Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Электротехника -> Немцов М.В. -> "Электротехника и электроника." -> 102

Электротехника и электроника. - Немцов М.В.

Немцов М.В., Немцова М.Л. Электротехника и электроника. — М.: Академия, 2007. — 424 c.
Скачать (прямая ссылка): elektroteh2007.djvu
Предыдущая << 1 .. 96 97 98 99 100 101 < 102 > 103 104 105 106 107 108 .. 130 >> Следующая

Далее вместо термина «выпрямительное устройство» будем пользоваться сокращенным — «выпрямитель».
В неуправляемых выпрямителях для выпрямления синусоидального напряжения включаются диоды, т.е. неуправляемые вентили, а для сглаживания выпрямленного напряжения — обычно емкостные фильтры.
Для упрощения расчетов примем, что приемник представляет собой резистивный двухполюсник с сопротивлением нагрузкиАн, а диоды — идеальные ключи, реализующие короткое замыкание цепи для тока в прямом направлении и ее разрыв для тока в обратном направлении.
В выпрямителе с нулевым выводом трансформатора приемник подключается к выводу от середины вторичной обмотки трансформатора (рис. 14.2). Рассмотрим работу выпрямителя без сглаживающего фильтра (ключ К разомкнут). Если в каждой половине вторичной обмотки с числом витков W2 считать положительным то направление тока, при котором соответствующий диод включен, то ток в каждой половине обмотки и в каждом диоде будет синусоидальным в течение положительного (для этой половины) полупериода и равным нулю в течение отрицательного полупериода (рис. 14.3, а). В приемнике положительные направления обоих токов совпадают, т.е. /„ = i'2 + і'{ (рис. 14.3, б).
!'2.
w2\.
.Jh2
-U1
iff5
w2] і
VDl
VD2
f?
ф
!«с
П
[U
Рис. 14.2
335
U2, «2
"н, 'н k
О
«1. м
AAA
! б ! !
Такое выпрямление синусоидального тока называется двухполупериод-ным. Если цепь одной из вторичных обмоток W2 разомкнуть, то выпрямление синусоидального тока будет од-нополупериодным.
При идеальном трансформаторе постоянная составляющая тока нагрузки
2
Л> =-/и2 «0,64/и2
и его действующее значение
(ИЛ)
I9 Г/2 ,
J /22 sin2coM? = (14.2)
равны значениям соответствующих величин синусоидального тока с той же амплитудой.
Ток в первичной обмотке трансформатора с числом витков Wx синусоидальный
, •/ .//Ч W2 r uj2 .
h = ('2 - h)— = ImI — Sm СО/ W1 Wx
и совпадает по фазе с синусоидальным напряжением сети (рис. 14.3, в)
Ux = (U2 - U2)—!- = Um2 —!-sinсо?.
IW2 W2
Рассмотрим, как изменится работа выпрямителя после включения сглаживающего фильтра (ключ А'замкнут). По первому закону Кирхгофа для узла / цепи прямой ток диода VDl равен
W2 .
I2 - І с + /н,
или
—— + ин/Кн , at
где ис = ин = и'2 = Um2 sin cor и ic = С = <uCUm2 cos cor — напря-
Qt
жение на конденсаторе фильтра и ток в нем. 336
Подставив в это уравнение значение тока i2 = 0, определим момент времени tx выключения диода:
U 9
a>CVm2 COSCoZ1 + —— sincoM = О, откуда
arctg(-(a/?HC)
U —-1—•
со
Начиная с момента времени tu напряжение на приемнике будет изменяться экспоненциально (см. подразд. 1.5):
Рис. 14.4
ик ~ ис = Vm2 sincere R«c,
как показано на рис. 14.4, а штриховой линией.
В момент времени t2 напряжения на конденсаторе ис и на входе выпрямителя U2 =-Vm2^VV(Ut2 будут равны и включится диод VD2. Далее процесс в цепи будет периодически повторяться. Происходит периодическая зарядка конденсатора фильтра током /с от источника энергии и его последующая разрядка на цепь приемника (рис. 14.4, б).
Включение сглаживающего фильтра увеличивает постоянную составляющую V0 и уменьшает содержание гармонических составляющих выпрямленного напряжения.
Внешней характеристикой выпрямителя называется зависимость среднего значения выпрямленного напряжения V0 от среднего значения выпрямленного тока I0. На рис. 14.5 приведены внешние характеристики однофазного выпрямителя без сглаживающего фильтра (зависимость /) и со сглаживающим фильтром (зависимость 2). В первом случае уменьшение напряжения V0 при уменьшении сопротивления цепи нагрузки и увеличении выпрямленного тока объясняется увеличением падения напряжения на Т,0 реальном диоде, а во втором — также более быстрой разрядкой конденсатора. 2t/m2A
В мостовой схеме выпрямителя (рис. 14.6) четыре диода образуют четыре плеча выпрямительного моста. 0 Одну половину периода диоды VDl и VD2 включены и проводят ток /', а ди- Рис. 14.5
337
VD4 ЛнП |"н
Рис. 14.6
и, і
Рис. 14.7
оды VD3w VD4 выключены. Вторую половину периода диоды VD3\a VD4 включены и проводят ток Г, а диоды VDl и VD2 выключены (рис. 14.7, а). Для мостовой схемы справедливы все полученные выше соотношения для выпрямителя с нулевым выводом трансформатора. При этом ток нагрузки выпрямленный /„ = /' + /" (рис. 14.7, б), а ток источника i=f - і" синусоидальный (см. рис. 14.7, а).
14.3. Неуправляемые многофазные выпрямители
Многофазные выпрямители по сравнению с однофазными уменьшают пульсацию выпрямленного напряжения.
На рис. 14.8 показана схема трехфазного выпрямителя с нулевым выводом трехфазного трансформатора (см. рис. 7.13, б). В каж-
338

—О-
ев В —о-
о
ее С —о-
N
-о—
Рис. 14.8
дыи данный момент времени ток проводит только тот диод, анод которого соединен с выводом той вторичной обмотки трансформатора (а, b или с), напряжение на которой (иа, щ или ис) положительное и наибольшее (рис. 14.9, а).
Для идеального трансформатора токи вторичных обмоток ia, ib и 4 представляют собой три последовательности импульсов с периодом повторения T = 2к/(0, длительностью Т/3 и амплитудой Im2 = Um2/RK каждая, сдвинутые относительно друг друга на
Предыдущая << 1 .. 96 97 98 99 100 101 < 102 > 103 104 105 106 107 108 .. 130 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed