостового выпрямителя, но номинальная мощность остается неизменной.

Двухполупериодный выпрямитель с трансформатором с центральным отводом и 2 диодами.

Среднее и среднеквадратичное выходное напряжение без нагрузки идеального однофазного двухполупериодного выпрямителя:

Очень распространенные вакуумные лампы с двойным диодным выпрямителем содержали один общий катод и два анода в единой оболочке, обеспечивая двухполупериодное выпрямление с положительным выходом. 5U4 и 5Y3 были популярными примерами этой конфигурации.

2.2 Трехфазные выпрямители

Однофазные выпрямители

обычно используются для питания бытовой техники.Однако для большинства промышленных и мощных приложений трехфазные выпрямительные цепи являются нормой. Как и в случае однофазных выпрямителей, трехфазные выпрямители могут иметь форму однополупериодной схемы, двухполупериодной схемы с использованием трансформатора с центральным отводом или двухполупериодной мостовой схемы. Тиристоры
обычно используются вместо диодов для создания схемы, которая может регулировать выходное напряжение. Многие устройства, обеспечивающие постоянный ток , на самом деле генерируют трехфазный переменный ток. Например, автомобильный генератор содержит шесть диодов, которые функционируют как двухполупериодный выпрямитель для зарядки аккумулятора.

2.2.1 Трехфазная полуволновая цепь (M3U)

Схема управляемого трехфазного однополупериодного выпрямителя (M3C) с использованием тиристоров в качестве переключающих элементов без учета индуктивности питания

Для неуправляемой трехфазной однополупериодной цепи со средней точкой требуется три диода, по одному на каждую фазу. Это самый простой тип трехфазного выпрямителя, но он страдает от относительно высоких гармонических искажений как на соединениях переменного, так и постоянного тока. Говорят, что этот тип выпрямителя имеет число импульсов, равное трем, поскольку выходное напряжение на стороне постоянного тока содержит три отдельных импульса за цикл частоты сети: 90 339 90 339 Пиковые значения -импульсное постоянное напряжение рассчитывается из среднеквадратичного значения В LN входного фазного напряжения (линейное напряжение, 120 В в Северной Америке, 230 В в Европе при работе от сети): .Среднее выходное напряжение холостого хода В ср получается из интеграла под графиком положительной полуволны с длительностью периода (от 30° до 150°):

2.2.2 Трехфазная двухполупериодная цепь с трансформатором с отводом от средней точки (M6)

Схема управляемого трехфазного двухполупериодного выпрямителя (M6C) с использованием тиристоров в качестве переключающих элементов, с трансформатором с отводом от средней точки, без учета индуктивности питания

Если питание переменного тока подается через трансформатор с отводом посередине, можно получить схему выпрямителя с улучшенными характеристиками гармоник.Теперь для этого выпрямителя требуется шесть диодов, по одному на каждом конце вторичной обмотки трансформатора. Эта схема имеет число импульсов шесть, и, по сути, ее можно рассматривать как шестифазную полуволновую схему.
До того, как стали доступны твердотельные устройства, полуволновая схема и двухполупериодная схема с использованием трансформатора с отводом от средней точки очень часто использовались в промышленных выпрямителях с ртутно-дуговыми вентилями. Это было связано с тем, что три или шесть входов переменного тока можно было подавать на соответствующее количество анодных электродов на одном резервуаре с общим катодом.
С появлением диодов и тиристоров эти схемы стали менее популярными и наиболее распространенной схемой стала трехфазная мостовая схема.

2.2.3 Трехфазный мостовой выпрямитель неуправляемый (B6U)

Разобранный автомобильный генератор с шестью диодами, составляющими двухполупериодный трехфазный мостовой выпрямитель.

Для неуправляемого трехфазного мостового выпрямителя используется шесть диодов, и схема снова имеет число импульсов шесть. По этой причине его также часто называют шестиимпульсным мостом.Схема B6 может быть упрощена как последовательное соединение двух трехимпульсных центральных цепей M3.
Для маломощных приложений двойные диоды, соединенные последовательно, с анодом первого диода, соединенным с катодом второго, для этой цели изготавливаются как единый компонент. Некоторые имеющиеся в продаже двойные диоды имеют все четыре клеммы, поэтому пользователь может настроить их для использования с однофазным раздельным питанием, полумостом или трехфазным выпрямителем.
Для приложений с более высокой мощностью обычно используется одно дискретное устройство для каждого из шести плеч моста.Для самых больших мощностей каждое плечо моста может состоять из десятков или сотен отдельных устройств, включенных параллельно (где нужен очень большой ток, например, при выплавке алюминия) или последовательно (где нужны очень высокие напряжения, например, в высоковольтная передача электроэнергии постоянного тока).

Схема управляемого трехфазного двухполупериодного мостового выпрямителя (B6C) с использованием тиристоров в качестве переключающих элементов без учета индуктивности питания

Пульсирующее постоянное напряжение возникает из-за разницы мгновенных положительных и отрицательных фазных напряжений В LN , сдвинутая по фазе на 30°:

Идеальное среднее выходное напряжение без нагрузки В 9 av 9  цепи В6 получается из интеграла под графиком импульса постоянного напряжения с длительностью периода (от 60° до 120°) с пиковым значением

3-фазный вход переменного тока, полуволновые (M3U) и двухполупериодные (B6U) выпрямленные выходные сигналы постоянного тока

Если трехфазный мостовой выпрямитель работает симметрично (как положительное, так и отрицательное напряжение питания), центральная точка выпрямителя на стороне выхода (или так называемый изолированный опорный потенциал) напротив центральной точки трансформатора (или нейтральный проводник) имеет разность потенциалов в виде треугольного синфазного напряжения.По этой причине два центра никогда не должны быть соединены друг с другом, иначе потекут токи короткого замыкания. Таким образом, земля трехфазного мостового выпрямителя при симметричной работе отделена от нейтрального проводника или земли сетевого напряжения. При питании от трансформатора возможно заземление средней точки моста при условии, что вторичная обмотка трансформатора электрически изолирована от напряжения сети и нейтраль вторичной обмотки не находится на земле.Однако в этом случае по обмоткам трансформатора протекают (незначительные) токи утечки.
Синфазное напряжение формируется из соответствующих средних значений разностей между положительным и отрицательным фазными напряжениями, которые формируют пульсирующее постоянное напряжение. Пиковое значение дельта-напряжения составляет ¼ от пикового значения фазного входного напряжения В пик и рассчитывается как В пик минус половина напряжения постоянного тока при 60° периода :

Среднеквадратичное значение синфазного напряжения рассчитывается из коэффициента формы для треугольных колебаний:

Если схема работает асимметрично (как простое напряжение питания только с одним положительным полюсом), то положительный и отрицательный полюса (или изолированный опорный потенциал) пульсируют напротив центра (или земли) входного напряжения аналогично положительные и отрицательные формы фазных напряжений.Однако различия в фазных напряжениях приводят к шестиимпульсному напряжению постоянного тока (в течение периода). Строгое отделение центра трансформатора от отрицательного полюса (в противном случае потекут токи короткого замыкания) или возможное заземление отрицательного полюса при питании от разделительного трансформатора относятся соответственно к симметричной работе.

2.2.4 Трехфазный мостовой выпрямитель с управлением (B6C)

В управляемом трехфазном мостовом выпрямителе вместо диодов используются тиристоры.Выходное напряжение уменьшается на коэффициент cos(α):

Или, выраженное через линейное входное напряжение:

Где:

В LLpeak , пиковое значение линейного входного напряжения,
В пик , пиковое значение фазного (фаза-нейтраль) входного напряжения,
α, угол открытия тиристора (0, если для выпрямления используются диоды)

Приведенные выше уравнения действительны только в том случае, если ток не поступает от источника переменного тока или в теоретическом случае, когда соединения источника переменного тока не имеют индуктивности.На практике индуктивность источника питания вызывает снижение выходного постоянного напряжения с увеличением нагрузки, обычно в диапазоне 10–20 % при полной нагрузке.
Эффект индуктивности питания заключается в замедлении процесса переключения (называемого коммутацией) с одной фазы на другую. В результате этого при каждом переходе между парой устройств существует период перекрытия, в течение которого три (а не два) устройства в мосту работают одновременно. Угол перекрытия обычно обозначается символом μ (или u) и может составлять 20 30° при полной нагрузке.
С учетом индуктивности питания выходное напряжение выпрямителя снижается до:

Угол перекрытия μ напрямую связан с постоянным током, и приведенное выше уравнение можно переформулировать как:

Где:

L c , коммутирующая индуктивность на фазу
I д , постоянный ток

Трехфазный мостовой выпрямитель Греца при альфа=0° без перекрытия

Трехфазный мостовой выпрямитель Греца при альфа=0° с углом перекрытия 20°

Трехфазный управляемый мостовой выпрямитель Гретца при альфа=20° с углом перекрытия 20°

Трехфазный управляемый мостовой выпрямитель Греца при альфа=40° с углом перекрытия 20°

2.2.5 Двенадцатиимпульсный мост

Двенадцатиимпульсный мостовой выпрямитель с тиристорами в качестве переключающих элементов

Несмотря на то, что схемы с шестипульсным выпрямителем лучше, чем однофазные или трехфазные однополупериодные выпрямители, они по-прежнему создают значительные гармонические искажения как на соединениях переменного, так и постоянного тока. Для очень мощных выпрямителей обычно используется двенадцатипульсное мостовое соединение. Двенадцатиимпульсный мост состоит из двух шестиимпульсных мостовых схем, соединенных последовательно, причем их соединения переменного тока питаются от питающего трансформатора, который создает фазовый сдвиг на 30 ° между двумя мостами.Это устраняет многие характерные гармоники, создаваемые шестиимпульсными мостами.
Фазовый сдвиг на 30 градусов обычно достигается за счет использования трансформатора с двумя наборами вторичных обмоток, один из которых соединен звездой (звездой), а другой — треугольником.

2.3 Выпрямители-умножители напряжения

Переключаемый полный мост/удвоитель напряжения.

Простой однополупериодный выпрямитель может быть построен в двух электрических конфигурациях с диодом, направленным в противоположные стороны, одна версия подключает отрицательную клемму выхода непосредственно к источнику переменного тока, а другая подключает положительную клемму выхода непосредственно к сети переменного тока. поставлять.Объединив оба этих метода с отдельным сглаживанием выходного сигнала, можно получить выходное напряжение, почти в два раза превышающее пиковое входное напряжение переменного тока. Это также обеспечивает отвод посередине, что позволяет использовать такую ​​​​схему в качестве источника питания с разделенной шиной.
Вариантом этого является использование двух последовательных конденсаторов для сглаживания выходного сигнала мостового выпрямителя, а затем установка переключателя между средней точкой этих конденсаторов и одной из входных клемм переменного тока. Когда ключ разомкнут, эта схема действует как обычный мостовой выпрямитель.Когда переключатель замкнут, он действует как выпрямитель с удвоением напряжения. Другими словами, это позволяет легко получить напряжение примерно 320 В (±15 %, прибл.) постоянного тока от любой сети 120 В или 230 В в мире, которое затем можно подать в относительно простой импульсный режим. источник питания. Однако для заданной желаемой пульсации емкость обоих конденсаторов должна быть вдвое больше емкости одного, необходимого для обычного мостового выпрямителя; когда переключатель замкнут, каждый из них должен фильтровать выход однополупериодного выпрямителя, а когда переключатель разомкнут, два конденсатора соединены последовательно с эквивалентной емкостью половины одного из них.

Умножитель напряжения Кокрофта Уолтона

Можно добавить каскадные диодные и конденсаторные каскады для создания умножителя напряжения (схема Кокрофта-Уолтона). Эти схемы способны создавать потенциал выходного напряжения постоянного тока, в десятки раз превышающий пиковое входное напряжение переменного тока, но они ограничены по току и регулированию. Диодные умножители напряжения, часто используемые в качестве каскада повышения напряжения или первичного источника высокого напряжения (ВН), используются в источниках питания высоковольтных лазеров, устройствах питания, таких как электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) (например, те, которые используются в телевизорах, радарах и гидролокаторах на основе ЭЛТ). дисплеи), устройства фотонного усиления, используемые в усилителях изображения и фотоумножителях (ФЭУ), и радиочастотные (РЧ) устройства на основе магнетрона, используемые в радиолокационных передатчиках и микроволновых печах.До появления полупроводниковой электроники в бестрансформаторных ламповых приемниках, питаемых непосредственно от сети переменного тока, иногда использовались удвоители напряжения для выработки примерно 300 В постоянного тока из линии электропередачи 100–120 В.

3 Эффективность выпрямителя

Эффективность выпрямителя (η) определяется как отношение выходной мощности постоянного тока к входной мощности от источника переменного тока. Даже с идеальными выпрямителями без потерь КПД меньше 100%, потому что часть выходной мощности представляет собой мощность переменного тока, а не постоянного тока, что проявляется в виде пульсаций, наложенных на форму волны постоянного тока.КПД однополупериодного выпрямителя очень низкий,

(делитель равен 2, а не √2, поскольку в отрицательный полупериод питание не подается)

Таким образом, максимальный КПД однополупериодного выпрямителя равен

Аналогично, для двухполупериодного выпрямителя,

КПД снижается из-за потерь в обмотках трансформатора и рассеивания мощности в самом выпрямительном элементе.Эффективность можно повысить с помощью сглаживающих схем, которые уменьшают пульсации и, следовательно, уменьшают содержание переменного тока на выходе. Трехфазные выпрямители, особенно трехфазные двухполупериодные выпрямители, имеют гораздо больший КПД, потому что пульсации по своей природе меньше. В некоторых трехфазных и многофазных приложениях эффективность настолько высока, что сглаживающая схема не требуется.

4 Потери в выпрямителе

В реальном выпрямителе характерно падение части входного напряжения (падение напряжения для кремниевых устройств обычно равно 0.7 вольт плюс эквивалентное сопротивление, как правило, нелинейное), а на высоких частотах искажает форму сигнала другими способами. В отличие от идеального выпрямителя, он рассеивает некоторую мощность.
Одним из аспектов большинства выпрямлений является потеря от пикового входного напряжения до пикового выходного напряжения, вызванная встроенным падением напряжения на диодах (около 0,7 В для обычных кремниевых диодов с p-n-переходом и 0,3 В для диодов Шоттки). . Полупериодное выпрямление и двухполупериодное выпрямление с использованием вторичной обмотки с отводом от средней точки приводят к пиковым потерям напряжения, равным одному падению напряжения на диоде.Мостовое выпрямление имеет потери двух диодных капель. Это снижает выходное напряжение и ограничивает доступное выходное напряжение, если необходимо выпрямить очень низкое переменное напряжение. Поскольку диоды не проводят ток ниже этого напряжения, схема пропускает ток только в течение части каждого полупериода, вызывая появление коротких сегментов нулевого напряжения (где мгновенное входное напряжение ниже одного или двух провалов на диоде) между каждым «горбом». ».
Пиковые потери очень важны для низковольтных выпрямителей (например, 12 В или меньше), но несущественны для высоковольтных приложений, таких как HVDC.

5 Сглаживание выходного сигнала выпрямителя

 

Вход переменного тока (желтый) и выход постоянного тока (зеленый) однополупериодного выпрямителя со сглаживающим конденсатором. Обратите внимание на пульсации сигнала постоянного тока.

Хотя однополупериодное и двухполупериодное выпрямление могут обеспечить однонаправленный ток, ни одно из них не дает постоянного напряжения. Для получения устойчивого постоянного тока из выпрямленного источника переменного тока требуется сглаживающая схема или фильтр. [8] В простейшей форме это может быть просто накопительный конденсатор или сглаживающий конденсатор, установленный на выходе постоянного тока выпрямителя.Для однополупериодного выпрямителя по-прежнему присутствует составляющая пульсаций переменного напряжения на частоте источника питания, в два раза больше, чем для двухполупериодного, где напряжение не полностью сглажено.

RC-Filter Rectifier: эта схема была спроектирована и смоделирована с использованием программного обеспечения Multisim 8.

Размер конденсатора представляет собой компромисс. Для данной нагрузки больший конденсатор уменьшает пульсации, но стоит дороже и создает более высокие пиковые токи во вторичной обмотке трансформатора и в питающем его источнике.Пиковый ток в принципе определяется скоростью нарастания напряжения питания на переднем фронте входящей синусоиды, но на практике он уменьшается за счет сопротивления обмоток трансформатора. В экстремальных случаях, когда в цепь распределения электроэнергии подключено много выпрямителей, пиковые токи могут вызвать трудности в поддержании синусоидального напряжения правильной формы в сети переменного тока.
Чтобы ограничить пульсации до заданного значения, необходимая емкость конденсатора пропорциональна току нагрузки и обратно пропорциональна частоте питания и количеству выходных пиков выпрямителя за входной цикл.Ток нагрузки и частота питания, как правило, не зависят от разработчика выпрямительной системы, но выбор конструкции выпрямителя может повлиять на количество пиков на входной период.
Однополупериодный выпрямитель дает только один пик за цикл, и по этой и другим причинам он используется только в очень маленьких источниках питания. Двухполупериодный выпрямитель достигает двух пиков за цикл, что является наилучшим при однофазном входе. Для трехфазных входов трехфазный мост дает шесть пиков за цикл.Большее количество пиков может быть достигнуто за счет использования трансформаторных цепей, размещенных перед выпрямителем, для преобразования в более высокий порядок фаз.
Для дальнейшего снижения пульсаций можно использовать входной конденсаторный фильтр. Это дополняет накопительный конденсатор дросселем (катушкой индуктивности) и вторым конденсатором фильтра, так что можно получить более стабильный выход постоянного тока на выводах конденсатора фильтра. Дроссель имеет высокое сопротивление пульсирующему току. Для использования на частотах линий электропередач катушки индуктивности требуют сердечников из железа или других магнитных материалов, а также увеличивают вес и размер.Поэтому их использование в источниках питания для электронного оборудования сократилось в пользу полупроводниковых схем, таких как регуляторы напряжения.
Более обычная альтернатива фильтру, и необходимая, если нагрузка постоянного тока требует очень низкого напряжения пульсаций, состоит в том, чтобы следовать за накопительным конденсатором с активной схемой регулятора напряжения. Накопительный конденсатор должен быть достаточно большим, чтобы предотвратить падение пульсаций ниже минимального напряжения, необходимого регулятору для создания требуемого выходного напряжения.Регулятор служит как для значительного уменьшения пульсаций, так и для работы с колебаниями характеристик питания и нагрузки. Можно было бы использовать накопительный конденсатор меньшего размера (в сильноточных источниках питания они могут быть большими), а затем применить некоторую фильтрацию, а также регулятор, но это не обычная стратегия. Крайностью этого подхода является отказ от накопительного конденсатора и подача выпрямленного сигнала прямо во входной фильтр с дросселем. Преимущество этой схемы состоит в том, что форма волны тока более плавная, и, следовательно, выпрямителю больше не приходится иметь дело с током как с большим импульсом тока, а вместо этого подача тока распределяется по всему циклу.Недостатком, помимо дополнительного размера и веса, является то, что выходное напряжение намного ниже — примерно среднее значение полупериода переменного тока, а не пиковое.

6 приложений

Основным применением выпрямителей является получение мощности постоянного тока от источника переменного тока (преобразователь переменного тока в постоянный). Практически всем электронным устройствам требуется постоянный ток, поэтому выпрямители используются в источниках питания практически всего электронного оборудования.
Преобразование постоянного тока из одного напряжения в другое намного сложнее.Один метод преобразования постоянного тока в постоянный сначала преобразует мощность в переменный ток (с помощью устройства, называемого инвертором), затем использует трансформатор для изменения напряжения и, наконец, выпрямляет мощность обратно в постоянный ток. Обычно используется частота в несколько десятков килогерц, поскольку для этого требуется гораздо меньшая индуктивность, чем на более низких частотах, и исключается использование тяжелых, громоздких и дорогих устройств с железным сердечником.

Выходное напряжение двухполупериодного выпрямителя с управляемыми тиристорами

Выпрямители

также используются для обнаружения амплитудно-модулированных радиосигналов.Сигнал может быть усилен до обнаружения. В противном случае необходимо использовать диод с очень низким падением напряжения или диод, смещенный при фиксированном напряжении. При использовании выпрямителя для демодуляции сопротивление конденсатора и нагрузки должно быть тщательно согласовано: слишком малая емкость приводит к тому, что высокочастотная несущая проходит на выход, а слишком большая заставляет конденсатор просто заряжаться и оставаться заряженным.
Выпрямители подают поляризованное напряжение для сварки. В таких схемах требуется контроль выходного тока; иногда это достигается путем замены некоторых диодов в мостовом выпрямителе тиристорами, фактически диодами, выходное напряжение которых можно регулировать, включая и выключая фазовые контроллеры.
Тиристоры используются в различных классах систем железнодорожного подвижного состава для обеспечения точного управления тяговыми двигателями. Запорные тиристоры используются для получения переменного тока от источника постоянного тока, например, в поездах Eurostar для питания трехфазных тяговых двигателей.

7 Технологии ректификации

7.1 Электромеханический

Примерно до 1905 года, когда были разработаны ламповые выпрямители, устройства преобразования энергии имели чисто электромеханическую конструкцию.В механических системах выпрямления использовалась какая-либо форма вращения или резонансной вибрации (например, вибраторы), приводимые в действие электромагнитами, которые приводили в действие переключатель или коммутатор для реверсирования тока.
Эти механические выпрямители были шумными и требовали высоких требований к обслуживанию. Подвижные части имели трение, которое требовало смазки и замены из-за износа. Размыкание механических контактов под нагрузкой приводило к возникновению электрических дуг и искр, которые нагревали и разрушали контакты. Они также не могли обрабатывать частоты переменного тока выше нескольких тысяч циклов в секунду.

7.1.1 Синхронный выпрямитель

Для преобразования переменного тока в постоянный в электровозах может применяться синхронный выпрямитель. Он состоит из синхронного двигателя, приводящего в движение набор мощных электрических контактов. Двигатель вращается в такт частоте переменного тока и периодически меняет местами соединения с нагрузкой в ​​тот момент, когда синусоидальный ток пересекает ноль. Контакты не должны переключать большой ток, но они должны быть в состоянии проводить большой ток для питания тяговых двигателей постоянного тока локомотива.

7.1.2 Вибровыпрямитель

Зарядное устройство для аккумуляторов вибраторов 1922 года выпуска. Оно выдавало 6 А постоянного тока при напряжении 6 В для зарядки автомобильных аккумуляторов.

Они состояли из резонансного язычка, вибрируемого переменным магнитным полем, создаваемым электромагнитом переменного тока, с контактами, меняющими направление тока в отрицательных полупериодах. Они использовались в маломощных устройствах, таких как зарядные устройства для аккумуляторов, для выпрямления низкого напряжения, создаваемого понижающим трансформатором. Другое использование было в источниках питания от батарей для портативных ламповых радиоприемников, чтобы обеспечить высокое постоянное напряжение для ламп.Они работали как механическая версия современных полупроводниковых инверторов с трансформатором для повышения напряжения батареи и набором вибрационных контактов на сердечнике трансформатора, управляемых его магнитным полем, для многократного разрыва постоянного тока батареи для создания импульсный переменный ток для питания трансформатора. Затем второй набор контактов выпрямителя на вибраторе преобразовывал высокое переменное напряжение от вторичной обмотки трансформатора в постоянное.

7.1.3 Мотор-генератор

Малый мотор-генератор

Мотор-генератор или аналогичный роторный преобразователь не является строго выпрямителем, поскольку он фактически не выпрямляет ток , а скорее генерирует постоянного тока из источника переменного тока.В «наборе MG» вал двигателя переменного тока механически соединен с валом генератора постоянного тока. Генератор постоянного тока вырабатывает многофазные переменные токи в обмотках якоря, которые коммутатор на валу якоря преобразует в выходной постоянный ток; или униполярный генератор производит постоянный ток без коммутатора. Наборы MG полезны для производства постоянного тока для железнодорожных тяговых двигателей, промышленных двигателей и других сильноточных устройств и были распространены во многих мощных двигателях D.C. использует (например, проекторы с угольно-дуговыми лампами для театров под открытым небом) до того, как стали широко доступны мощные полупроводники.

7.2 Электролит

Электролитический выпрямитель был устройством начала двадцатого века, которое больше не используется. Самодельная версия проиллюстрирована в книге «Мальчик-механик » 1913 года, но она подходит только для использования при очень низких напряжениях из-за низкого напряжения пробоя и риска поражения электрическим током. Более сложное устройство такого рода было запатентовано Г.У. Карпентер в 1928 г. (патент США 1671970).
Когда два разных металла взвешены в растворе электролита, постоянный ток, протекающий через раствор в одном направлении, испытывает меньшее сопротивление, чем в другом направлении. В электролитических выпрямителях чаще всего используется алюминиевый анод и свинцовый или стальной катод, взвешенные в растворе ортофосфата триаммония.
Действие выпрямления обусловлено тонким покрытием из гидроксида алюминия на алюминиевом электроде, сформированным путем подачи сильного тока на ячейку для создания покрытия.Процесс ректификации чувствителен к температуре, и для достижения наибольшей эффективности он не должен работать при температуре выше 86 °F (30 °C). Существует также напряжение пробоя, когда покрытие пробивается и в ячейке происходит короткое замыкание. Электрохимические методы часто более хрупкие, чем механические, и могут быть чувствительны к изменениям использования, которые могут резко изменить или полностью нарушить процессы ректификации.
Подобные электролитические устройства использовались в качестве разрядников молнии примерно в ту же эпоху путем подвешивания множества алюминиевых конусов в резервуаре с раствором ортофосфата триаммония.В отличие от вышеприведенного выпрямителя, использовались только алюминиевые электроды, и при использовании переменного тока не было поляризации и, следовательно, не было действия выпрямителя, но химический состав был аналогичным.
Современный электролитический конденсатор, важный компонент большинства конфигураций схемы выпрямителя, также был разработан на основе электролитического выпрямителя.

7.3 Плазменный тип

Развитие ламповой техники в начале 20 века привело к изобретению различных ламповых выпрямителей, которые в значительной степени заменили шумные, малоэффективные механические выпрямители.

7.3.1 Ртутная дуга

Ранняя трехфазная трубка промышленного ртутного выпрямителя

Ртутно-дуговой клапан 150 кВ на гидроэлектростанции Манитоба, Рэдиссон, Канада преобразовал гидроэлектроэнергию переменного тока в постоянный для передачи в отдаленные города.

Выпрямитель, использовавшийся в системах передачи электроэнергии постоянного тока высокого напряжения (HVDC) и промышленной обработке примерно с 1909 по 1975 год, представляет собой ртутно-дуговой выпрямитель или ртутно-дуговой вентиль . Устройство заключено в выпуклый стеклянный сосуд или большую металлическую ванну.Один электрод, катод, погружают в бассейн с жидкой ртутью на дне сосуда, а один или несколько графитовых электродов высокой чистоты, называемых анодами, подвешивают над бассейном. Может быть несколько вспомогательных электродов, помогающих зажигать и поддерживать дугу. При образовании электрической дуги между катодной ванной и подвешенными анодами поток электронов течет от катода к анодам через ионизированную ртуть, но не наоборот (в принципе, это более мощный аналог пламенной ректификации, который использует те же свойства односторонней передачи тока, что и плазма, естественно присутствующая в пламени).
Эти устройства могут использоваться при уровнях мощности в сотни киловатт и могут быть рассчитаны на работу с одной-шестью фазами переменного тока. Ртутно-дуговые выпрямители были заменены кремниевыми полупроводниковыми выпрямителями и мощными тиристорными схемами в середине 1970-х годов. Самые мощные из когда-либо построенных ртутно-дуговых выпрямителей были установлены в проекте Manitoba Hydro Nelson River Bipole HVDC общей мощностью более 1 ГВт и 450 кВ.

7.3. 2 Электронная трубка с аргоном

Лампочки Tungar 1917 года, 2 ампера (слева) и 6 ампер

Выпрямитель General Electric Tungar представлял собой пары ртути (напр.:5B24) или заполненное аргоном (напр.:328) электронное ламповое устройство с катодом из вольфрамовой нити и угольным кнопочным анодом. Он работал аналогично диоду с термоэлектронной лампой, но газ в трубке ионизировался во время прямой проводимости, что давало гораздо меньшее прямое падение напряжения, поэтому он мог выпрямлять более низкие напряжения. Он использовался для зарядных устройств и аналогичных приложений с 1920-х годов, пока его не вытеснили более дешевые металлические выпрямители, а затем и полупроводниковые диоды. Они были рассчитаны на несколько сотен вольт и несколько ампер и в некоторых размерах сильно напоминали лампу накаливания с дополнительным электродом.
0Z4 представлял собой газонаполненную выпрямительную лампу, широко использовавшуюся в автомобильных радиоприемниках на электронных лампах в 1940-х и 1950-х годах. Это была обычная двухполупериодная выпрямительная лампа с двумя анодами и одним катодом, но она была уникальна тем, что не имела нити накала (отсюда и «0» в ее типовом номере). Электроды были сформированы таким образом, что обратное напряжение пробоя было намного выше, чем прямое напряжение пробоя. При превышении напряжения пробоя 0Z4 переходил в низкоомное состояние с падением напряжения в прямом направлении около 24 В.

7.4 Диодная вакуумная трубка (клапан)

Диод с термоэлектронной вакуумной трубкой, первоначально называвшийся клапаном Флеминга, был изобретен Джоном Амброузом Флемингом в 1904 году в качестве детектора радиоволн в радиоприемниках и превратился в обычный выпрямитель. Он состоял из вакуумированной стеклянной колбы с нитью накала, нагреваемой отдельным током, и металлического пластинчатого анода. Нить накала испускала электроны за счет термоэлектронной эмиссии (эффект Эдисона), открытого Томасом Эдисоном в 1884 году, и положительное напряжение на пластине вызывало ток электронов через трубку от нити на пластину.Поскольку только нить накала производила электроны, трубка могла проводить ток только в одном направлении, позволяя трубке выпрямлять переменный ток.
Вакуумные диодные выпрямители широко использовались в источниках питания в бытовой электронике на электронных лампах, таких как фонографы, радиоприемники и телевизоры, например, в радиоприемнике All American Five, для обеспечения высокого напряжения постоянного тока, необходимого для других электронных ламп. «Двухполупериодные» версии с двумя отдельными пластинами были популярны, потому что их можно было использовать с трансформатором с отводом от середины для создания двухполупериодного выпрямителя.Вакуумные выпрямители были сделаны для очень высоких напряжений, таких как источник питания высокого напряжения для электронно-лучевой трубки телевизионных приемников и кенотрон, используемый для питания рентгеновской аппаратуры. Однако по сравнению с современными полупроводниковыми диодами вакуумные выпрямители имеют высокое внутреннее сопротивление из-за пространственного заряда и, следовательно, большие падения напряжения, что приводит к высокому рассеиванию мощности и низкому КПД. Они редко могут выдерживать токи, превышающие 250 мА, из-за пределов рассеиваемой мощности пластины, и их нельзя использовать для приложений с низким напряжением, таких как зарядные устройства для аккумуляторов.Другим ограничением лампового выпрямителя является то, что источник питания нагревателя часто требует специальных мер для его изоляции от высоких напряжений цепи выпрямителя.
В усилителях музыкальных инструментов (особенно для электрогитар) небольшая задержка или «провисание» между усилением сигнала (например, при сильном и быстром ударе по гитарному аккорду) и соответствующим увеличением выходного напряжения является заметным эффектом лампового усилителя. исправление и приводит к сжатию. Выбор между ламповым выпрямлением и диодным выпрямлением — дело вкуса; некоторые усилители имеют и то и другое и позволяют игроку выбирать.

7.5 Твердотельный

7.5.1 Кристаллический детектор

Детектор кошачьих усов Galena

Детектор «кошачий ус» был первым типом полупроводникового диода. Он состоял из кристалла какого-то полупроводникового минерала, обычно галенита (сульфида свинца), с легкой пружинистой проволокой, касающейся его поверхности. Изобретенный Джагадишем Чандрой Бозе и разработанный Г. У. Пикардом примерно в 1906 году, он служил выпрямителем радиоволн в первых широко используемых радиоприемниках, называемых кристаллическими радиоприемниками.Его хрупкость и ограниченный ток сделали его непригодным для питания. Он устарел примерно в 1920 году, но более поздние версии служили микроволновыми детекторами и смесителями в радиолокационных приемниках во время Второй мировой войны.

7.5.2 Выпрямители на основе селена и оксида меди

Когда-то широко распространенные до тех пор, пока в 1970-х годах их не заменили более компактные и менее дорогие кремниевые твердотельные выпрямители, в этих устройствах использовались пакеты металлических пластин и преимущества полупроводниковых свойств селена или оксида меди.Хотя селеновые выпрямители были легче по весу и потребляли меньше энергии, чем сопоставимые ламповые выпрямители, они имели недостаток, заключающийся в ограниченном сроке службы, увеличении сопротивления с возрастом и подходили только для использования на низких частотах. Как селеновые, так и оксидно-медные выпрямители имеют несколько лучшую устойчивость к мгновенным переходным процессам напряжения, чем кремниевые выпрямители.
Обычно эти выпрямители состояли из пакетов металлических пластин или шайб, скрепленных центральным болтом, причем количество пакетов определялось напряжением; каждая ячейка была рассчитана примерно на 20 В.Выпрямитель для автомобильного зарядного устройства может иметь только одну ячейку: высоковольтный источник питания для электронной лампы может состоять из десятков уложенных друг на друга пластин. Плотность тока в селеновой батарее с воздушным охлаждением составляла около 600 мА на квадратный дюйм активной площади (около 90 мА на квадратный сантиметр).

7.5.3 Кремниевые и германиевые диоды

В современном мире кремниевые диоды являются наиболее широко используемыми выпрямителями для более низких напряжений и мощностей и в значительной степени заменили более ранние германиевые диоды.Для очень высоких напряжений и мощностей дополнительная потребность в управляемости на практике привела к замене простых кремниевых диодов мощными тиристорами (см. Ниже) и их более новыми аналогами с активным управлением затвором.

7.5.4 Высокая мощность: тиристоры (SCR) и более новые преобразователи напряжения на основе кремния

Два из трех блоков мощных тиристорных клапанов, используемых для передачи электроэнергии на большие расстояния от плотин Manitoba Hydro. Сравните с ртутно-дуговой системой на той же плотине выше.

В приложениях большой мощности с 1975 по 2000 год большинство дуговых выпрямителей с ртутными вентилями были заменены пакетами очень мощных тиристоров, кремниевых устройств с двумя дополнительными слоями полупроводника по сравнению с простым диодом.
В приложениях для передачи средней мощности даже более сложные и изощренные системы кремниево-полупроводниковых выпрямителей с преобразователем напряжения (VSC), такие как биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) и запирающие тиристоры (GTO), позволили уменьшить мощность постоянного тока высокого напряжения. системы передачи экономичны.Все эти устройства работают как выпрямители.
По состоянию на 2009 год ожидалось, что эти мощные кремниевые «самокоммутирующиеся переключатели», в частности IGBT и вариант тиристора (связанный с GTO), называемый тиристором с интегрированным затвором (IGCT), будут увеличены в масштабе. номинальная мощность до такой степени, что они в конечном итоге заменят простые системы выпрямления переменного тока на основе тиристоров для приложений постоянного тока с максимальной передачей мощности.

8 Текущие исследования

Текущие исследования

Основной областью исследований является разработка высокочастотных выпрямителей, которые могут выпрямлять до терагерцовых и световых частот.Эти устройства используются для обнаружения оптических гетеродинов, которые имеют множество применений в оптоволоконной связи и атомных часах. Еще одним перспективным применением таких устройств является прямое выпрямление световых волн, улавливаемых крошечной антенной, называемой нантенной, для производства электроэнергии постоянного тока. Считается, что массивы нанантен могут быть более эффективным средством производства солнечной энергии, чем солнечные элементы.
Смежной областью исследований является разработка выпрямителей меньшего размера, поскольку меньшее устройство имеет более высокую частоту среза.Исследовательские проекты пытаются разработать мономолекулярный выпрямитель, единую органическую молекулу, которая будет функционировать как выпрямитель.
 

9 Каталожные номера

Выпрямительный диод (выпрямитель с кремниевым управлением) и соответствующее крепежное оборудование. Тяжелая резьбовая шпилька прикрепляет устройство к радиатору для отвода тепла.

Схемы выпрямителей: Основы — CUTTING EDGE VISIONARIES

Время чтения: 14 минут

Что бы вы нашли?

Установка Stage

Требования

Производительность Параметры

Форма выходного сигнала

Элементы Рейтинги

Выпрямитель Структуры

полуволнового

Circuit

Форма выходного сигнала

Элементы Оценки

Двухполупериодное: Центр-кран и тип моста

Circuit

Форма выходного сигнала

Элементы Оценки

Резюме

Примечание. Лучше отредактированная версия этого блога доступна в исходном формате MS Word по ссылке ниже:

https://drive.google.com/file/d/1bhu2vm5EoFnPZkygcx5I9lvZ2xvTvkoS/view?usp=sharing

Подготовка сцены……

Почти век назад две большие звезды мира электротехники вели войну. У Томаса А. Эдисона был, вероятно, самый сильный конкурент, которого только можно было когда-либо представить, это был Никола Тесла. Морально это была война идей, а технически — война течений. Хорошо зарекомендовавший себя Томас А. Эдисон был одержим своей идеей постоянного тока, молодой страстный Никола Тесла, однако, был уверен в своих дальновидных идеях переменного тока.Любой из них мог выиграть битву, но Никола Тесла вышел победителем. Детище Теслы, асинхронный двигатель, и разработка трансформаторов принесли ему звание одного из величайших изобретателей современного мира и, таким образом, проложили путь технологии переменного тока во все уголки земного шара.

В то время у Эдисона было очень мало шансов на победу, если бы он сам продолжил разработку технологии HVDC для передачи больших объемов электроэнергии, он бы выиграл битву, учитывая, что транзисторы еще не были изобретены до того времени!

Таким образом, было невыполнимой задачей эффективно повысить напряжение постоянного тока до высокого уровня для эффективной передачи, с другой стороны, простота асинхронного двигателя принесла ему звание промышленной лошади и конкретно популяризировала переменный ток.С тех пор технологии переменного и постоянного тока следовали графику с противоположными наклонами, причем переменный ток был положительным.

Но последние несколько десятилетий показали другую тенденцию, DC начали находить свое место во многих приложениях в современном мире «электроники».

Постоянный ток начал демонстрировать свою способность выполнять работу более эффективно при поддержке современной электроники. Однофазные асинхронные двигатели теперь заменены эффективными BLDC, ламповые лампы заменены светодиодами, а что нет.

Современная гибридная энергосистема, в которой большая часть генерации, передачи и распределения осуществляется переменным током, а потребление смещается на постоянный ток, требует очень эффективного преобразования переменного тока в постоянный во всех точках, иначе мы будем тратить нашу драгоценную электрическую энергию в виде тепловых отходов, бесполезно нагревая наше окружение.

Самая крупная система постоянного тока в современном мире — это станции высокого напряжения постоянного тока, показанное на изображении!!

Оглянитесь вокруг, наши ноутбуки, мобильные телефоны, телевизоры, светодиоды, многочисленные домашние гаджеты работают от постоянного тока.

Итак, нам нужен постоянный постоянный ток на выходе синусоидальной формы переменного тока 50/60 Гц.

ТРЕБОВАНИЯ

Напряжение постоянного тока определяется как напряжение, полярность которого остается неизменной, точнее полярность не меняется. Клемма «А» в любой момент времени находится под более высоким потенциалом, чем клемма «В». Таким образом, вся форма волны, которая никогда не пересекает ось x, по этому определению может называться напряжением постоянного тока.

# наклейте несколько графиков постоянного тока

Итак, все ли они одинаковы, имеют ли они одинаковую мощность постоянного тока? Любое устройство постоянного тока, такое как батарея, двигатель постоянного тока, светодиод и т.будут иметь те же рабочие характеристики при работе от этих напряжений постоянного тока?

Очевидно, нам нужно определить, какие параметры отличают одну форму волны постоянного тока от другой.

Чтобы понять это, нам нужно увеличить масштаб, нам нужно увидеть что-то, что не так очевидно с текущей точки зрения.

Преобразование Фурье всех этих волн может дать реальное понимание. Как мы все знаем, преобразование Фурье — это мощный математический метод для разложения любого сигнала/формы волны на составляющие его основные сигналы.Он раскрывает величайшую математическую истину и прекрасно резюмирует, что весь сигнал может быть выражен как сумма константы, синуса и косинуса.

Как только мы получим спектр компонентов сигнала, мы можем очень легко прокомментировать способность сигнала постоянного тока выполнять работу.

КАК?

Рассмотрим эксперимент по электролизу, в котором мы пропускаем постоянный ток для осаждения желаемого продукта на заданном электроде.

Когда мы возбуждаем цепь этими различными формами сигналов постоянного тока, ряды Фурье поддерживают нас, говоря, что мы фактически даем сумму всех компонентов, рассчитанных этим инструментом.

Из этого эксперимента следует, что количество отложений сигнала постоянного тока соответствует только постоянной составляющей сигнала (ток/напряжение). Также совершенно очевидно, что все компоненты синусоидальной или косинусоидальной формы волны не будут способствовать чистому осаждению за один их период времени (из-за реверсивного характера).

Для любого устройства постоянного тока, питаемого от сигнала постоянного тока/напряжения, для выполнения полезной работы используется только постоянная составляющая. Для синусоидальных составляющих заряд, осаждение, крутящий момент и т. д.всегда равен нулю в устройствах постоянного тока.

Прежде чем мы перейдем к просмотру параметра, давайте посмотрим: что такое среднеквадратичное значение сигнала?

Согласно книжному определению, среднеквадратичное значение постоянного напряжения эквивалентно напряжению переменного тока (или пульсирующему постоянному напряжению), которое будет производить такой же резистивный эффект нагрева для данного резистора. Таким образом, мощность, развиваемая переменным напряжением, вычисляется и приравнивается к мощности эквивалентного постоянного напряжения, следовательно, мы получаем среднеквадратичное значение.

Мы будем использовать это определение повсюду.

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПАРАМЕТРЫ

Рассмотрим следующую общую схему выпрямителя: элементы, используемые в целях безопасности и экономии.

Давайте посмотрим, как и какие параметры используются для анализа формы выходного сигнала?

Выходной сигнал:

Сначала, используя ряд Фурье, мы вычисляем значение постоянного тока выходного сигнала.

Принимая за временной период сигнала T.

Где

Компонент постоянного тока рассчитывается как среднее напряжение постоянного тока: по определению;

Мы определяем термин Форм-фактор как:

Теперь эффективность выпрямления, исходя из здравого смысла, представляет собой отношение фактической развиваемой мощности постоянного тока к максимальной мощности, которую можно было бы развить, если бы напряжение было чистым постоянным током, (при чисто резистивной нагрузке):

Таким образом, Форм-фактор более или менее дает количественную меру выпрямления.Чем выше содержание ДК, тем ниже КФ и тем выше эффективность ректификации.

Итак, хорошая выпрямительная система должна иметь низкий форм-фактор, в идеале 1!

Но существует качественное различие между двумя выпрямленными сигналами, имеющими одинаковый форм-фактор.

Например, рассмотрите форму волны постоянного тока от выпрямителя как прямоугольную и треугольную волны.

Прямоугольная волна с амплитудой 1 и периодом времени T, тогда можно рассчитать, что Vdc = 0,5 В и Vrms = 0,707 В, форм-фактор равен 1.414.

Теперь рассмотрим другую форму волны постоянного тока, треугольную волну с пиковой амплитудой 1 и t1 = T/1,499, в этом случае Vdc = 0,333 В и Vrms = 0,471 В, и, таким образом, форм-фактор равен 1,414.

Хотя они имеют одинаковую ФП, но мы можем видеть, что они сильно различаются с точки зрения плавности, и это, в частности, из-за различных компонентов переменного тока, определяемых как рябь.

Интуиция может подсказать нам, что напряжение пульсаций должно быть эффективной составляющей напряжения переменного тока, поэтому среднеквадратичное значение напряжения пульсаций: определяется как отношение среднеквадратичного значения пульсирующего напряжения к среднеквадратичному постоянному напряжению.

Таким образом, требуется не только высокое содержание постоянного тока, но и желаемая степень гладкости. Второй случай становится необходимостью в тех областях, где требуется предельная точность, например, в ускорителях частиц и т.п.

Таким образом, RF меньше для гладкой выпрямленной формы волны, в идеале равна нулю.

Номиналы элементов:

Все элементы цепей, которые мы увидим далее (трансформаторы, диоды, конденсаторы и т.д.) в цепях выпрямителей, должны эксплуатироваться в пределах своих допустимых номиналов.

Почти в каждой схеме выпрямителя есть трансформатор, обеспечивающий необходимое преобразование напряжения. Рейтинг трансформатора для обработки мощности и тока также является критическим параметром производительности. Мы определили коэффициент использования трансформатора (TUF) , чтобы учесть то же самое.

TUF – это отношение мощности постоянного тока, подаваемой на нагрузку, к общей мощности переменного тока на вторичной обмотке трансформатора.

Итак,

и

Где Vrms и Irms — среднеквадратичное значение напряжения и тока на вторичной обмотке трансформатора.

Существуют определенные эксплуатационные ограничения диода, которые необходимо учитывать при эксплуатации.

Напряжение, возникающее на диоде в период отсутствия проводимости, должно быть меньше максимального напряжения, вызывающего разрыв или пробой диода, также называемого пиковым обратным напряжением (PIV) .

Ток через диод никогда не должен превышать пиковый прямой ток/средний прямой ток определенный предел, чтобы убедиться, что тепловой предел диода не превышен.

Рейтинги элементов будут более понятны позже.

КОНСТРУКЦИИ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ

Чтобы понять основы различных схем выпрямителей, мы сначала проанализируем их, учитывая идеальный случай — трансформатор без потерь, диод не имеет сопротивления, а нагрузка является чисто резистивной.

Однополупериодный выпрямитель : Эта базовая схема используется только для приложений с низкой номинальной мощностью. Диод подходящего номинала используется последовательно с нагрузкой, диод работает только в режиме прямого смещения, т.е.е. только при сохранении полярности напряжения на нем, скажем, положительной. В следующем полупериоде диод смещен в обратном направлении, и ток нагрузки равен нулю.

Выходная форма волны:

Нагрузку на нагрузке:

Волна:

Series Fourif составляет:

Среднеквадратичное значение выходного напряжения составляет:

Используя тригонометрическую формулу, чтобы получить подходящую форму для интегрирования: Теперь форм -фактор может быть рассчитана как:

Коэффициент пульсации , чтобы получить качественный индекс выпрямленной вывода:

Эффективность реквизита:

Обращаются элементы. :

Коэффициент использования трансформатора:

Мы рассчитали d Pdc as:

Форма сигнала напряжения на вторичной обмотке представляет собой преобразованный синусоидальный сигнал с максимальной амплитудой как Vm.

Среднеквадратичное значение тока во вторичной обмотке такое же, как и ток нагрузки.

У нас есть:

PIV (пиковое обратное напряжение): В отрицательном цикле на диоде наблюдается падение Vm.

PFC (пиковый прямой ток): Максимальный мгновенный ток через диод в режиме прямого смещения, учитывая резистивную нагрузку R, имеем:

ВЫВОД:

Однополупериодный выпрямитель имеет следующие характеристики параметры:

  1. FF как 1.57, а эффективность выпрямления составляет 40,5%, что означает, что в выходном сигнале только 40,5% мощности приходится на постоянный ток, а остальное — на переменный ток.
  2. RF как 1,21, что указывает на не очень плавную форму волны.
  3. TUF равен 0,286, что означает, что номинал трансформатора должен быть в (1/0,286 = 3,49) раз выше, чем фактическая мощность, подаваемая на нагрузку, поэтому требуется трансформатор большей мощности.
  4. PIV и PFC рассчитываются, как описано выше для выбора диода.

Полноволновый выпрямитель- Использование Центрального трансформатора:

Нагрузку нагрузку:

Форма волны:

Series Fourier Series:

Be Fourier. считается периодическим в T/2 или в T, расчет параметра не будет затронут.

Среднее значение постоянного напряжения:

Среднеквадратичное значение выходного напряжения: ни одна часть сигнала не теряется.

Таким образом, здесь, форм -фактор :

. Коэффициент волнового рефлекса из выпрямленного вывода:

Эффективность . Элементы element :

Коэффициент использования трансформатора:

Мы рассчитали Pdc как:

Общая мощность делится поровну между двумя вторичными обмотками трансформатора с центральным отводом.

В каждой половине обмотки кривая напряжения на вторичной обмотке представляет собой преобразованную синусоидальную форму волны с максимальной амплитудой как , поэтому среднеквадратичное значение напряжения в одной обмотке равно: полуволнового трансформатора (одинаковая форма волны тока): –

Таким образом, номинальная мощность вторичной обмотки в два раза больше мощности каждой обмотки:

Имеем:

PIV (пиковое обратное напряжение): В отрицательном цикле на диоде наблюдается падение Vm.

PFC (Peak Forward Current): Максимальный мгновенный ток через диод в режиме прямого смещения, учитывая резистивную нагрузку R, имеем: с трансформатором с центральным отводом имеет следующие рабочие параметры:

  1. FF как 1,11 и эффективность выпрямления как 81,16%, что означает, что форма выходного сигнала имеет 81,16% полной мощности в виде постоянного тока в качестве составляющей переменного тока.
  2. RF как 0,482, что указывает на более плавную форму волны.
  3. TUF равен 0,573, что означает, что номинал трансформатора должен быть в (1/0,573 = 1,745) раз выше, чем фактическая мощность, подаваемая на нагрузку, поэтому требуется трансформатор меньшего размера.
  4. PIV и PFC для выбора диода такие же, как и для однополупериодного выпрямителя.

Полноволновый выпрямитель- тип моста

Форма волны:

Серия Фурье:

. Полученные. предыдущий случай трансформатора с центральным отводом.

Очевидно, что форм -фактор и коэффициент волны также останутся прежними:

Эффективность из выпрямления:

Оценки элементов:

. :

Мы рассчитали Pdc как:

Действующее значение напряжения, развивающееся во вторичной обмотке: Итак, номинальная мощность вторичной обмотки трансформатора:

У нас есть:

PIV (пиковое обратное напряжение): диод Vm/2.

PFC (пиковой прямой ток): Это максимальный мгновенный ток через диод в условиях переднего смещения, учитывая резитивную нагрузку R, мы имеем:


Заключение

-волновой выпрямитель с мостовым типом имеет следующие рабочие параметры:

  1. FF как 1,11 и эффективность выпрямления как 81,16%, что означает, что выходной сигнал имеет 81,16% полной мощности, как постоянный ток, так и переменный ток.
  2. RF как 0,482, что указывает на более плавную форму волны.
  3. TUF равен 0,810, что означает, что номинал трансформатора должен быть (1/0,810 = 1,234) раз выше, чем фактическая мощность, подаваемая на нагрузку, поэтому требуется трансформатор меньшего размера, чем предыдущий тип.
  4. PIV диода уменьшен вдвое.
  5. PFC и средний ток остаются такими же, как у полуволнового.
  6. Ток в обмотке трансформатора меняет направление, в отличие от структур с центральным отводом или однополупериодного выпрямителя, где направление тока остается прежним и существует возможность насыщения сердечника.

РЕЗЮМЕ

В следующих блогах будут рассмотрены следующие темы:

Подход реального мира для цепей

Distormort на AC SITE

HARMONICS DISTORMOR Исследование различных нагрузок

Продолжайте читать, продолжайте учиться!

ААНТАРАКСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

КОМАНДА CEV!!

Нравится:

Нравится Загрузка…

Схемы выпрямителя Примечания | Study Power Electronics

Что такое ректификация?

Теперь мы подошли к самому популярному применению диода: выпрямлению.Проще говоря, выпрямление — это преобразование переменного тока (AC) в постоянный ток (DC). Это включает в себя устройство, которое допускает только односторонний поток электрического заряда. Как мы видели, это именно то, что делает полупроводниковый диод. Простейшая схема выпрямителя — однополупериодный выпрямитель. Он позволяет только половине формы сигнала переменного тока проходить к нагрузке. (Рисунок ниже)

Цепь однополупериодного выпрямителя

Однополупериодное выпрямление

Для большинства силовых приложений однополупериодного выпрямления недостаточно для выполнения задачи.Гармонический состав выходного сигнала выпрямителя очень велик и, следовательно, его трудно отфильтровать. Кроме того, источник переменного тока подает питание на нагрузку только в половине полных циклов, а это означает, что половина его мощности не используется. Однако однополупериодное выпрямление — это очень простой способ уменьшить мощность до резистивной нагрузки. Некоторые двухпозиционные диммеры для ламп подают полную мощность переменного тока на нить накала лампы для «полной» яркости, а затем полуволновое выпрямление для меньшей светоотдачи. (рис. ниже)

Применение однополупериодного выпрямителя: Двухуровневый диммер лампы

В положении переключателя «Dim» лампа накаливания получает примерно половину мощности, которую она обычно получает при работе от двухполупериодного переменного тока.Поскольку импульсы мощности полуволнового выпрямления намного быстрее, чем успевает нагреться и остыть нить накала, лампа не мигает. Вместо этого его нить просто работает при более низкой температуре, чем обычно, обеспечивая меньший световой поток.
Этот принцип быстрой «импульсной» подачи мощности на медленно реагирующее нагрузочное устройство для управления подаваемой на него электрической мощностью распространен в мире промышленной электроники. Поскольку управляющее устройство (в данном случае диод) является либо полностью проводящим, либо полностью непроводящим в любой момент времени, оно рассеивает мало тепловой энергии при управлении мощностью нагрузки, что делает этот метод управления мощностью очень энергоэффективным.Эта схема, возможно, является самым грубым методом подачи импульсного питания на нагрузку, но ее достаточно для проверки концепции приложения.

Двухполупериодные выпрямители

Если нам необходимо выпрямить переменный ток для полного использования обоих полупериодов синусоиды, необходимо использовать другую конфигурацию схемы выпрямителя. Такая схема называется двухполупериодным выпрямителем. В одном виде двухполупериодного выпрямителя, называемом конструкцией с отводом от середины, используется трансформатор с вторичной обмоткой с отводом от середины и двумя диодами, как показано на рисунке ниже.

Двухполупериодный выпрямитель с отводом от середины

Положительный полупериод

Работу этой схемы легко понять по одному полупериоду за раз. Рассмотрим первый полупериод, когда полярность напряжения источника положительная (+) сверху и отрицательная (-) снизу. В это время работает только верхний диод; нижний диод блокирует ток, а нагрузка «видит» первую половину синусоиды, положительную сверху и отрицательную снизу. Только верхняя половина вторичной обмотки трансформатора пропускает ток в течение этого полупериода, как показано на рисунке ниже.

Двухполупериодный выпрямитель со средним отводом: верхняя половина вторичной обмотки проводит ток во время положительного полупериода входа, отдавая положительный полупериод на нагрузку . Теперь другой диод и другая половина вторичной обмотки трансформатора пропускают ток, в то время как части цепи, ранее проводившие ток в течение последнего полупериода, простаивают. Нагрузка по-прежнему «видит» половину синусоиды той же полярности, что и раньше: положительную сверху и отрицательную снизу.(Рисунок ниже)

Двухполупериодный выпрямитель со средним ответвлением: во время отрицательного входного полупериода нижняя половина вторичной обмотки проводит, обеспечивая положительный полупериод на нагрузку

Недостатки конструкции двухполупериодного выпрямителя

Один недостаток Для этой конструкции двухполупериодного выпрямителя необходим трансформатор со вторичной обмоткой с отводом от середины. Если рассматриваемая цепь имеет большую мощность, размер и стоимость подходящего трансформатора будут значительными. Следовательно, конструкция выпрямителя с центральным отводом используется только в маломощных устройствах.

Другие конфигурации

Полярность двухполупериодного выпрямителя с отводом от средней точки на нагрузке может быть изменена на обратную путем изменения направления диодов. Кроме того, реверсивные диоды можно подключить параллельно существующему выпрямителю с положительным выходом. В результате получается двухполярный двухполупериодный выпрямитель с отводом от средней точки, показанный на рисунке ниже. Обратите внимание, что подключение самих диодов имеет ту же конфигурацию, что и мост.

Двухполярный двухполупериодный выпрямитель со средним отводом

Двухполупериодные мостовые выпрямители

Существует другая, более популярная конструкция двухполупериодного выпрямителя, основанная на четырехдиодной мостовой конфигурации.По понятным причинам такая конструкция называется двухполупериодным мостом. (Рисунок ниже)

Двухполупериодный мостовой выпрямитель

Направление тока для схемы двухполупериодного мостового выпрямителя показано на рисунке ниже для положительного полупериода и на рисунке ниже для отрицательного полупериода формы волны источника переменного тока. Обратите внимание, что независимо от полярности входа ток протекает в одном направлении через нагрузку. То есть отрицательный полупериод источника является положительным полупериодом на нагрузке.
Ток течет через два последовательно включенных диода для обеих полярностей. Таким образом, в диодах теряется два диодных падения напряжения источника (0,7·2=1,4 В для Si). Это недостаток по сравнению с полноволновой конструкцией с центральным отводом. Этот недостаток характерен только для источников питания с очень низким напряжением.

Двухполупериодный мостовой выпрямитель: ток для положительных полупериодов

Двухполупериодный мостовой выпрямитель: ток для отрицательных полупериодов

Схема альтернативного двухполупериодного мостового выпрямителя Схема двухполупериодного мостового выпрямителя часто может разочаровать новичка, изучающего электронику.Я обнаружил, что альтернативное представление этой схемы легче запомнить и понять. Это точно такая же схема, за исключением того, что все диоды нарисованы горизонтально, все «указывая» в одном направлении. (Рисунок ниже)

Альтернативный стиль схемы для двухполупериодного мостового выпрямителя

Многофазная версия с использованием альтернативной схемы

Одним из преимуществ запоминания этой схемы для схемы мостового выпрямителя является то, что она легко расширяется до многофазной версии на рисунке ниже.

Схема трехфазного двухполупериодного мостового выпрямителя

Каждая трехфазная линия соединяется между парой диодов: один для направления питания на положительную (+) сторону нагрузки, а другой для направления питания на отрицательную ( -) сторона груза.
Многофазные системы с более чем тремя фазами легко встраиваются в схему мостового выпрямителя. Возьмем, к примеру, схему шестифазного мостового выпрямителя на рисунке ниже.

Схема шестифазного двухполупериодного мостового выпрямителя.

При выпрямлении многофазного переменного тока сдвинутые по фазе импульсы накладываются друг на друга, создавая более «гладкий» выход постоянного тока (с меньшим содержанием переменного тока), чем при выпрямлении однофазного переменного тока.Это неоспоримое преимущество в схемах мощных выпрямителей, где физические размеры фильтрующих компонентов были бы непомерно высокими, но необходимо обеспечить малошумящую мощность постоянного тока. На приведенной ниже схеме показано двухполупериодное выпрямление трехфазного переменного тока.

Выход трехфазного переменного тока и трехфазного двухполупериодного выпрямителя

Напряжение пульсаций

В любом случае выпрямления — однофазного или многофазного — величина напряжения переменного тока, смешанного с напряжением постоянного тока на выходе выпрямителя, называется напряжением пульсаций .В большинстве случаев, поскольку желаемой целью является «чистый» постоянный ток, пульсации напряжения нежелательны. Если уровни мощности не слишком велики, можно использовать фильтрующие сети для уменьшения пульсаций выходного напряжения.

1-импульсные, 2-импульсные и 6-импульсные блоки

Иногда метод выпрямления называют путем подсчета количества выходных «импульсов» постоянного тока на каждые 360° электрического «поворота». Таким образом, однофазная схема однополупериодного выпрямителя будет называться одноимпульсным выпрямителем, поскольку она вырабатывает один импульс в течение времени одного полного цикла (360°) формы волны переменного тока.Однофазный двухполупериодный выпрямитель (независимо от конструкции, с центральным отводом или мостом) будет называться двухимпульсным выпрямителем, потому что он выдает два импульса постоянного тока в течение одного периода переменного тока. Трехфазный двухполупериодный выпрямитель можно назвать 6-пульсным блоком.

Фазы выпрямительного контура

Современное электротехническое соглашение дополнительно описывает функцию выпрямительного контура, используя трехполевое обозначение фаз, путей и количества импульсов. Однофазная схема однополупериодного выпрямителя имеет несколько загадочное обозначение 1Ph2W1P (1 фаза, 1 путь, 1 импульс), что означает, что напряжение питания переменного тока является однофазным, что ток на каждой фазе линий питания переменного тока движется только в одном направлении (путь), и что на каждые 360° электрического вращения генерируется один импульс постоянного тока.
Однофазная двухполупериодная схема выпрямителя со средним отводом будет обозначаться как 1Ph2W2P в этой системе обозначений: 1 фаза, 1 путь или направление тока в каждой половине обмотки и 2 импульса или выходного напряжения за цикл.
Однофазный двухполупериодный мостовой выпрямитель будет обозначаться как 1Ph3W2P: так же, как и в конструкции с центральным отводом, за исключением того, что ток может проходить по линиям переменного тока в обоих направлениях, а не только в одном направлении.
Схема трехфазного мостового выпрямителя, показанная ранее, будет называться выпрямителем 3Ф3В6П.

Можно ли получить больше импульсов, чем удвоенное число фаз в цепи выпрямителя?

Ответ на этот вопрос положительный: особенно в многофазных цепях. Благодаря творческому использованию трансформаторов наборы двухполупериодных выпрямителей могут быть запараллелены таким образом, что для трех фаз переменного тока будет производиться более шести импульсов постоянного тока. Фазовый сдвиг на 30° вводится от первичной обмотки к вторичной обмотке трехфазного трансформатора, когда конфигурации обмоток не одного типа.
Другими словами, трансформатор, подключенный либо Y-Δ, либо Δ-Y, будет демонстрировать фазовый сдвиг на 30o, а трансформатор, подключенный Y-Y или Δ-Δ, не будет.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.