Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Разработка однофазного мостового выпрямителя с вентильно-индуктивным формированием входного тока


Please use this identifier to cite or link to this item: http://earchive.tpu.ru/handle/11683/54815

Title: Разработка однофазного мостового выпрямителя с вентильно-индуктивным формированием входного тока
Authors: Лю, Шуфань
metadata.dc.contributor.advisor: Ярославцев, Евгений Витальевич
Keywords: мостовой однофазный выпрямитель; напряжение; коэффициент мощности; преобразование переменного напряжения в постоянное напряжение; источник питания; bridge single phase; rectifier; power factor; AC voltage to DC voltage conversion; power supply
Issue Date: 2019
Citation: Лю Ш.
Разработка однофазного мостового выпрямителя с вентильно-индуктивным формированием входного тока : бакалаврская работа / Ш. Лю ; Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ), Инженерная школа неразрушающего контроля и безопасности (ИШНКБ), Отделение электронной инженерии (ОЭИ) ; науч. рук. Е. В. Ярославцев. — Томск, 2019.
Abstract: Цель работы – разработка и исследование мостового однофазного выпрямителя с повышенным коэффициентом мощности. В процессе выполнения работы проводился обзор литературы по выбранной тематике, на основе которого выбрана эффективная схема мостового выпрямителя, реализующая все требования технического задания. Произведён расчёт схемы с выбором всех элементов силовой части. Разработана схемотехническая модель выпрямителя в программе PSpice и произведено моделирование устройства. Отличие результатов расчёта от результатов моделирования не превышает 7%.
The purpose of the work is the development and study of a single-phase bridge rectifier with a high power factor.
In the process of doing the work, a review of the literature on selected topics was carried out, on the basis of which an effective bridge rectifier circuit was chosen that iplements all the requirements of the specification. The calculation of the scheme with the choice of all elements of the power unit. A schematic of the technical motel rectifier in the PSpice program was developed and the device was modeled. The difference between the calculation results and the simulation results does not exceed 7%.
URI: http://earchive.tpu.ru/handle/11683/54815
Appears in Collections:Выпускные квалификационные работы (ВКР)

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

Однофазный мостовой активный выпрямитель напряжения (АВН)

Силовая схема такого преобразователя приведена на рис.3.2. В отличие от рассмотренной выше схемы активного выпрямителя (рис. 3.1) работа представленного устройства может протекать как в режиме активного выпрямителя напряжения, так и в режиме инвертора, ведомого сетью, с регулированием путем IIТИМ по синусоидальному закону выходного тока.

Рассмотрим работу такого преобразователя, обратившись к его силовой схеме (рис.3.2,а) и кривым токов и напряжений (3.2,6). Силовая схема полностью совпадает со схемой однофазного автономного инвертора (рис.2.8) напряжения (АИН) и представляет собой инверсное относительно зажимов питания и нагрузки включение схемы АИН. Характерными особенностями, присущими активному преобразователю, являются [6]:

наличие полностью управляемых со встречнопараллельно включенным транзистором и диодом ключей УК1УК4, образующими мостовой полупроводниковый коммутатор ПК;

НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ

наличие буферного реактора (БР), включенного в диагональ моста по переменному току;

наличие конденсатора С, включенного параллельно нагрузке, представляющей в рассматриваемом случае последовательное соединение активного сопротивления RH и ЭДС Ен.

Эти особенности в сочетании с алгоритмом управления ключами методом ШИМ по синусоидальному закону обеспечивают работу преобразователя как в режиме активного выпрямителя, так и в режиме инвертора, обеспечивая передачу энергии от питающей сети к нагрузке и обратно. Устройство управления ключами УК1УК4 полупроводникового коммутатора ПК в обоих режимах соответствует системе ШИМ по синусоидальному закону трехфазного мостового инвертора, рассмотренного выше. Формирование импульсов управления ключами УК1УК4 легко

проследить по точкам пересечения модулирующих синусоид Имь Им2, сдвинутых друг относительно друга на 180°, с пилообразным двухполярным опорным напряжением Won (рис.3.3,а). На рис.3.3,б, в приведены соответственно сформированные таким путем импульсы управления ключами УК1, УК4 и УК2, УКЗ.

Из рассмотрения диаграммы включения ключей УКНУК4 (рис.3.3,б, в) следует, что паузы между импульсами выходного напряжения

Ыав в течение полупериода образуются в результате замыкания ключей УК1, УКЗ или УК2, УК4.

С помощью ключей УК1УК4 в диагонали моста по переменному току на зажимах aв полупроводникового коммутатора ПК формируются импульсы напряжения, ширина которых изменяется по синусоидальному закону (рис.3.3,г). При одновременно замкнутых ключах УК1, УК2

положительный полюс напряжения конденсатора Uc подключается к зажиму «а», а отрицательный к зажиму «в». При одновременном замыкании ключей УК1, УКЗ или УК2, УК4 зажимы aв закорачиваются и напряжение на них становится равным нулю (пауза). В результате на зажимах ав формируется условный положительный импульс напряжения. Аналогичным образом на зажимах aв формируются отрицательные импульсы напряжения.

Высота импульсов равна напряжению Uc на конденсаторе. Изменяя фазу моделирующей синусоиды устройства управления относительно фазы напряжения сети, можно регулировать фазу импульсов напряжения Ыав относительно напряжения сети U. На рис.3.2,б приведен случай, когда импульсы напряжения Ыав сдвинуты относительно фазы напряжения сети U на 90°. Рассмотрим подробно работу преобразователя в таком режиме, соответствующем работе активного выпрямителя напряжения (АВН). В промежутке времени i9 = i90i9, (рис.3.2,б) на зажимах aв формируются отрицательные импульсы Ыав. Их формирование проходит следующим образом. На отрезках времени пауз между импульсами, когда происходит замыкание ключей УК4 и УК2, в УК4 открывают транзистор. В результате при полярности напряжения сети, обозначенной без скобок, ток потечет по

цепи (+и)БРТ4Д2в(Ы). Ключ УК2 открывается автоматически за счет открывания его диода Д2.

Зажимы ав замыкаются. В результате происходит замыкание источника сети на буферный реактор БФ. Скорость нарастания тока при этом будет равна

ш/ж = и/ь,

где Ь индуктивность реактора.

а

Рис.3.2. Однофазный мостовой активный преобразователь напряжения: а силовая схема; б кривые тока и напряжения

Продолжительность такого состояние определяет паузу между импульсами, которая оканчивается в момент включения транзистора ТЗ ключа УКЗ.

При включении ТЗ происходит коммутация тока с диода Д2 на

транзистор ТЗ по цепи +исТЗД2(Ыс). Диод Д2 запирается напряжением

Uc. Возникает ЭДС самоиндукции ес = Ldi / dt в реакторе БР с

полярностью, обозначенной без скобок. В результате ток потечет по цепи

(+и)БРаТ4СТЗв(и). Под воздействием суммы напряжений U+ec+Uc в

промежутке времени i90 ~ 19, ток будет нарастать. В момент времени //

системой управления изменяется полярность импульсов напряжения Ыав путем следующего алгоритма включения ключей. На отрезке времени t=ti~t2 на протяжении каждой паузы зажимы aв замыкаются, например, включением транзистора ТЗ и диода Д1. В результате ток потечет по цепи

(+и)БРаД]ТЗв(и). Во время паузы происходит нарастание тока и накапливание энергии в БР WL = LI2 / 2. Пауза оканчивается при выключении транзистора ТЗ. Возникает ЭДС самоиндукции ес, которая в совокупности с напряжением сети U станет проводить ток по цепи(+Ы)БРаД1СД2(Ы) встречно 32 напряжению конденсатора.

В результате в промежутке времени ток начнет спадать по синусоиде. При смене полярности напряжения (полярность в скобках) сети в момент

S 32 формирование паузы может происходить включением транзистора Т1 и диода ДЗ или Т2, Д4 (ключи УК4, УК2, рис.3.3,б, в). Ток при этом потечет по цепи ((+)и)вДЗТ1БР(~и). Направление тока в БР изменится (пунктир). Положительный импульс формируется включением транзистора Т2. В результате произойдет коммутация тока с диода ДЗ на транзистор Т2. Возникнет ЭДС самоиндукции с полярностью, обозначенной в скобках, и

ток потечет по цепи ((+)Ы)вТ2СТ1аБР(()и). Поскольку протекание

тока i (пунктир) происходит под воздействием суммы напряжения U+ec+Uc,

то ток в промежутке времени $2 193 будет нарастать. В момент времени

= i93 начинается формирование отрицательных импульсов напряжения

Ыав. Паузу формируют, например, путем включения транзистора Т2 ключа

УК2. Ток в таком случае будет протекать по цепи ((+)Ы)вТ2Д4аБР(Ы). Зажимы aв будут замкнуты. Формирование импульса производят путем выключения транзистора Т2. Это приводит к возникновению ЭДС

самоиндукции ес (полярность в скобках) и протеканию тока по цепи (+)ЫвДЗСД4аБР(Ы). На отрезке времени i93 i94 ток протекает под воздействием суммы напряжений Ы+ес встречно напряжению на конденсаторе, поэтому происходит снижение тока.

Из рис.3.2,б видно, что сдвиг импульсов напряжения Ыав на 90° приводит к совпадению по фазе тока и напряжения сети, как и в случае неуправляемого выпрямителя при его работе на активную нагрузку. Отсюда такие преобразователи получили название активных выпрямителей напряжения (АВН). Рассмотренный преобразователь может работать в режиме инвертора синусоидального тока, ведомого сетью, если сдвинуть

НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ

импульсы напряжения Ыав более чем на 90°. Непременными условиями

инвертирования являются условия: Ыс>и, и частота моделирующей синусоиды им должна быть строго равна частоте сети, как и в случае активного выпрямителя.

Рис.3.3. Кривые напряжений устройства управления однофазным мостовым

АВН

При положительной полуволне напряжения сети инвертирование происходит следующим образом. Вначале происходит формирование положительного импульса напряжения Ыав на зажимах «а», «в» путем

открывания транзисторов Т1 и Т2 ключей УК1, УК2. Поскольку ис>и, то протекание тока / (пунктир) будет направлено встречно напряжению сети по цепи (+ис)Т1аБР(+и)вТ2(ис). Вектора тока 7 и напряжения и при этом будут совпадать. А это означает, что источник принимает энергию, т. е. происходит рекуперация энергии. Пауза формируется путем выключения транзистора Т1, в результате чего возникает ЭДС самоиндукции ес с полярностью в скобках.

Запасенная в реакторе энергия IVь = Ы’ 12 будет поступать в сеть за счет протекания тока по цепи (+)есивТ2Д4а(ес). Зажимы ав замыкаются в течение паузы. Поскольку ширина импульсов изменяется по синусоидальному закону, то и первая гармоника тока I будет близка к синусоиде. Работа инвертора при смене полярности напряжения сети протекает аналогичным образом. Таким образом, с помощью полупроводникового коммутатора ПК формируются синусоидальные полуволны тока, протекающего соответственно встречно полуволнам напряжения сети, как это показано на рис.3.4,б. Т. е. практически мы получаем инвертор синусоидального тока, ведомый сетью.

На рис.3.4,а в качестве примера приведены кривые напряжений и тока для случая, когда на протяжении лишь части полупериода происходит рекуперация: на отрезках времени «90 .9, и 92 «93. На участках полупериода «9, «92 и «93 3А ток и напряжение сети имеют одинаковые знаки, что говорит о работе АВН в режиме выпрямителя.

Рис.3.4. Кривые напряжений и тока АВН: а при рекуперации на отрезках времени 3 < 7Г,6 при рекуперации на протяжении всего полупериода

Трехфазный мостовой активный преобразователь напряжения

Силовая схема мостового активного преобразователя представлена на рис.3.5.Силовые ключи УК1…УК6 трехфазного мостового полупроводникового коммутатора (ПК) обладают двусторонней проводимостью тока при подаче включающего сигнала управления, которые

НАУЧНОИНФОРМАЦИОННЫИ ЦЕНТР САНКТПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ

При отсутствии включающего сигнала управления ключи обладают односторонней (обратной) проводимостью тока. Между зажимами сети и входом ПК включены буферные реакторы (БР), а на выходе выпрямителя

НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ

подключен буферный сглаживающий (фильтровый) конденсатор C<j. Нагрузкой для преобразователя в электроприводе является либо двигатель постоянного тока, либо АИН и двигатель переменного тока с соответствующей системой управления, поэтому нагрузка в общем виде имеет .ftLEхарактер.

Преобразователь может работать как в режиме активного выпрямителя напряжения (АВН), так и в режиме инвертора аналогично однофазному мостовому активному преобразователю, рассмотренному выше.

Управление ключами УК 1УКб полупроводникового коммутатора ПК в обоих режимах аналогично системе управления трехфазным мостовым инвертором напряжения с ШИМ по синусоидальному закону (рис.2.21). При отключении систем управления транзисторами ключей преобразователь может работать в режиме неуправляемого выпрямителя с помощью диодов ключей УКНУК6.

Режим активного выпрямителя напряжения

Система управления ключами УК1УК4 обеспечивает формирование линейных напряжений, представляющих собой импульсы напряжений, ширина которых изменяется по синусоидальному закону, а высота импульсов равна напряжению Uc конденсатора Q. Следует отметить, что Uc=Ud. Как и в случае однофазного мостового преобразователя во время паузы происходит короткое замыкание линейного напряжения. Так,

например, при полярности линейного напряжения ЫАв, обозначенного без скобок, ток потечет по цепи АБРаД1ТЗвБРВ.

Пауза (короткое замыкание) оканчивается в момент выключения транзистора ТЗ. В результате в буферных реакторах фаз А и В возникает

ЭДС самоиндукции ес = —Ldi / dt с полярностью, обозначенной без скобок.

В результате под действием суммарного напряжения UAB+2ec ток станет протекать по цепи АБРаД1С$Д6вБРВ, а на зажимах аe формируется положительный импульс напряжения. Поскольку ширина импульсов напряжения Uae изменяется по синусоидальному закону, то формируемый под их действием ток, потребляемый от сети, будет изменяться по такому же закону. Аналогичным образом под воздействием импульсов напряжения Uec и Ыса формируются остальные линейные токи /й, ic. Импульсы напряжений Wûg) Uec и Uca сдвинуты друг относительно друга на 120°. Изменяя фазу импульсов напряжений Uae, Uec и Ыса относительно линейных напряжений UaBi Uca, можно регулировать сдвиг фазы фазных токов относительно

соответствующих фазных напряжений вплоть до их совпадения, когда

НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ

С08(р — 1.

(Материал взят из книги Кулик В. Д. Силовая электроника. Автономные инверторы, активные преобразователи — Кулик В. Д.)

ОДНОФАЗНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

Предложение относится к области электротехники и силовой электроники, в частности, к статическим электрическим преобразователям переменного напряжения в постоянное напряжение и может быть использовано во вторичных источниках электропитания. Отличительной особенностью предложения является функциональная возможность однофазного выпрямителя напряжения позволяющего повышать либо уменьшать напряжение на своем выходе относительно напряжения определяемого неуправляемым однофазным двухполупериодным выпрямителем напряжения.

Известен выпрямитель напряжения (Горелик А.Л., Промышленная электроника. – Москва, Госэнергоиздат, 1958, – 463 с, ил. Однофазная двухтактная схема выпрямления, стр. 176), содержащий четыре диода собранных по схеме однофазного двухполупериодного выпрямителя напряжения. Достоинством такого выпрямителя является простота конструкции, минимум полупроводниковых приборов с естественной коммутацией, а так же высокая степень надежности. Недостатком известного устройства является отсутствие возможности регулирования напряжения на выходе неуправляемого однофазного двухполупериодного выпрямителя напряжения средствами самого выпрямителя напряжения.

Известна схема управляемого выпрямитель напряжения (Герман-Галкин С. Г., Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0: Учебное пособие. – СПб.: КОРОНА принт, 2001, – 320 с., ил. Однофазный двухполупериодный выпрямитель напряжения, стр. 128), содержащая четыре тиристора собранных по схеме однофазного двухполупериодного выпрямителя напряжения. Достоинством такого выпрямителя является возможность регулирования напряжения на выходе такого выпрямителя только вниз относительно напряжения определяемого схемой неуправляемого однофазного выпрямителя напряжения. Недостатком известной конструкции является возможность регулирования напряжения звена постоянного тока только вниз относительно напряжения определяемого схемой неуправляемого выпрямителя напряжения, а также искажения формы напряжения питающей сети. К недостаткам известного выпрямителя также можно отнести генерацию выпрямителем в питающую сеть коммутационных помех вызванных работой тиристоров.

Известна схема однофазного повышающего двухполупериодного выпрямителя напряжения (патент KR 20000001444, SINGLE PHASE ACTIVE RECTIFIER FOR power FACTOR CONTROL, автор JONG YONG CHAE, класс H02M 7/155, дата приоритета 11. 06.1998, дата выдачи 15.01.2000 г.) содержащая датчик сетевого напряжения, датчик тока, дроссель установленный последовательно с источником переменного напряжения, два диода катодной группы и два диода анодной группы, причем каждому из диодов анодной группы включен антипараллельно транзистор. Диоды соединены в однофазный двухполупериодный полностью управляемый выпрямитель на выход, которого подключен конденсатор фильтра и нагрузка. Достоинством известной схемы является возможность регулирования напряжения на выходе выпрямителя напряжения вверх относительно напряжения определяемого схемой неуправляемого выпрямителя напряжения. К достоинствам известного выпрямителя напряжения следует отнести потребление практически синусоидального тока от источника переменного напряжения, а также высокие регулировочные способности. Недостатком известного устройства является невозможность регулирования напряжения вниз относительно уровня напряжения определяемого неуправляемым однофазным двухполупериодным выпрямителем. К недостаткам также следует отнести наличие габаритного и массивного дросселя установленного на входе и являющегося неотъемлемой частью активного однофазного выпрямителя напряжения.

Наиболее близким по технической сущности является схема однофазного управляемого двухполупериодного выпрямителя напряжения (патент US 20120230075 A1, POWER CONVERSION APPARATUS AND POWER CONVERSION METHOD THEREOF, автор JAE HO LEE, класс H02M 7/155, дата приоритета 06.03.2012, дата выдачи 13.09.2012 г.) содержащая датчик сетевого напряжения, конденсатор фильтра, установленный на стороне переменного тока, два тиристора катодной группы и два диода анодной группы соединенных в однофазный двухполупериодный полууправляемый выпрямитель. На выходе выпрямителя установлены дроссель, транзистор, диод и конденсатор, образующие повышающий выпрямитель постоянного напряжения в постоянное. Достоинством такого однофазного управляемого двухполупериодного выпрямителя напряжения является возможность регулирования выходного напряжения как вверх, так и вниз относительно напряжения определяемого схемой неуправляемого выпрямителя напряжения. К недостаткам известного устройства следует отнести большое количество элементов схемы, большие потери, вызванные тем что в каждый момент времени ток потребляемый от источника переменного напряжения протекает по трем полупроводниковым элементам. К недостаткам известного устройства также следует отнести генерацию в питающую сеть коммутационных помех вызванных работой тиристоров, а также то, что диод повышающего выпрямителя постоянного напряжения в постоянное должен быть рассчитан на коммутацию полного тока нагрузки.

Задачей предлагаемого изобретения является возможность реализации однофазного выпрямителя напряжения позволяющего как повышать, так и уменьшать напряжение на своем выходе относительно напряжения определяемого неуправляемым выпрямителем напряжения. При этом используется значительно меньшее количество полупроводниковых элементов. Повышается К.П.Д. такого выпрямителя за счет сокращения числа полупроводниковых элементов обтекаемых током в каждый момент времени. За счет использования дросселя расположенного на стороне переменного тока улучшается электромагнитная совместимость однофазного выпрямителя напряжения с питающей сетью. Таким образом, отличительной особенностью предложения является простота схемной реализации и высокая надежность при значительном улучшении функциональных возможностей.

Решение поставленной задачи позволит сократить до минимума количество полупроводниковых элементов схемы, повысить КПД однофазного выпрямителя напряжения. Предложенная схема однофазного выпрямителя напряжения позволит сократить тепловыделения в силовых элементах схемы. Предложенная схема выпрямителя напряжения также позволяет повысить надежность, эффективность и улучшить эксплуатационные характеристики.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в однофазном выпрямителе напряжения, состоящим из источника однофазного переменного напряжения, системы управления, датчика сетевого напряжения, дросселя, двух тиристоров и двух диодов, транзистора и конденсатора, причем диоды соединены между собой анодами и образуют минусовой вывод выпрямителя напряжения, к которому подключен минусовой вывод конденсатора, а тиристоры соединены между катодами и образуют плюсовой вывод выпрямителя напряжения, причем анод каждого тиристора соединен с катодом своего диода и образуют выводы переменного тока выпрямителя напряжения, вход датчика сетевого напряжения подключен к выводам источника однофазного напряжения, выход датчика сетевого напряжения и управляющие электроды тиристоров подключены к системе управления предусмотрены следующие отличия: однофазный выпрямитель напряжения содержит дополнительный транзистор, датчик напряжения звена постоянного тока и датчик тока, причем первый вывод источника однофазного переменного напряжения подключен через дроссель к первому выводу переменного тока выпрямителя напряжения, второй вывод источника однофазного переменного напряжения через датчик тока подключен на второй вывод переменного тока выпрямителя напряжения, плюсовой вывод выпрямителя напряжения соединен с плюсовым выводом конденсатора и плюсовым входным выводом датчика напряжения звена постоянного тока минусовой входной вывод которого соединен с минусовым выводом выпрямителя напряжения, каждый из двух транзисторов включен антипараллельно каждому из диодов, а выходы датчика тока и датчика напряжения звена постоянного тока подключены к системе управления.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в однофазном выпрямителе напряжения, состоящим из источника однофазного переменного напряжения, системы управления, датчика сетевого напряжения, дросселя, тиристора и трех диодов, транзистора и конденсатора, причем два диода соединены между собой анодами и образуют минусовой вывод выпрямителя напряжения, к которому подключен минусовой вывод конденсатора, а третий диод и тиристор соединены между катодами и образуют плюсовой вывод выпрямителя напряжения, причем анод третьего диода соединен с катодом первого диода и образуют первый вывод переменного тока выпрямителя напряжения, а анод тиристора соединен с катодом второго диода и образуют второй вывод переменного тока выпрямителя напряжения, вход датчика сетевого напряжения подключен к выводам источника однофазного напряжения, выход датчика сетевого напряжения и управляющий электрод тиристора подключены к системе управления предусмотрены следующие отличия: однофазный выпрямитель напряжения содержит дополнительный транзистор, датчик напряжения звена постоянного тока и датчик тока, причем первый вывод источника однофазного переменного напряжения подключен через дроссель к первому выводу переменного тока выпрямителя напряжения, второй вывод источника однофазного переменного напряжения через датчик тока подключен на второй вывод переменного тока выпрямителя напряжения, плюсовой вывод выпрямителя напряжения соединен с плюсовым выводом конденсатора и плюсовым входным выводом датчика напряжения звена постоянного тока, минусовой входной вывод которого соединен с минусовым выводом выпрямителя напряжения, каждый из двух транзисторов включен антипараллельно первому и второму диодам, а выходы датчика тока и датчика напряжения звена постоянного тока подключены к системе управления.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На Фиг. 1 – представлена схема однофазного выпрямителя напряжения с диапазоном регулирования выходного напряжения от нуля, на Фиг. 2 – представлена схема однофазного выпрямителя напряжения с диапазоном регулирования выходного напряжения от минимального уровня определяемого напряжением неуправляемого однофазного однополупериодного выпрямителя, на Фиг. 3 – представлены модификации схемы однофазного выпрямителя напряжения с диапазоном регулирования выходного напряжения от нуля, на Фиг. 4 – представлены модификации схемы однофазного выпрямителя напряжения с диапазоном регулирования выходного напряжения от минимального уровня, определяемого уровнем напряжения неуправляемого однофазного однополупериодного выпрямителя.

Однофазный выпрямитель напряжения, схема которого представлена на Фиг. 1, содержит источник однофазного переменного напряжения 1, систему управления 2, датчик сетевого напряжения 3, дроссель 4, два тиристора 5, 6, два диода 7, 8, транзистор 9 и конденсатор 10. Диоды 7, 8 соединены между собой анодами и образуют минусовой вывод 11 выпрямителя напряжения, к которому подключен минусовой вывод конденсатора 10. Тиристоры 5, 6 соединены между катодами и образуют плюсовой вывод 12 выпрямителя напряжения. Анод каждого тиристора 5 (6) соединен с катодом своего диода 7 (8) и образуют выводы переменного тока 13, 14 выпрямителя напряжения. Вход датчика сетевого напряжения 3 подключен к выводам 15, 16 источника однофазного напряжения 1. Выход датчика сетевого напряжения 3 и управляющие электроды тиристоров 5, 6 подключены к системе управления 2. Однофазный выпрямитель напряжения содержит дополнительный транзистор 17, датчик напряжения звена постоянного тока 18 и датчик тока 19. Первый вывод 15 источника однофазного переменного напряжения 1 подключен через дроссель 4 к первому выводу переменного тока 13 выпрямителя напряжения. Второй вывод 16 источника однофазного переменного напряжения 1 через датчик тока 19 подключен на второй вывод переменного тока 14 выпрямителя напряжения. Плюсовой вывод 12 выпрямителя напряжения соединен с плюсовым выводом конденсатора 10 и плюсовым входным выводом датчика напряжения звена постоянного тока 18, минусовой входной вывод которого соединен с минусовым выводом 11 выпрямителя напряжения. Каждый из двух транзисторов 9, 17 включен антипараллельно каждому из диодов 7, 8. Выходы датчика тока 19 и датчика напряжения звена постоянного тока 18 подключены к системе управления 2.

Однофазный выпрямитель напряжения, схема которого представлена на Фиг. 2, содержит источник однофазного переменного напряжения 1, систему управления 2, датчик сетевого напряжения 3, дроссель 4, тиристор 6, три диода 7, 8, 20, транзистор 9 и конденсатор 10. Два диода 7, 8 соединены между собой анодами и образуют минусовой вывод 11 выпрямителя напряжения, к которому подключен минусовой вывод конденсатора 10. Третий диод 20 и тиристор 6 соединены между катодами и образуют плюсовой вывод 12 выпрямителя напряжения. Анод третьего диода 20 соединен с катодом первого диода 7 и образуют первый вывод переменного тока 13 выпрямителя напряжения. Анод тиристора 6 соединен с катодом второго диода 8 и образуют второй вывод переменного тока 14 выпрямителя напряжения. Вход датчика сетевого напряжения 3 подключен к выводам источника однофазного напряжения 1. Выход датчика сетевого напряжения 3 и управляющий электрод тиристора 6 подключены к системе управления 2. Однофазный выпрямитель напряжения содержит дополнительный транзистор 17, датчик напряжения звена постоянного тока 18 и датчик тока 19. Первый вывод 15 источника однофазного переменного напряжения 1 подключен через дроссель 4 к первому выводу переменного тока 13 выпрямителя напряжения. Второй вывод 16 источника однофазного переменного напряжения 1 через датчик тока 19 подключен на второй вывод переменного тока 14 выпрямителя напряжения. Плюсовой вывод 12 выпрямителя напряжения соединен с плюсовым выводом конденсатора 10 и плюсовым входным выводом датчика напряжения звена постоянного тока 18 минусовой входной вывод, которого соединен с минусовым выводом 11 выпрямителя напряжения. Каждый из двух транзисторов 9, 17 включен антипараллельно первому 7 и второму 8 диодов. Выходы датчика тока 19 и датчика напряжения звена постоянного тока 18 подключены к системе управления 2.

Работа однофазного выпрямителя напряжения происходит следующим образом.

При наличии напряжения на выводах 15, 16 источника однофазного переменного напряжения 1 однофазного выпрямителя напряжения изображенного на Фиг. 1 при полностью закрытых транзисторах 9, 17 и тиристорах 5, 6 между плюсовым 12 и минусовым 11 выводами выпрямителя напряжения напряжение равно нулю.

Для обеспечения требуемого уровня напряжения на выходе однофазного выпрямителя напряжения находящегося в диапазоне от нуля до уровня напряжения однофазного двухполупериодного неуправляемого выпрямителя должны работать тиристоры 5, 6 и диоды 7, 8. При этом транзисторы 9, 17 полностью закрыты. В таком режиме управление уровнем напряжения в звене постоянного тока будет происходить посредствам управления углом фазового управления тиристорами 5, 6. Информация о переходе напряжения источника однофазного переменного напряжения 1 через ноль поступает с датчика сетевого напряжения 3 подключенного к выводам источника однофазного напряжения 1. При этом однофазны выпрямитель напряжения, изображенный на Фиг. 1 будет работать в режиме полууправляемого тиристорного однофазного выпрямителя напряжения. Сглаживание тока потребляемого от источника однофазного напряжения 1 осуществляется дросселем 4. Конденсатор 10 осуществляет сглаживание пульсации выпрямленного напряжения, выполняя роль фильтра. Датчик напряжения звена постоянного тока 18 передает в систему управления 2 информацию о текущем уровне напряжения на конденсаторе 10 для выполнения регулирования либо стабилизации напряжения в звене постоянного тока по средствам управления тиристорами 5 и 6. Датчик тока 19 осуществляет контроль тока нагрузки и отключит тиристоры 5, 6 в случае возникновения короткого замыкания на выводах 11, 12 однофазного выпрямителя напряжения. В таком режиме работы осуществляется управление всего двумя тиристорами 5, 6 с использованием простого фазового закона управления. Следует отметить еще одно достоинство предложенной схемы нет необходимости обеспечивать плавный заряд конденсатора 10 так как это будет обеспечено автоматически системой управления 2 которая контролируя ток с помощью датчика тока 19 может осуществлять контроль и ограничение зарядного тока конденсатора 10 ограничивая величину угла фазового управления тиристорами 5, 6.

Для обеспечения требуемого уровня напряжения на выходе однофазного выпрямителя напряжения находящегося в диапазоне выше уровня напряжения однофазного двухполупериодного неуправляемого выпрямителя должны быть постоянно включены тиристоры 5, 6 а также должны включаться определенным образом транзисторы 9, 17 и диоды 7, 8. В таком режиме управление уровнем напряжения в звене постоянного тока будет происходить посредствам управления по закону широтно-импульсной модуляции (ШИМ) изменяя скважность работы транзисторов 9, 17. При этом транзисторы 9, 17 работают исключительно в ключевом режиме работы.

Более подробно рассмотрим работу однофазного выпрямителя напряжения в этом режиме. Пусть потенциал вывод 15 источника переменного однофазного напряжения 1 более положителен чем потенциал вывода 16 источника переменного однофазного напряжения 1 тогда должен включаться транзистор 9. При этом образуется цепь: вывода 15 источника переменного однофазного напряжения 1, дроссель 4, транзистор 9, диод 8 и вывод 16 источника переменного однофазного напряжения 1. Ток протекающий через дроссель 4 начинает расти. При этом дроссель 4 накапливают энергию , а напряжение на дросселе определяется согласно , где L – индуктивность дросселя, iL – ток, протекающий через дроссель. При выключении транзистора 9 энергия, накопленная в дросселе 4 передается через включенный тиристор 5 на заряд конденсатора 10 и на нагрузку, подключенную к плюсовому 12 и минусовому 11 выводам однофазного выпрямителя напряжения и по цепи диод 8 второй вывод 16 источника переменного однофазного напряжения 1 и источник переменного однофазного напряжения 1 и снова на дроссель 4. При этом напряжение на выходе однофазного выпрямителя напряжения определяется уровнем напряжения источника однофазного переменного напряжения 1 и падением напряжения на дросселе 4, , а также коэффициентом схемы самого однофазного выпрямителя напряжения. Изменяя величину скважности (отношения времени включенного состояния транзистора к периоду модуляции) работы транзистора 9 при фиксированной частоте ШИМ можно осуществлять регулирование напряжения на дросселе , а соответственно осуществлять регулирование напряжения между плюсовым 12 и минусовым 11 выводами однофазного выпрямителя напряжения. Дроссель 4 кроме функции накопителя энергии осуществляет сглаживание тока потребляемого однофазным выпрямителем напряжения из сети.

Аналогичным образом происходит работа схемы однофазного выпрямителя напряжения когда потенциал вывода 16 источника переменного однофазного напряжения 1 более положителен чем потенциал вывода 15 источника переменного однофазного напряжения 1 только тогда должен включаться транзистор 17. При этом образуется цепь: вывод 16 источника переменного однофазного напряжения 1, транзистор 17, диод 7, дроссель 4 и вывод 15 источника переменного однофазного напряжения 1. Ток протекающий через дроссель 4 начинает расти уже в другом направлении. При этом дроссель 4 накапливают энергию , а напряжение на дросселе определяется согласно , где L – индуктивность дросселя, iL – ток, протекающий через дроссель. При выключении транзистора 17 энергия, накопленная в дросселе 4 передается по цепи через вывод 15, источник переменного однофазного напряжения 1, вывод 16, тиристор 6 и на нагрузку, подключенную к плюсовому 12 и минусовому 11 выводам однофазного выпрямителя напряжения и на заряд конденсатора 10 и далее по цепи диод 7 и снова на дроссель 4. При этом напряжение на выходе однофазного выпрямителя напряжения определяется уровнем напряжения источника однофазного переменного напряжения 1 и падением напряжения на дросселе, , а также коэффициентом схемы самого однофазного выпрямителя напряжения. Изменяя величину скважности (отношения времени включенного состояния транзистора к периоду модуляции) работы транзистора 9 при фиксированной частоте ШИМ можно осуществлять регулирование напряжения на дросселе 4 а соответственно осуществлять регулирование напряжения между плюсовым 12 и минусовым 11 выводами однофазного выпрямителя напряжения. Конденсатор 10 осуществляет сглаживание пульсации выпрямленного напряжения, выполняя роль фильтра.

Датчики тока 19 и напряжения звена постоянного тока 18 передают информацию в систему управления 2 которая синтезирует функции управления полностью управляемыми транзисторами 9, 17 и полууправляемыми тиристорами 5, 6 для регулирования либо стабилизации уровня напряжения на выводах 11, 12, однофазного выпрямителя напряжения, подключенных к нагрузке.

Предложенная схема Фиг. 1 позволяет осуществлять регулирование и стабилизацию требуемого уровня напряжения на выходе однофазного выпрямителя напряжения (выводы 11, 12) в диапазоне от нуля и до напряжения выше уровня напряжения неуправляемого двухполупериодного выпрямителя напряжения. Таким образом, предложенная схема отличается простотой, высокими показателями энергетической эффективности и К.П.Д., а так же обладает универсальностью и большими функциональными возможностями.

На Фиг. 2 представлен вариант схемы однофазного выпрямителя напряжения с одним тиристором 6. Такое схемное решение позволит упростить систему управления 2 и уменьшить количество ее каналов управления управляемыми полупроводниковыми ключами, однако позволит осуществлять регулирование напряжения на выводах 11, 12 от уровня напряжения определяемого уровнем однофазного однополупериодного выпрямителя до уровня напряжения выше уровня определяемого неуправляемым однофазным двухполупериодным выпрямителем напряжения. Схема представленная на Фиг. 2 работает аналогично схеме изображенной на Фиг. 1 и не требует дополнительных пояснений.

Предложенные модификации схем (Фиг. 1, Фиг. 2) позволяют регулировать уровень напряжения на нагрузке в широком диапазоне напряжении. Функциональное отличие схем изображенных на Фиг. 1 и Фиг. 2 заключается в глубине регулирования напряжения на нагрузке. Схема изображенная на Фиг. 1, позволяет осуществлять регулирование напряжения от нуля до уровня напряжения выше уровня напряжения определяемого неуправляемым однофазным двухполупериодным выпрямителем. Схема изображенная на Фиг. 2 позволяет осуществлять регулирование напряжения от уровня напряжения определяемого уровнем напряжения неуправляемого однофазного однополупериодного выпрямителя напряжения и выше уровня напряжения неуправляемого однофазного двухполупериодного выпрямителя.

На Фиг. 3 изображены модификации схемы однофазного выпрямителя напряжения позволяющего осуществлять регулирование напряжения от нуля до уровня выше неуправляемого однофазного двухполупериодного выпрямителя. Отличие в схемах однофазных выпрямителей напряжения А, В, С изображенных на Фиг. 3 заключается в различных расположениях транзисторов 9, 17 с диодами 7, 8 соответственно и тиристоров 5, 6 в схеме выпрямительного однофазного двухполупериодного моста.

На Фиг. 4 изображены модификации схемы однофазного выпрямителя напряжения позволяющего осуществлять регулирование напряжения от уровня напряжения, определяемого уровнем напряжения неуправляемого однофазного однополупериодного выпрямителя напряжения и выше уровня напряжения неуправляемого однофазного двухполупериодного выпрямителя. Отличие в схемах однофазных выпрямителей напряжения А, В, С изображенных на Фиг. 4 заключается в различных расположениях транзисторов 9, 17 с диодами 7, 8 соответственно, диода 20 и тиристора 6 в схеме выпрямительного однофазного двухполупериодного моста.

Предложенные варианты схем однофазного выпрямителя напряжения отличаются простой структурой силовой части и содержат минимальное число управляемых полупроводниковых элементов. Достоинством схемы является высокая надежность и высокий КПД за счет снижения количества полупроводниковых элементов работающих в каждый момент времени, а также значительно упрощается системауправления и расширяются функциональные возможности однофазного выпрямителя напряжения. Кроме того, предложенный однофазный выпрямитель напряжения может быть использован в составе двухзвенных преобразователей частоты для питания инверторов напряжения.






выпрямитель электрический – это… Что такое выпрямитель электрический?

выпрямитель электрический
выпрями́тель электри́ческий
устройство для преобразования переменного электрического тока в постоянный. Большинство мощных источников электрической энергии (напр., электрические генераторы на электростанциях) вырабатывают переменный ток. Однако многие электрические устройства на городском и железнодорожном транспорте, в химической промышленности, в цветной металлургии, в быту и т. д. работают на постоянном токе различного напряжения. В простейшем случае переменный ток выпрямляется электрическим вентилем, пропускающим ток (напр., синусоидальный) только в одном направлении. В однофазных электрических цепях используют однополупериодные, двухполупериодные с нулевым выводом и мостовые схемы электрических выпрямителей. На рис. 1 приведена схема однополупериодного выпрямителя однофазного тока. Напряжение U₁, обычно синусоидальное, от источника переменного тока через трансформатор Тр подаётся на вентиль В. Ток J в нагрузке Rн течёт только при положительной полярности подводимого напряжения, т. е. при открытом состоянии вентиля В. Конденсатор С заряжается положительными полуволнами пульсирующего тока, а в паузах, соответствующих по времени отрицательным полуволнам, разряжается на нагрузку. Таким образом, пульсирующий ток сглаживается, усредняется.

В схеме двухполупериодного выпрямителя (рис. 2) применяют трансформатор со средней точкой во вторичной обмотке. Благодаря такому соединению обмотки с вентилями выпрямленный ток формируется из обеих полуволн тока. Частота пульсаций выпрямленного тока при этом возрастает в 2 раза по сравнению с однополупериодным выпрямителем, что облегчает сглаживание тока.

Схема мостового выпрямителя (рис. 3) также двухполупериодная, но вторичная обмотка трансформатора выполнена без средней точки и имеет в 2 раза меньшее количество витков по сравнению со вторичной обмоткой трансформатора. Указанные схемы выпрямителей применяют обычно в системах питания устройств, у которых потребляемая мощность не превышает нескольких киловатт (бытовые электронные приборы, некоторые устройства автоматики и телемеханики и др.), и лишь в отдельных случаях для питания мощных (до 1000 кВт) устройств (напр., двигателей электровозов).

1)

2)

3)

Схемы выпрямителей однофазного тока:

1 – однополупериодная; 2 – двухполупериодная; 3 – мостовая

Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн. 2006.

.

  • выключатель электрический
  • высокая печать

Полезное


Смотреть что такое “выпрямитель электрический” в других словарях:

  • ВЫПРЯМИТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ — преобразователь переменного электрического тока в постоянный. Обычно выпрямление тока осуществляется электрическим вентилем, по типу которого различают выпрямители электрические: вакуумные, газоразрядные, полупроводниковые, электроконтактные.… …   Большой Энциклопедический словарь

  • выпрямитель электрический — преобразователь переменного электрического тока в постоянный. Обычно выпрямление тока осуществляется электрическим вентилем, по типу которого различают электрические выпрямители: вакуумные, газоразрядные, полупроводниковые, электроконтактные. … …   Энциклопедический словарь

  • ВЫПРЯМИТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ — преобразователь переменного электрич. тока в постоянный. Обычно выпрямление тока осуществляется электрич. вентилем, по типу к рого различают В.э.: вакуумные, газоразрядные, полупроводниковые, электроконтактные. Применяют в устройствах автоматики… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • ВЫПРЯМИТЕЛЬ — электрический, преобразователь переменного электрического тока в постоянный, выполненный обычно на основе электрического вентиля. Применяется в устройствах автоматики и телемеханики, измерительной техники и радиотехники (однофазный выпрямитель),… …   Современная энциклопедия

  • Выпрямитель — электрический, преобразователь переменного электрического тока в постоянный, выполненный обычно на основе электрического вентиля. Применяется в устройствах автоматики и телемеханики, измерительной техники и радиотехники (однофазный выпрямитель),… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • ВЫПРЯМИТЕЛЬ — электрический устройство для преобразования перем. электрич. тока в постоянный. Осн. элемент В. вентиль электрический. По типу применяемого вентиля В. разделяют на вакуумные (кенотронные), газоразрядные, полупроводниковые, электроконтактные; по… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • ВЫПРЯМИТЕЛЬ ТОКА — устройство для преобразования переменного электрического тока в постоянный; действие всех выпрямителей основано на том, что внутри них создаются условия, при которых электрические заряды определённого знака могут проходить только в одном… …   Большая политехническая энциклопедия

  • ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОН — ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОН, процесс движения электрических зарядов. Этот процесс может вызываться или силами электрического поля (ток проводимости) или какими либо внешними силами (конвекционный ток). Примером тока проводимости моясет служить напр. ток,… …   Большая медицинская энциклопедия

  • Выпрямитель — У этого термина существуют и другие значения, см. Выпрямитель (значения) …   Википедия

  • Выпрямитель тока —         преобразователь электрического тока переменного направления в ток постоянного направления. Большинство мощных источников электрической энергии вырабатывают ток переменного направления (см. Переменный ток). Однако многие электрические… …   Большая советская энциклопедия

4AV4110-2EB00-0A. 4AV41102EB000A. ВЫПРЯМИТЕЛЬ ОДНОФАЗНЫЙ, ФИЛЬТРУЮЩИЙ, DC 24V/10A ПЕРВ 400V/230V С КЛЕММАМИ +/- 15V1-2 SAFETY ISOLATING TRANSFORMER

Коммерческие данные

Цена с НДС 365.29 €
Наличие на складе Под заказ
Ценовая группа 4M1
Металлический фактор –3—–
Информация поставки
Данные экспортного контроля AL : N / ECCN : N
Вес Нетто 5. 3 кг
Единицы измерения шт.
Количество в упаковке 1
Минимальная партия 1
Дополнительная информация о продукте
Вид продуктов Блоки питания SIRIUS 4AV
EAN 4001869931463
Товарный код 85043180
Раздел каталога CC-IC10
Группа продукта 5877
Страна происхождения Чехия
Дата соответствия RoHS 01.07.2006
Заказные данные 4AV4110-2EB00-0A, 4AV41102EB000A, 4AV411O-2EBOO-OA, 4AV411O2EBOOOA
Классификации
ВерсияКлассификация
eClass5. 127-04-90-02
eClass627-04-90-02
eClass7.127-04-90-02
eClass827-04-90-02
eClass927-04-07-01
eClass9.127-04-07-01
UNSPSC1439-12-10-26
UNSPSC1539-12-10-26
ETIM4EC002540
ETIM5EC002540
ETIM6EC002540

Выпрямители однофазного тока – Энциклопедия по машиностроению XXL

В, переменного сварочного тока напряжением 65 В с питанием от многопостовых трансформаторов, постоянного сварочного тока с питанием от многопостовых преобразователей и выпрямителей, однофазного тока 12 В для местного освещения, ацетилена и кислорода.  [c.129]

Таким образом, для работы выпрямительного регулируемого с помощью тиристоров блока автоматической катодной станции или усиленного электродренажа необходимо обеспечить включение тиристоров в строго определенные моменты времени, которые в свою очередь устанавливаются в зависимости от воспринимаемого сигнала — разности потенциалов между защищаемым сооружением и электродом сравнения. Система управления тиристорами может быть выполнена по горизонтальному или вертикальному принципу. При горизонтальном управлении система осуществляет сдвиг синусоиды питающей сети, а затем из нее при необходимости формируются импульсы управления. Сдвиг фазы напряжения, как правило, осуществляется с помощью фазовращателя. На рис. 21,а показана схема фазовращателя, где в цепь вторичной обмотки трансформатора цепи управления включены постоянная емкость и мостовой выпрямитель однофазного тока, который можно рассматривать как переменное активное сопротивление с величиной, определяемой напряжением сигнала С/вх-  [c.46]


Выпрямители однофазного тока осуществляются в следующих вариантах  [c.133]

Выпрямители однофазного тока. Мощные выпрямители однофазного тока применяются относительно редко. Однако они нашли широкое применение в системах электровозов и начинают применяться в системах возбуждения тяговых генераторов тепловозов. Мостовая схема (см. рис. 118, в) является наиболее распространенной для тепловозных установок.  [c.133]

Рис. 119. Графики напряжений и токов для мостового выпрямителя однофазного тока (сплошные линии — активная, штриховые ли НИИ — индуктивная нагрузка)
Принцип действия управляемого выпрямителя рассмотрим на примере выпрямителя однофазного тока с нулевым выводом. Вентили в простой схеме выпрямления (рис. 121) проводят ток поочередно каждый во время той части периода, когда напряжение на его аноде более положительно. Среднее значение выпрямленного напряжения зависит от его амплитудного значения.  [c.136]

Для выпрямителя однофазного тока и нагрузки со значительной индуктивностью  [c.139]

Вольт-амперная характеристика 145 Выпрямители однофазного тока 133  [c.253]

Мостовая схема двухполупериодного неуправляемого выпрямителя однофазного тока (рис. 7,а) состоит из четырех вентилей В1—84, питающихся непосредственно от источника переменного тока или от вторичной обмотки трансформатора. В течение положительной полуволны напряжения и вентили 81 и 83 пропускают ток I в1, который в цепи нагрузки На протекает от катодного вывода К к анодному выводу А. Во второй полупериод ток в цепи нагрузки течет в том же направлении от вывода К к выводу А, но открытыми здесь будут вентили 82 и 84. Следовательно, общин катодный вывод К — положительный полюс выпрямителя, а общий анодный вывод А — отрицательный полюс.  [c.18]

Кенотронные, газотронные и тиратронные выпрямители, применяемые для питания аппаратуры связи, обычно монтируются по схеме двухтактного выпрямителя однофазного тока. Газотронные выпрямители включаются  [c.908]

Все электровозы перечисленных серий предназначены для работы на постоянном токе. Но для продолжения опытов применения однофазного переменного тока, начатых еш,е перед войной, Новочеркасский завод построил в 1953—1954 гг. два опытных шестиосных грузовых электровоза серии НО, работавших на однофазном токе промышленной частоты и оборудованных игнитронными ртутными выпрямителями.  [c.233]


Для преобразования на электрическом локомотиве однофазного тока в постоянный, кроме ртутного выпрямителя, может быть применён мотор-генераторный или однофазный одноякорный преобразователь.  [c.627]

Подвозбудитель представляет собой синхронный генератор однофазного тока. Он через магнитный усилитель, блок полупроводниковых выпрямителей и селективный узел питает независимую обмотку возбуждения возбудителя. Системы возбуждения главного генератора и дополнительного регулирования обеспечивают полное использование мощности дизеля в широком диапазоне скоростей движения поезда.  [c.65]

От однофазного переменного тока выпрямители подразделяют на однополупериодные и двухполупериодные. Кроме того, имеются выпрямители трехфазного тока,  [c.170]

Пуск и регулирование скорости электровоза производятся регулированием напряжения однофазного тока, подводимого к выпрямителям, для чего вторичная обмотка трансформатора имеет ряд выводов, переключаемых в определённой последовательности электропневматическими контакторами и переключателем.  [c.400]

Область применения зарядка небольших аккумуляторных батарей в этом случае выпрямитель часто берётся однофазным. Выпрямители средней и большой мощности используются для питания постоянным током отдельных цехов промышленных предприятий, для питания тяговых установок.  [c.546]

Осуществлённые опытные электровозы однофазно-постоянного тока со статическими преобразователями (ртутными выпрямителями) имеют существенные преимущества перед мо-тор-генераторными в отношении веса и стоимости, но отличаются низким коэфициентом мощности и неблагоприятны в отношении влияния на провода связи.  [c.416]

Схема регулятора состоит из двух основных узлов управляемого выпрямителя на тиристорах и управляющей схемы на транзисторах. Управляемый выпрямитель выполнен по однофазной мостовой схеме на двух тиристорах Т1 п Т2 типа ТЛ-100-6 и трех неуправляемых полупроводниковых вентилях Д1, Д2, ДЗ типа ВК2-100-6. При этом неуправляемый вентиль ДЗ используется в качестве обратного диода, шунтирующего обмотку возбуждения генератора повышенной частоты. Питание управляемого выпрямителя осуществляется непосредственно от сети переменного тока напряжением 220 Б.  [c.218]

На рис. 22, б представлена схема выпрямителя однофазного тока с использованием средней точки вторичной обмотки трансформатора. Сплошными стрелками показано направление в первый полупериод, а штриховыми стрелками — во второй полупериод. В отличие от первой схемы здесь нет перерыва тока, так как используются обе половины синусоиды однофазного тока. Имеются схемы выпрямления, в которых пульсация выпрямленного тока сведена к минимуму — это так называемые мостовые схемы выпрямления, применяемые как для однофазного, так и для трехфа зного тока.  [c.45]

Группа параллельно соединенных шайб, пропускающих ток только в одном направлении, называется плечо м выпрямителя. Для выпрямления однофазного тока применяют выпрямители, состоящие из двух пдечей. Выпрямители трехфазного тока должны иметь шесть пле-чей. Из рис. 25 следует, что выпрямитель РСЗОО имеет 10 шайб, образующих шесть плечёй из трех шайб каждое. Такое соединение шайб в выпрямителе осуществлено при помощи латунных шинок 11 (см. рис. 24) и сборных проводов/2.  [c.94]

Схемы полупроводниковых выпрямителей могут быть классифицированы по выходной мощности — установки малой мощности (единицы киловатт), средней (десятки киловатт) и большой мощности по числу фаз источника питания — напрямители однофазного тока и трехфазного тока по возможностям регулировки — неуправляемые и управляемые. Выпрямители однофазного и трехфазного тока в зависимости от схемы включения вентилей и схе] ы соединения обмоток трансформатора в свою очередь подразделяют на схемы со средней точкой, мостовые и т. д. Иногда выпрямители классифицируют и по ряду других признаков характеру нагрузки (активная, активно-индуктивная, активно-емкостная, нагрузка с противоэдс), напряжению (низкого, среднего и высокого), частоте выпрямленного тока и т. д.  [c.23]


Мостовые выпрямительные схемы однофазного тока могут быть и несимметричными. В таких схемах в два плеча включаются управляемые вентили, а в два других — обычные неуправляемые вентили. Несимметричный управляемый выпрямитель применен в качестве усилителя УВВ (рис. 8) в системе регулирования возбуждения синхронного генератора тепловоза ТЭ109.  [c.20]

Электрохимическое полирование сталей с применением переменного тока отличается более рашюнальным выполнением процесса вследствие возможности одновременной обработки детален на двух (при питании однофазным током) нли трех (при питании трех-фазным током) штангах. Полирование про зводят при НИЗКОМ напряжении без применения выпрямителей. Однако качество полирования с применением переменного тока пока уступает качеству поверхности, полученной при анодном полировании.  [c.83]

Работы учёных показали, что наиболее перспективной для магистральных железных дорог является система однофазного тока промышленной частоты. С целью практического сравнения этой системы с системой постоянного тока Новочеркасским электровозостроительным заводом имени С. М. Будённого с 1954 г. выпускаются опытные электровозы НО однофазного тока промышленной частоты с ионными выпрямителями для питания тяговых двигателей постоянного тока.  [c.10]

Электровоз ОР22, построенный этими же заводами в 1939 г., являлся первым советским электровозом однофазного тока промышленной частоты, предназначенным для работы при напряжении в контактном проводе 20 ООО в. Двигатели электровоза питались постоянным током от многоанодного ртутного выпрямителя, расположенного на электровозе.  [c.62]

Электровозы НО выпускаются Новочеркасским заводом с 1954 г. и являются электровозами однофазного тока промышленной частоты, работающими при напряжении в контактном проводе 20 000 в. Они оборудованы одноанодными запаянными ртутными выпрямителями (игнитронами).  [c.62]

Локомотивы системы однофазного тока пониженной частоты 162/з и 25 и промышленной частоты 50 гц выполняются по одной из следующих систем с коллекторными двигателями с преобразователями однофазно-трёхфазного тока с мотор-генсраторами с ионными преобразователями с полупроводниковыми выпрямителями.  [c.541]

С однофазп ШИ коллекторным 16 /, гц i двигателями Однофазного тока с к оллек-торными двигателями Однофазно-постоянного тока с мотор-генератором Однофазно-постоянного тока с одноанодными выпрямителями  [c.553]

Для опытного участка хелленталь-екой дороги на однофазном токе промышленной частоты были изготовлены 4 электровоза с часовой мощностью 2 000 2 020 2 056 и 2 400 квт различных типов один с коллекторными двигателями один с однофазными асинхронными двигателями с промежуточным ротором и два электровоза однофазно-постоянного тока с насосными многоанодными ртутными выпрямителями. Все эти электровозы имеют осевую формулу 0-2р-2(,-0.  [c.562]

Сварочные выпрямители выполняются преимущественно с однофазными и трехфазными мостовыми схемами двухполупериод-ного выпрямителя. На рис. 33, а представлена однофазная схема включения вентилей в четыре плеча, которые образуют так называемый мост. В одну диагональ моста включен переменный однофазный ток напряжением U— в другую, где действует выпрямленный ток напряжением на выходе U , включена нагрузка Н.  [c.73]

На последующих выпусках тепловозов 2ТЭ10Л регулирование перенесено в цепь возбуждения возбудителя. Эти тепловозы оборудованы подвоз-будителями однофазного тока СПВ (см. рис. 87, в) и возбудителями В постоянного тока. Такая схема дает возможность рез о уменьшить мощность, вес и габариты подвозбудителя, магнитных усилителей и полупроводниковых выпрямителей.  [c.94]

В 1954 г. Новочеркасским заводом построены два первых электровоза однофазного тока серии НО (фиг. 8). На этих электровозах однофазный ток высокого напряжения с помощью трансформатора и ртутных выпрямителей преобразуется в постоянный ток, на котором и работают тяговые двигатели. В настоящее время строится опытная партия электровозов серии НО, которые будут работать на участке Ожерелье—Павелец Московско-Курско-Донбас-ской железной дороги, электрифицированном на переменном токе промышленной частоты.  [c.14]

Выпрямление однофазного тока осуществляется по схеме с нулевым выводом, подразделяющим вторичную обмотку на две полуобмотки (фазы) О—и О-—а . При работе выпрямителя ток поочерёдно протекает через фазу О—а ,  [c.408]

Возбудитель ВС-650В (рис. ПО)—это однофазный синхронный генератор повышенной частоты, защищенного исполнения, самовенти-лируемый, служит для питания (через полууправляемый выпрямитель) постоянным током обмоткн возбуждения тягового генератора и относится к вспомогательным тяговым электрическим машинам. Охлаждающий воздух прогоняется через полость машины литым вентилятором из алюминиевого сплава и выбрасывается через окна в станине со стороны контактных колец. Вентиляционные окна на входе и выходе охлаждающего воздуха закрываются съемными сеткой и крышкой с выштампованными в них отверстиями. Вентилятор 16 крепится болта-  [c.194]

Маломощные выпрямители бывают обычно однофазными и работают на нагрузку с фильтром, начинающимся емкостью. Выпрямители на очень малые токи (единицы миллиампер) собирают по однополупериод-ной схеме (рис. 1, а). Без фильтра коэффициент пульсации, т. е. отношение амплитуды первой гармоники выпрямленного тока к его постоянной составляющей, очень велик и составляет 1,57. Емкость фильтра рассчитывается по заданному коэффициенту пульсации и сопротивлению нагрузки Ra- Сф —-. Диод выбирают по выпрямленному  [c.165]

Различают тормозные электромагниты однофазные и трёхфазные переменного тока, и шунтовые и сериесные постоянного тока. В последнее время всё большее распространение получают однофазные магниты, хотя трёхфазные магниты работаютболееспокойно, без вибраций и шума. Для тормозов с диаметрами шкивов, превышающими 300 мм, даже при общей питании от сети переменного тока рекомендуется использование магнитов постоянного тока, питаемых от специальных выпрямителей.  [c.852]



Однофазные выпрямители (Источники вторичного питания) | Лёха Герыч

Однофазные выпрямители переменного тока широко применяют для питания различ­ных устройств электронной аппаратуры. Мощность этих выпрямителей колеблется от десятков до нескольких сотен ватт. Основными схемами однофазных выпрямителей являются: однополупериодная и двухполупериодная (мостовая или со средней точкой).

Однофазная однополупериодная схема выпрямления с активной нагруз­кой является простейшей из известных схем выпрямления. Она состоит из силового трансформатора Тр, одного вентиля (диода) VD и нагрузки RK .

Первичная обмотка трансформатора включена в сеть переменного тока с напря­жением U1 ; к вторичной обмотке с напряжением U2 последовательно подключены диод и нагрузка.

Временные диаграммы напряжения U2 вторичной обмотки трансформатора, на­пряжения на нагрузке Ud и на вентиле Vd.

Ток в нагрузке протекает только при положительной полуволне вторичного напря­жения U2 трансформатора, т. е. когда напряжение на аноде диода более положительное, чем на его катоде. При этом напряжение на диоде Uпр< 2,5 В. При отрицательной по­луволне U2 диод закрыт, максимальное обратное напряжение на диоде U обр.max ~ U 2 m .

Ток в нагрузке Rh протекает только в один полупериод синусоидального напряже­ния, отсюда название выпрямителя — однополупериодный.

Однофазные полупроводниковые выпрямители используют для питания устройств, требующих малого тока и высокого напряжения, например, для питания электрон­но-лучевых трубок, трубок рентгеновских аппаратов и др.

К недостаткам этих выпрямителей следует отнести следующее: униполярный ток, который проходя через вторичную обмотку, намагничивает сердечник трансформато­ра, изменяя его характеристики и уменьшая КПД; малое значение выпрямленного напряжения; высокий уровень пульсаций и большое об­ратное напряжение на диоде.

Мостовая схема двухполупериодного выпрямителя состоит из транс­форматора Тр и четырех диодов, собранных по мостовой схеме.

Одна из диагоналей моста соединена с выводами вторичной обмотки транс­форматора, вторая диагональ — с нагрузкой Rh . Положительным полюсом нагрузки является общая точка соединения катодов вентилей, отрицательным — точка соеди­нения анодов. Временные диаграммы выпрямленного напряжения Uн и тока Ih. В положительный полупериод синусоидального напряжения U2, когда точка 1 находится под положительным, а точка 2 под отрицательным потенци­алами, ток I2 ‘протекает через вентиль VD 1, сопротивление нагрузки RH и вентиль VD 3. Вентили VD 2 и VD 4 в этот момент закрыты, так как находятся под обратным напря­жением.

Во второй полупериод, когда в точке 1 вторичной обмотки отрицательный потенциал, а в точке 2 — положительный, ток I2 протекает через вентиль VD 2, нагрузку RH и вентиль VD 4 в направлении, указанном стрелками с одним штрихом. Вентили VD 1 и VD 3 в этот момент закрыты, так как находятся под обратным напряжением.

Таким образом, токи I2, протекающие через нагрузку Rh, совпадают по направ­лению. Кривые напряжения и тока на нагрузке повторяют по величине и форме выпрямленные полуволны напряжения и тока вторичной обмотки трансформатора. Они пульсируют от нуля до максимального значения.

Из сравнения двухполупериодной схемы выпрямления с однополупериодной можно сделать следующие выводы: в двухполупериодной схеме значительно лучше используется трансформатор, среднее и максимальное значения напряжения на вентиле уменьшаются в два раза при одном и том же токе нагрузки; меньше коэффициент пульсации (Qn 0,67), хотя его величина остается значительной.

Однофазный выпрямитель

– обзор

12.4.3.1 Пример подавления гармоник путем смешивания однофазных и трехфазных диодных выпрямителей

Моделируется установка с распределительным трансформатором 1 МВА. Линия СН считается синусоидальной и сбалансированной. На трансформаторе установлены однофазные диодные выпрямители (общая нагрузка 170 кВт) и трехфазный диодный выпрямитель мощностью 170 кВт. Трехфазный выпрямитель расположен рядом с трансформатором с медным кабелем 2 длиной 50 м, 90 мм.Нагрузки однофазного выпрямителя равномерно распределяются по трем фазам с помощью медного кабеля длиной 200 м, 50 мм 2 . Предполагается, что

однофазные выпрямители подключены к настенным розеткам, и поэтому для однофазных выпрямителей используется длинный кабель. На рисунке 12.24 показана смоделированная система.

РИСУНОК 12.24. Смоделированная система с трансформатором, кабелем и нагрузкой. Полное сопротивление кабелей показано их значениями на единицу, относящимися к трансформатору.

Реактивное сопротивление кабеля равно 0.07 Ом / км, а емкостные эффекты игнорируются. Полное сопротивление кабелей показано их значениями на единицу, относящимися к трансформатору. Падение основного напряжения на длинном кабеле составляет около 7% при нагрузке однофазного выпрямителя 170 кВт. Импеданс кабеля является доминирующим сопротивлением короткого замыкания, если смотреть на однофазные выпрямители.

На рисунке 12.25a показан результат моделирования токов, потребляемых двумя группами выпрямителей. Токи складываются во вторичной обмотке трансформатора, что показано на рис.12.25b.

РИСУНОК 12.25. Смоделированные токи, протекающие в системе. (a) Токи выпрямителя, потребляемые на PCC3. (b) Полный ток во вторичных обмотках трансформатора (PCC 2 ).

Интуитивно видно, что две формы сигнала хорошо поддерживают друг друга. Однофазный ток оказывает эффект «заполнения впадины» трехфазного тока, и результирующая форма волны выглядит более синусоидальной, чем любой из двух отдельных токов.

Суммарный коэффициент гармонических искажений трехфазного тока составляет 51%, а однофазного – 88%.Когда в трансформаторе добавляются токи, результирующее искажение составляет всего 38%. Это уменьшение искажений происходит в основном из-за подавления 5-й гармоники, как это более четко видно на рис. 12.26. На рисунке 12.26 показан гармонический спектр трех токов, показанных на рисунке 12.25.

РИСУНОК 12.26. Спектр гармоник выпрямителя (1 фаза и 3 фазы) и токов трансформатора (xfr).

Основные компоненты двух нагрузок выпрямителя синфазны и, таким образом, арифметически складываются в трансформаторе.Третья гармоника отсутствует в спектре трехфазной нагрузки, поэтому составляющая третьей гармоники однофазного выпрямителя видна непосредственно в трансформаторе. Интересно наблюдать, что происходит с током 5-й гармоники. В этом случае наблюдается ток 110 А от трехфазного выпрямителя и 90 А от однофазного выпрямителя. На трансформаторе видно всего около 45 А. Это всего лишь около 20% от арифметической суммы двух вкладов выпрямителя. Составляющая 7-й гармоники в трансформаторе составляет менее 60% арифметической суммы.

В [16] делается вывод, что добавление трехфазного выпрямителя к существующей однофазной нагрузке не приведет к увеличению THD i тока на трансформаторе, но фактически снизит THD i и тем самым снизит потери в трансформатор.

ОДНОФАЗНЫЙ, ПОЛНОВОЛНОВЫЙ, УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ (электродвигатель)

3,4

Следующий обсуждаемый электропривод – это однофазный двухполупериодный управляемый выпрямитель. Этот привод с регулируемой скоростью похож на однофазный выпрямитель с полуволновым управлением.В качестве примера представлен выпрямитель для управления двигателем постоянного тока с независимым возбуждением. Однофазный двухполупериодный управляемый выпрямитель состоит из четырех тиристоров. Увеличение тиристоров обеспечивает лучшее управление по сравнению с полуволновым управляемым выпрямителем. Очевидным недостатком двухполупериодного выпрямителя является удорожание из-за увеличения количества тиристоров. На рисунке 3.4 показан двигатель постоянного тока с независимым возбуждением, управляемый однофазным двухполупериодным управляемым выпрямителем.
Однофазный двухполупериодный управляемый выпрямитель может работать в трех различных режимах. Первый – это режим прерывистой проводимости (DCM). В DCM ток Ia достигает нуля и остается равным нулю в течение определенного периода времени. Следующий режим – это режим непрерывной проводимости (CCM). В CCM Ia не достигает нуля ни в какой момент в течение периода. Конечный режим работы – критически прерывистый

РИСУНОК 3.4 Однофазный двухполупериодный управляемый выпрямитель.
мод проводимости (CDCM).В CDCM ток Ia достигает нуля, а затем сразу начинает расти.
В отличие от полуволнового выпрямителя, двухполупериодный выпрямитель может управлять током, когда Vs отрицательное. В DCM есть три режима. Первый режим – это когда с момента t = 0 до a. Первый режим показан на рис. 3.5. В первом режиме в якоре нет тока; это приводит к Va, равному обратной ЭДС Ea.
Второй режим возникает, когда напряжение источника Vs положительно. Второй режим показан на рис. 3.6.Во втором режиме Т и Т2 проводят, а Т3 и Т4 не проводят. Va равно напряжению источника Vs.
Последний режим – третий. Третий режим показан на рис. 3.7. Этот режим противоположен второму режиму. В третьем режиме Т3 и Т4 проводят, а Т и Т2 не проводят. Это делает напряжение Va равным отрицательному значению напряжения источника Vs.
На рис. 3.8 показаны осциллограммы выпрямителя в DCM. Как видно на рис. 3.8, угол проводимости возникает дважды за период: один раз, когда напряжение источника Vs положительно, и еще раз, когда источник

РИСУНОК 3.5 Первый режим DCM.

РИСУНОК 3.6 Второй режим DCM.

РИСУНОК 3.7 Третий режим DCM.

РИСУНОК 3.8 Формы сигналов однофазного двухполупериодного управляемого выпрямителя в DCM.
напряжение отрицательное. Кроме того, в первом режиме напряжение Va равно обратной ЭДС Ea до a.
Режим непрерывной проводимости аналогичен DCM, но в режиме CCM его не существует. На рисунке 3.9 показана схема, работающая в CCM. CCM возникает, когда Va больше по сравнению с Ea.Обратите внимание, что Va никогда не равно Ea.


Выпрямители различных типов

Выпрямитель – это электронная схема, преобразующая переменный ток в постоянный. По типу входного питания, выпрямления и выхода его можно разделить на разные типы.

Однофазный выпрямитель

Однофазные выпрямители используются для преобразования однофазных источников переменного тока в постоянный ток. То есть однофазный трансформатор используется для подачи на выпрямитель.Однофазные выпрямители в основном используются для приложений с низким энергопотреблением, таких как бытовые электроприборы, бытовые электронные устройства и т. Д.

Схема однополупериодного выпрямителя 1ф

Трехфазный выпрямитель

Выпрямитель 3Ф – это электронная схема, которая преобразует трехфазный переменный ток в однонаправленный выход постоянного тока. Трехфазные выпрямители в основном используются в промышленных и мощных приложениях.

В трехфазной электросети переменный ток той же частоты и амплитуды напряжения проходит по трем проводникам с разностью фаз 120 градусов между каждой фазой.В то время как однофазное питание является одной из трех фаз по отношению к нейтрали или общей контрольной точке трех фазных линий.

При трехфазном выпрямлении выходной сигнал получается из трех фаз, подаваемых в схему выпрямителя.


Автор Кришнаведала – Собственная работа, CC BY-SA 3.0, Ссылка

Сравнение однофазных и трехфазных выпрямителей

Однофазный выпрямитель Трехфазный выпрямитель
  • Вход двухпроводный.
  • Низкое энергопотребление.
  • Низкий КПД.
  • Коэффициент пульсации высокий.
  • Максимальное выходное напряжение – это максимальный потенциал между фазой и нейтралью.
  • Меньше TUF (коэффициент использования трансформатора).
  • Требуются дополнительные фильтры.
  • Low PIV (пиковое обратное напряжение).
  • Вход трехпроводной или четырехпроводной (трехфазная линия и одна нейтраль).
  • Высокая мощность.
  • Высокая эффективность.
  • Коэффициент пульсации меньше.
  • Максимальное выходное напряжение – это максимальный межфазный потенциал.
  • Подробнее TUF.
  • Никаких дополнительных фильтров не требуется.
  • Высокий PIV.

Неконтролируемый

Неуправляемая выпрямительная схема – это выпрямительные схемы общего назначения, в которых используются только диоды. Диодные выпрямители не контролируют выходное напряжение, поэтому их называют неуправляемыми выпрямителями.

Полуволна

Полупериодный выпрямитель – это тип выпрямителя, который преобразует только положительный полупериод входного переменного тока в пульсирующий постоянный ток.

Неуправляемая схема трехфазного однополупериодного выпрямителя

Здесь в цепи 3 фазы подключены к аноду трех диодов D1, D2 и D3. Катод всех трех диодов подключен к одному выводу нагрузки. Другой вывод нагрузки подключен к нейтрали. Следовательно, максимальное выходное напряжение на нагрузке – это максимальное пиковое напряжение фазовой линии относительно нейтральной точки, которое в идеале равно нулю вольт.

Диоды D1, D2, D3 поочередно проводят в зависимости от изменения фазы.Мгновенное выходное напряжение будет равно напряжению фазной линии, имеющей наивысший потенциал.

Полная волна

Полнопериодный выпрямитель – это схема выпрямителя, которая преобразует оба полупериода входного переменного тока в пульсирующий постоянный ток.

Неуправляемая однофазная двухполупериодная схема выпрямителя с центральным ответвлением

Приведенная ниже схема трехфазного мостового выпрямителя состоит из шести диодов. В двухполупериодном выпрямителе напряжение на нагрузке – это напряжение между двумя фазами.

3 φ Неуправляемая схема двухполупериодного мостового выпрямителя

Диоды D1, D2, D3 выбирают, когда соответствующая фаза достигает наибольшего положительного напряжения, а диоды D4, D5, D6 выбирают наиболее отрицательное напряжение.

Полуконтрольный

Управляемые выпрямители – это тип выпрямителей с фазовым управлением, которые управляют выходом с помощью тиристоров или тиристоров. В выпрямителях этого типа выходное напряжение выпрямителя можно регулировать, управляя срабатыванием тиристора.

Тиристор или SCR – это многослойное полупроводниковое устройство, состоящее из трех выводов: анода, катода и затвора. Он функционирует как коммутационное устройство с электрическим управлением. Он проводит только в одном направлении и всегда блокирует обратный ток.

При обратном смещении тиристор блокирует обратный ток так же, как работает диод с обратным смещением. Но при прямом смещении он ведет себя не так, как обычный диод. Чтобы включить или запустить SCR в проводимость, необходимо приложить небольшой ток к его клемме затвора.И при срабатывании ток начинает течь от анода к катоду.

Импульс затвора необходим только для запуска устройства, после срабатывания SCR он остается в проводящем состоянии независимо от тока затвора после этого. SCR выключается, когда прямой ток падает ниже своего порогового значения или из-за отрицательного тока затвора. В схеме выпрямителя тиристор отключается при изменении напряжения в следующем полупериоде.

Трехфазный двухполупериодный мостовой выпрямитель с полууправлением

Полууправляемый выпрямитель состоит из равного количества тиристоров и диодов, то есть общее количество компонентов выпрямителя включает половину количества тиристоров и половину количества диодов.Это означает, что однофазный полууправляемый мостовой выпрямитель состоит из 2 диодов и 2 тиристоров; то есть просто 2 диода в неуправляемом выпрямителе заменяются двумя тиристорами.

Полный контроль

В полностью управляемом выпрямителе все компоненты выпрямителя являются переключающими устройствами, которые управляются внешним импульсом.

Полностью управляемая однофазная двухполупериодная мостовая схема выпрямителя

Регулировка мощности управляемого выпрямителя осуществляется путем регулировки угла включения или временной задержки запускающего импульса.Управляя стробирующим импульсом, SCR можно включать под разными углами фазы, и, таким образом, можно управлять фазой каждого полупериода.

Цепь полностью управляемого трехфазного однополупериодного выпрямителя

однофазный двухполупериодный управляемый выпрямитель | Преобразователи переменного тока в постоянный ток | Учебник по электронике |

Однофазный полноволновой управляемый выпрямитель с R-нагрузкой:

На рисунке ниже показаны однофазные полноволновые управляемые выпрямители с R-нагрузкой

.


• Однофазный полностью управляемый выпрямитель позволяет преобразовывать однофазный переменный ток в постоянный.Обычно это используется в различных приложениях, таких как зарядка аккумуляторов, управление скоростью двигателей постоянного тока и внешний интерфейс ИБП (источник бесперебойного питания) и импульсный источник питания (импульсный источник питания).
• Все четыре устройства являются тиристорами. Моменты включения этих устройств зависят от подаваемых сигналов зажигания. Отключение происходит, когда ток через устройство достигает нуля, и он имеет обратное смещение, по крайней мере, на время, равное времени выключения устройства, указанному в паспорте.
• В положительном полупериоде тиристоры T1 и T2 срабатывают под углом ±.
• Когда T1 и T2 проводят
Vo = Vs
IO = is = Vo / R = Vs / R
• В отрицательном полупериоде входного напряжения, тиристоры T3 и T4 срабатывают под углом (€ + Î ±)
• Здесь выходной ток и ток питания противоположны.
∴ is = -io
T3 и T4 отключаются при 2Ï €.

Однофазный полноволновой управляемый выпрямитель с нагрузкой RL:

На рисунке ниже показаны однофазные полноволновые управляемые выпрямители с нагрузкой RL.


Работа этого режима может быть разделена на четыре режима
Режим 1 (± до €)
• В положительном полупериоде приложенного сигнала переменного тока, T1 и T2 SCR имеют прямое смещение и могут быть включены угол Î ±.
• Напряжение нагрузки равно положительному мгновенному напряжению питания переменного тока. Ток нагрузки положительный, без пульсаций, постоянный и равен Io.
• Из-за положительной полярности напряжения нагрузки и тока нагрузки индуктивность нагрузки будет накапливать энергию.
Режим 2 (от € доÏ € + Î ±)
â € ¢ При wt = € входная подача равна нулю, а после Ï € становится отрицательной. Но индуктивность препятствует любому изменению через нее.
• Для поддержания постоянного тока нагрузки и в том же направлении. Самопроизвольный вывод появляется через букву L, как показано.
• Из-за этого индуцированного напряжения транзисторы T1 и T2 тринистора являются прямыми базовыми сигналами, несмотря на отрицательное напряжение питания.
• Напряжение нагрузки отрицательное и равно мгновенному напряжению питания переменного тока, тогда как ток нагрузки положительный.
• Таким образом, нагрузка действует как источник, а накопленная энергия в индуктивности возвращается обратно в источник переменного тока.

Mode 3 (€ + Î ± до 2Ï €)
â € ¢ При wt = Ï € + Î ± включаются T3 и T4 SCR и T1, T2 имеют обратное смещение.
• Таким образом, процесс проводимости передается от Т1, Т2 к Т3, Т4.
• Напряжение нагрузки снова становится положительным, а энергия накапливается в катушке индуктивности
• Т3, Т4 проводят в отрицательном полупериоде от (€ + Î ±) до 2Ï €
• При положительном напряжении нагрузки и энергии тока нагрузки сохраняется
Режим 4 (от 2Ï € до 2Ï € + ±)
â € ¢ При wt = 2Ï € входное напряжение проходит через ноль.
• Индуктивная нагрузка будет пытаться противодействовать любому изменению тока, если для поддержания тока нагрузки постоянным и в том же направлении.
• Индуцированная ЭДС положительна и поддерживает проводящие тиристоры T3 и T4 с обратной полярностью.
• Таким образом, VL отрицателен и равен мгновенному напряжению питания переменного тока. При этом ток нагрузки остается положительным.
• Таким образом, нагрузка действует как источник, а накопленная энергия в индуктивности возвращается обратно в источник переменного тока.
• При wt = ± или 2Ï € + ±, T3 и T4 коммутируются, а T1, T2 включаются.

Международный выпрямитель – AC-DC

Входное исправление

Входной выпрямительный мост предназначен для двухполупериодного выпрямления переменного тока для однофазных или трехфазных приложений. Однофазные мосты используются при первичном выпрямлении в большинстве электронного оборудования. Трехфазные мосты, часто называемые модулями, обычно используются в инверторах, сварочных аппаратах и ​​других промышленных приложениях. Диоды, используемые для входного выпрямительного моста, должны выдерживать импульсные токи, но поскольку линия переменного тока переключается на частоте около 60 Гц, они обычно являются стандартными восстанавливающими диодами.International Rectifier имеет линейку входных диодов SafeIR ™. Эти диоды имеют номинальное напряжение 800 В для сети 120/220 В, 1200 для сети 380 В и 1600 для сети 440/525 В. Эти устройства также поставляются в корпусах для поверхностного монтажа. Устройства SafeIR были разработаны для работы в тяжелых промышленных условиях. и были протестированы в соответствии с международными стандартами защиты от скачков напряжения.

Действующие стандарты требуют, чтобы устройства выдерживали скачки напряжения до 4000 вольт между фазами.Типичное решение – использовать ограничитель напряжения перед входным фильтром и диодами. Использование линейки продуктов SafeIR во входном мосту может устранить ограничители напряжения фильтра.

Таблица 1. Устройства SafeIR для выпрямления входов

Серия В Ж В RRM ДИАПАЗОН I F (AV) I FSM @ 10 мс
50 Гц
8EWS..S 1В при 5А 800-1600В 8A 200A
10ЕЦ..С 1,1 В при 10 А 800-1600В 10A 200A
20ЕЦ..С 1 В при 10 А 800-1600В 20A 300A
40EPS .. 1 В при 20 А 800-1600В 40A 475A

Кроме того, IR имеет мосты, которые экономят время производства, устраняя необходимость в сборке отдельных выпрямителей в мостовую конфигурацию.Заключенные в прочный корпус с высокой теплопроводностью, модули проходят испытания на напряжение, ток, температуру и влажность, чтобы гарантировать надежную работу в приложениях, работающих в экстремальных условиях. Эти модули имеют стандартные распиновки и универсальные трехполюсные клеммы.

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие выпуски новостей.

Гармонический анализ входного тока однофазного управляемого мостового выпрямителя

% PDF-1.6 % 1 0 объект > / Метаданные 2 0 R / Имена 3 0 R / PageLabels 4 0 R / Страницы 5 0 R / SaveStreams> / StructTreeRoot 8 0 R / Тип / Каталог / ViewerPreferences 9 0 R >> эндобдж 10 0 obj > эндобдж 2 0 obj > транслировать ‘Сертифицировано IEEE PDFeXpress: 31.08.2009 16:40:48’ pdfHarmony 2.0 Linux Kernel 2.6 64bit 13 марта 2012 Библиотека 9.0.11122.1application / pdf

  • Майкл Маккарти, Тауфик, Андре Пратама и Макбул Анвари
  • Гармонический анализ входного тока однофазного управляемого мостового выпрямителя
  • 2009-08-31T16: 40: 42-07: 00Appligent pdfГармония 2.02019-05-31T00: 17: 14-07: 002019-05-31T00: 17: 14-07: 00 Acrobat Distiller 8.1.0 (Windows) uuid: cbe23ce6-a19f-11b2-0a00-80e2f566fe7fuuid: 0e7c7f6d-aba3-11b2- 0a00-b0b41380fc7f конечный поток эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > эндобдж 5 0 obj > эндобдж 6 0 obj > транслировать Q конечный поток эндобдж 7 0 объект > транслировать q конечный поток эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект > эндобдж 11 0 объект > эндобдж 12 0 объект > эндобдж 13 0 объект > / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] / XObject> >> / Повернуть 0 / StructParents 0 / Вкладки / S / Большой палец 47 0 R / Тип / Страница / Аннотации [48 0 R] >> эндобдж 14 0 объект > / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject> >> / Повернуть 0 / StructParents 3 / Вкладки / S / Большой палец 54 0 R / Тип / Страница >> эндобдж 15 0 объект > / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject> >> / Повернуть 0 / StructParents 4 / Вкладки / S / Большой палец 63 0 R / Тип / Страница >> эндобдж 16 0 объект > / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject> >> / Повернуть 0 / StructParents 26 / Вкладки / S / Большой палец 69 0 R / Тип / Страница >> эндобдж 17 0 объект > / Шрифт> / ProcSet [/ PDF / Text] >> / Повернуть 0 / StructParents 27 / Вкладки / S / Большой палец 72 0 R / Тип / Страница >> эндобдж 18 0 объект > / CM10> / CM11> / CM12> / CM13> / CM14> / CM15> / CM16> / CM17> / CM18> / CM19> / CM2> / CM20> / CM21> / CM22> / CM23> / CM24> / CM3> / CM4> / CM5> / CM6> / CM7> / CM9> >> эндобдж 19 0 объект > эндобдж 20 0 объект > эндобдж 21 0 объект > эндобдж 22 0 объект ] / Имена [480 0 R] >> эндобдж 23 0 объект > транслировать HWKE ޟ_ KNW? ^ ĝYhDA “5L $ r3W_} U = 퇧 ޽ yd ^ – ~ | OJ d / 3r’g ~ r [g ,.: ‘h_! ِ Y> d% C.Y

    Разница между однофазным полуволновым выпрямителем / двухполупериодным выпрямителем / мостовым выпрямителем

    Однофазная полуволновая резистивная схема выпрямления нагрузки: из-за однонаправленной проводимости полупроводникового диода D, только когда вторичное напряжение U2 трансформатора B является положительным полупериодом, ток IL будет протекать через нагрузку RL, в то время как IL будет отключен когда вторичное напряжение U2 трансформатора B является отрицательным полупериодом, так что напряжение UL на обоих концах нагрузки становится однонаправленным пульсирующим напряжением постоянного тока, u = – его составляющая постоянного тока.

    Характеристики схемы однофазного однополупериодного выпрямителя

    (1) Схема проста и использует несколько устройств.

    (2) При отсутствии цепи фильтра постоянная составляющая напряжения выпрямителя мала

    (3) Сильное колебание напряжения выпрямителя

    (4) Низкий коэффициент использования трансформатора.

    принцип работы:

    Выпрямительный диод и нагрузочный резистор включены последовательно на обоих концах вторичной обмотки трансформатора.Когда напряжение переменного тока является положительным полупериодом, диод включен, и ток течет через сопротивление нагрузки; когда напряжение переменного тока является отрицательным полупериодом, диод отключен, и ток не течет через сопротивление нагрузки, поэтому напряжение на сопротивлении нагрузки составляет только половину формы волны переменного напряжения в цикле.

    Однофазная двухполупериодная схема выпрямителя емкостной нагрузки: вторичная обмотка силового трансформатора B имеет центральный отвод 0; следовательно, могут быть получены переменные напряжения U21 и u22 с одинаковым напряжением и разностью фаз 180 °, которые выпрямляются диодами D1 и D2 соответственно.Когда не добавляется емкость C (резистивная нагрузка), когда напряжение переменного тока вторичной обмотки 1 трансформатора B положительное, а клемма 2 – отрицательное, D1 включен, D2 выключен, а ток, протекающий через нагрузку, равен Id1. В другом полупериоде два конца положительные, а первый – отрицательный. В это время D2 включен, D1 выключен, а ток, протекающий через нагрузку, равен Id2. Id1 и Id2 проходят через нагрузку поочередно, так что ток IL нагрузки является однонаправленным, непрерывным, пульсирующим постоянным током.

    Характеристики однофазного двухполупериодного выпрямителя следующие:

    (1) Используемый выпрямитель в два раза больше, чем однополупериодный выпрямитель

    .

    。 (2) Пульсации напряжения выпрямителя менее половины от полуволнового выпрямителя. Выходное напряжение Vo = 0,9 В без схемы фильтра

    (3) Коэффициент использования трансформатора выше, чем у однополупериодного выпрямителя

    (4) Вторичная обмотка трансформатора нуждается в центральном отводе

    (5) Высокое обратное напряжение выпрямителя

    Однофазный мостовой выпрямитель

    Однофазная мостовая схема с емкостной нагрузкой: четыре ее плеча состоят из четырех диодов.Когда первый вывод вторичной обмотки трансформатора B является положительным, а второй вывод отрицательным, диоды D2 и D4 подключаются посредством прямого напряжения подшипника, а D1 и D3 отсекаются обратным напряжением подшипника. В это время ток протекает от клеммы 1 трансформатора через D4 через RL, а затем через D2 на клемму 2. Когда клемма 1 положительна, диоды D1 и D3 горят, D2 и D4 отключены. Ток протекает от двух клемм через D3 к RL, а затем возвращается к клемме 1 через D1.Следовательно, как и в случае двухполупериодного выпрямления, ток течет через нагрузку как в положительном, так и в отрицательном полупериоде цикла и всегда в одном и том же направлении.

    Схема трехфазного однополупериодного выпрямителя

    Вторичное соединение выпрямительного трансформатора имеет звездообразную форму, а выход каждой фазы соединен с выпрямительным диодом (или кремниевым выпрямителем). Нулевая точка трансформатора – это «отрицательный» полюс, а выходной конец каждой выпрямительной трубки соединен с точкой в ​​качестве положительного полюса.

    Трехфазная двухполупериодная схема выпрямителя

    Трехфазная двухполупериодная схема выпрямителя: трехфазная двухполупериодная схема выпрямителя фактически состоит из двух последовательно включенных трехфазных полуволновых выпрямителей. Первый набор трехфазных полуволновых выпрямителей состоит из вторичных обмоток трансформатора L1, L2, L3 и выпрямительных трубок D1, D2 и D3, а второй набор трехфазных полуволновых выпрямителей состоит из L1, L2, L3 и D4, d5 и D6. Вначале максимальное значение положительного напряжения относительно нулевой точки находится в фазе C, а максимальное значение отрицательного напряжения – в фазе B.Ток протекает через L3, D3, a +, нагрузку L, R, B -, D5, L2 от точки 0 до точки 0. Если фаза A является наибольшей в следующий момент, ток нагрузки перейдет от фазы C к фазе. A. в это время ток течет обратно в точку 0 вдоль точки 0, D1, a +, нагрузки L, R, B-, D5, L2. Таким же образом можно проанализировать работу трехфазного двухполупериодного выпрямителя после 60 °.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.