Типы выпрямителей переменного тока: Выпрямители переменного тока: схемы однополупериодного и двухполупериодного

Цель работы - изучение работы различных схем выпрямления переменного тока.

Приборы и принадлежности: полупроводниковые диоды, соединительные провода, лабораторный трансформатор, электронный осциллограф.

Изучение работы схем выпрямителей.

Основное применение полупроводниковые диоды находят при построении различных выпрямителей – устройств, предназначенных для преобразования переменного тока в постоянный.

Известны несколько различных схем выпрямителей переменного тока, рассмотрим их работу.

Однополупериодная однофазная схема выпрямления

Выпрямленный ток фактически не является постоянным, он пульсирующий. На рис. 1, где показана однополупериодная однофазная схема выпрямления, видно, что через диод Д проходит лишь прямая полуволна тока, обратная же практически не проходит.

Рис. 1

Двухполупериодная однофазная схема выпрямителя

В двухполупериодном выпрямителе (схема на рис. 2) используются обе полуволны.

Рис. 2

В первую половину периода полуволна переменного тока проходит через обмотку I трансформатора, диод Д₁ и резистор Rн. Второй диод в это время закрыт, т.к. включен навстречу первому. Во вторую половину периода ток идет через обмотку II, диод Д

Диод Д₁ в этот момент заперт. Таким образом, частота пульсаций увеличилась вдвое по сравнению с однополупериодным выпрямителем, средний выпрямленный (пульсирующий) ток стал больше, но понадобились две обмотки трансформатора.

Мостовая схема выпрямления

Мостовая схема (рис. 3) дает двухполупериодное выпрямление переменного тока. По сравнению с двухполупериодной однофазной схемой выпрямления в мостовой схеме используется одна обмотка трансформатора, но зато необходимы четыре диода.

Рис. 3

Ход работы

Собрав поочередно схемы (рис. 4-7), зарисовать соответственно осциллограммы переменного напряжения в сети (рис. 4), в мостовой (рис. 7), однополупериодной (рис. 5), двухполупериодной (рис. 6) схемах выпрямления переменного напряжения.

Провести сравнительный анализ различных схем выпрямления.

Рис. 4

Рис. 5

Рис. 6

Рис. 7

Вопросы для допуска к работе

1. Какова цель работы?

2. Какие существуют типы выпрямительных диодов?

3. Начертите принципиальную электрическую схему рабочей установки для изучения выпрямления переменного тока по однополупериодной, двухполупериодной и мостовой схемам.

Вопросы для защиты работы

1.      Каков принцип действия полупроводникового диода?

2.      Какое отличие имеет выпрямленный ток по однополупери-одной схеме с помощью лампового и полупроводникового диода?

3.      Каковы Ваши критические замечания к рабочей установке?

Выпрямители и блоки питания

Энциклопедия железных дорог – Выпрямители и блоки питания

Связь с администрацией сайта: contacts@cssrzd.

ru

Новости и статьи     Справочная информация     Тарифное руководство #4     Медиа    

Распоряжения     Сайты о поездах и железной дороге     Лаборатория данных     Энциклопедия     Литература

Выпрямители и блоки питания предназначены для выпрямления переменного тока частотой 50 Гц (для ВУС-1,3 50—400 Гц) (табл. 1).
Таблица 1. Характеристика выпрямителей и блоков питания

* По черт.

Таблица 2. Электрические характеристики выпрямителей и блоков питания

Рис. 3. Принципиальная схема блока БВЗ

Рис. 4. Электрические схемы блоков селеновых выпрямителей БВС
В выпрямителях и блоках питания, кроме ВВС, применены однофазные мостовые выпрямители. Выпрямительное устройство ВУДК и блоки БПШ (рис. 2). БПСН выполнены с встроенными трансформаторами. В блок БВЗ (рис. 3) введены элементы, ограничивающие уровни атмосферных и коммутационных перенапряжений, скорости нарастания напряжения и тока в электрических цепях нагрузки. Электрические характеристики выпрямителей и блоков питания даны в табл. 2.
Отклонение выходного напряжения блока БВ от номинального при изменении тока нагрузки от 5 до 1,25 А не более 40 %, блока БВЗ при изменении тока нагрузки от 0,2 до 0,05 А — не более 15 %.
Блоки БВ и БВЗ выполнены в корпусе реле РЭЛ и имеют код планки избирательности соответственно АГДЕЖ и АВГИК.
Блоки селеновых выпрямителей БВС (рис. 4) выпускают трех типов. Во всех блоках применяют селеновые выпрямители 15ВД20А со следующими характеристиками: максимальное подводимое переменное напряжение 400 В; выпрямленное среднее напряжение не менее 145 В; выпрямленный средний ток не менее 0,04 А. На выводных концах блоков со знаком « + » красной краской нанесен поясок шириной 3 мм.
Выпрямители и блоки питания предназначены для работы при температуре воздуха: ВУДК — от —10 до + 40°С; БПШ —от —50 до + 60°С; ВУС-1,3 — ±50°С; БВ, БВЗ — от —45 до +60 °С; БПСН — от —40 до +60 °С.

Вы можете оставить комментарии от своего имени, через сервисы представленные ниже:

Что такое выпрямитель? Объясните различные типы выпрямителей

В большом количестве электрических и электронных цепей для их работы требуется постоянное напряжение. Мы можем просто преобразовать напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока, используя устройство, называемое диодом PN-перехода. Одним из наиболее важных применений диода с PN-переходом является выпрямление переменного тока в постоянный. Диод с PN-переходом пропускает электрический ток только в одном направлении, то есть в условиях прямого смещения, и блокирует электрический ток в условиях обратного смещения. Это единственное свойство диода позволяет ему работать как выпрямитель. В этой статье обсуждаются различные типы выпрямителей и их сравнения.

Содержание

Выпрямитель представляет собой электрическое устройство, которое преобразует переменный ток (AC) в постоянный ток (DC) с помощью одного или нескольких диодов с P-N переходом.

Что такое выпрямитель?

Выпрямитель представляет собой электрическое устройство, состоящее из одного или нескольких диодов и преобразующее переменный ток (AC) в постоянный ток (DC). Он используется для выпрямления, где приведенный ниже процесс показывает, как он преобразует переменный ток в постоянный…

Выпрямление — это процесс преобразования переменного тока (который периодически меняет направление) в постоянный ток (течение в одном направлении).

В основном существует два типа выпрямителей:

1. Неуправляемый выпрямитель

2. Управляемый выпрямитель

Выпрямитель представляет собой электрическое устройство, состоящее из одного или нескольких диодов. которые позволяют протекать току только в одном направлении. Он в основном преобразует переменный ток в постоянный ток. Выпрямители могут быть отлиты в нескольких формах в зависимости от необходимости, таких как полупроводниковые диоды, управляемые кремнием выпрямители, диоды электронных ламп, ртутно-дуговые вентили и т. д. В наших предыдущих статьях мы подробно объясняли диоды, типы диодов. Но в этом мы дадим мелочи о выпрямителях, типах выпрямителей и их применении и т. д.

Однополупериодный выпрямитель:

Как следует из названия, однополупериодный выпрямитель представляет собой тип выпрямителя, который преобразует половину входного сигнала переменного тока (положительный полупериод) в пульсирующий выходной сигнал постоянного тока, а оставшуюся половину сигнала ( отрицательный полупериод) блокируется или теряется. В схеме однополупериодного выпрямителя мы используем только один диод.

Во время положительной половины входного переменного тока диод смещается в прямом направлении и через него начинают протекать токи. Во время отрицательной половины входного переменного тока диод смещается в обратном направлении, и ток через него перестает течь. Форма выходного сигнала на нагрузке показана на рисунке. Из-за высокого содержания волн на выходе этот тип выпрямителя редко используется с чисто резистивной нагрузкой.

• Положительный полупериод:

Однополупериодный выпрямитель, который преобразует только положительный полупериод и блокирует отрицательный полупериод.

• Выпрямитель отрицательной полуволны:

Выпрямитель отрицательной полуволны преобразует только отрицательный полупериод переменного тока в постоянный.

Все типы выпрямителей, однополупериодный выпрямитель является самым простым из всех, так как состоит всего из одного диода.

Двухполупериодный выпрямитель преобразует положительные и отрицательные полупериоды переменного тока (переменного тока) в постоянный ток (постоянный ток). Он обеспечивает двойное выходное напряжение по сравнению с однополупериодным выпрямителем

Двухполупериодный выпрямитель состоит из более чем одного диода.

Существует два типа двухполупериодных выпрямителей.

1. Мостовой выпрямитель

2. Выпрямитель с центральным отводом

Мостовой выпрямитель:

Мостовой выпрямитель использует 4 диода для преобразования обоих полупериодов входного переменного тока в выходной постоянный ток.

При том же вторичном напряжении этот мостовой выпрямитель может обеспечить почти удвоенное выходное напряжение по сравнению с двухполупериодным трансформаторным выпрямителем с отводом от средней точки. Во время положительной половины входных диодов переменного тока D1 и D2 смещены в прямом направлении, а D3 и D4 смещены в обратном направлении. Таким образом, ток нагрузки протекает через диоды D1 и D2. Во время отрицательного полупериода входных диодов D3 и D4 смещены в прямом направлении, а D1 и D2 смещены в обратном направлении. Поэтому ток нагрузки протекает через диоды D3 и D4.

Выпрямитель с центральным отводом:

В этом типе схемы выпрямителя используется трансформатор со вторичной обмоткой, отводом которой является центральная точка. Два диода включены в схему так, что каждый из них использует половину периода входного переменного напряжения. Для выпрямления один диод использует переменное напряжение, показывающее верхнюю половину вторичной обмотки, а другой диод использует нижнюю половину вторичной обмотки. О/п и КПД этой схемы высоки, потому что источник переменного тока подает питание на обе половины.

Сравнение

Сравнение различных типов выпрямителей по различным точкам приведено в таблице ниже.

Применение выпрямителей:

Практически все электронные схемы работают от постоянного напряжения. Основной целью использования выпрямителя является выпрямление, что означает преобразование напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока. Это означает, что выпрямители используются практически во всех силовых выпрямительных и электронных устройствах.

Ниже приведен список общих применений и способов использования различных выпрямителей.

• Выпрямление, т. е. преобразование постоянного напряжения в переменное.
• Выпрямители применяются в электролитейном производстве для обеспечения поляризованного напряжения.
• Он также используется в тяге, подвижном составе и трехфазных тяговых двигателях, используемых для движения поездов.
• Однополупериодные выпрямители используются в средствах от комаров и паяльниках.
• Полупериодный выпрямитель, также используемый в радио с амплитудной модуляцией в качестве детектора и детектора пиков сигнала.
• Выпрямители также используются в модуляции, демодуляции и умножителях напряжения.

«Подробнее о некоторых темах»

Сравните цены на электроэнергию для бизнеса | Тарифы | Котировки поставщиков | Советы по экономии

ИНДУКЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ | ПОЧЕМУ РОТОР ВРАЩАЕТСЯ | ПРИНЦИП РАБОТЫ

ПРИНЦИП РАБОТЫ ГЕНЕРАТОРА

РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА (ШУНТОВЫЙ, ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ И СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ)

Преобразование звезда-треугольник | Диаграмма и формула | Приложение

 

Нравится:

Нравится Загрузка…

Резюме

Выпрямители – описание, типы и часто задаваемые вопросы переменный ток, но электрические приборы обычно используемые в наших домах требуют постоянного тока. Процесс преобразования переменного тока в постоянный называется выпрямлением. Преобразованию переменного тока в постоянный предшествует дополнительный процесс, включающий фильтрацию тока и преобразование постоянного тока в постоянный. Одной из самых распространенных частей источника электропитания является мостовой выпрямитель.

Многие электронные схемы зависят от источника питания постоянного тока для функционирования основных компонентов электронных устройств. Этот постоянный ток выпрямляется из имеющегося основного источника переменного тока. Схема выпрямителя преобразует токи вместо напряжения.

Что такое определение выпрямителя?

Определение выпрямителя: Что такое выпрямитель? Выпрямитель представляет собой электронное устройство, используемое для преобразования переменного тока в постоянный ток с помощью одного или нескольких диодов с p-n переходом. Он действует как односторонний клапан, позволяя току течь только в одном направлении. Этот процесс, при котором диод действует как выпрямитель, называется выпрямлением. Выпрямитель может существовать в нескольких физических формах, таких как твердотельные диоды, диоды вакуумной лампы, ртутно-дуговые вентили, выпрямители с кремниевым управлением и различные другие полупроводниковые переключатели на основе кремния.

Что работает выпрямитель? Выпрямитель работает с помощью переключателей, которые могут быть различных типов. В широком смысле переключатели бывают двух типов — управляемые и неуправляемые. Любой данный выпрямитель, конфигурация диодов которого не полностью контролируется оператором, называется неуправляемым выпрямителем. Такой тип выпрямителя не позволяет току изменяться в зависимости от требований нагрузки. Он чаще всего используется в постоянных или фиксированных источниках питания.

Типы выпрямителей

Существует два основных типа выпрямителей — неуправляемые и управляемые.

Управляемые выпрямители: Это типы выпрямителей, напряжение которых можно изменять. Для преобразования неуправляемого выпрямителя в управляемый выпрямитель используются полевые МОП-транзисторы, IGBT или тиристоры. Они более желательны, чем их неконтролируемые аналоги. Управляемые выпрямители бывают двух типов: полупериодные и двухполупериодные выпрямители регулируемого типа. Однополупериодные управляемые выпрямители по конструкции аналогичны однополупериодным неуправляемым выпрямителям, но диод заменен тиристором.

Неуправляемые выпрямители: Как следует из названия, напряжение неуправляемых выпрямителей нельзя контролировать. Они бывают двух типов: двухполупериодный выпрямитель и двухполупериодный выпрямитель. Однополупериодный выпрямитель – это тип выпрямителя, который преобразует только полупериод переменного тока в постоянный ток. С другой стороны, двухполупериодный выпрямитель превращает как отрицательные, так и положительные полупериоды переменного тока в постоянный ток. Четыре диода используются в мостовом выпрямителе, соединенном по схеме моста Уитстона.

Мостовой выпрямитель Определение

Мостовые выпрямители подразделяются на множество типов на основе многих факторов, включая их тип питания, управляющую способность и конфигурацию мостовой схемы. В широком смысле мостовые выпрямители можно разделить на одиночные выпрямители и трехфазные выпрямители в зависимости от типа входа, с которым они работают. Оба этих типа далее подразделяются на множество типов в зависимости от типа переключающих устройств, используемых выпрямителем, и типов полууправляемых неуправляемых и полностью управляемых выпрямителей.

В электронных устройствах чаще всего используется мостовой выпрямитель.

Работа схемы мостового выпрямителя

Из принципиальных схем видно, что диоды соединены определенным образом. Название преобразователя основано на этом уникальном устройстве. Входное напряжение в мостовом выпрямителе может быть от любого источника, например, от трансформатора, используемого для повышения или понижения напряжения, или от основного бытового источника электрического тока.

В полупериоде первой фазы работы положительной цепи выпрямителя диоды D3-D2 смещаются в прямом направлении и проводят ток. Диоды D1-D4 смещаются в обратном направлении и не проводят ток в этом цикле. Поэтому они действуют как открытые выключатели. На выходе получаем положительный полупериод.

Аналогично, диоды D1-D4 смещены в прямом направлении в отрицательном полупериоде и проводят ток, а диоды D3-D2 смещены в обратном направлении и поэтому не проводят ток в этой половине цикл. На выходе снова получается положительный полупериод. Когда процесс выпрямления завершен, происходит преобразование отрицательного цикла переменного тока в положительный цикл. Два полуположительных импульса являются выходом выпрямителя. Они имеют ту же величину и частоту, что и входные.

По сравнению с тем, как работает однополупериодный выпрямитель, схема полного мостового выпрямителя состоит из другой ветви, позволяющей ему проводить во время отрицательной половины волны напряжения, что не может сделать полумостовой выпрямитель. Следовательно, на выходе мостового выпрямителя среднее напряжение вдвое больше, чем на выходе полумостового выпрямителя.

Хотя для создания двухполупериодного мостового выпрямителя используются четыре отдельных силовых диода, уже готовые компоненты для мостовых выпрямителей доступны с различными значениями тока и напряжения, которые можно непосредственно использовать для создания работающей схемы.

Форма сигнала поствыпрямления выходного напряжения не соответствует постоянному току. Таким образом, его можно преобразовать в более постоянный сигнал с помощью конденсатора для целей фильтрации. Резервуарные или сглаживающие конденсаторы, подключенные параллельно нагрузке к выходу двухполупериодного мостового выпрямителя, повышают уровень среднего выходного постоянного напряжения до требуемого среднего постоянного напряжения на выходе. Это связано с тем, что конденсатор действует не только как фильтрующий элемент, но и периодически заряжается и разряжается, эффективно повышая выходное напряжение.

Конденсатор продолжает заряжаться до тех пор, пока форма волны не достигнет своего пика, и равномерно разряжается в цепь нагрузки, когда форма волны начинает уменьшаться. Следовательно, когда выходное напряжение уменьшается, конденсатор поддерживает подачу надлежащего напряжения в цепь нагрузки, что приводит к возникновению постоянного тока.

Преимущества мостового выпрямителя

Преимущества мостового выпрямителя:

• Выходной сигнал постоянного тока имеет меньшие пульсации
• Выпрямитель высокоэффективный
• Потери мощности ниже

Недостатки мостового выпрямителя

• Мостовой выпрямитель более сложен по сравнению с однополупериодным выпрямителем.
• Потери мощности больше по сравнению с двухполупериодным выпрямителем с отводом от средней точки.

Выпрямитель с центральным отводом

Выпрямитель с центральным отводом использует два диода и трансформатор с центральным выводом.

Трансформатор центрального выпрямителя представляет собой трансформатор двойного напряжения с двумя входами и тремя выводами. Два входа — I1 и I2, а три клеммы — T1, T2 и T3. Клемма T2 подключена к центру выходной катушки, которая выполняет функцию опорного заземления. Клемма T1 создает положительное напряжение, а клемма T3 создает отрицательное напряжение относительно T2.

Ниже приведена конструкция выпрямителя с центральным отводом:

Положительный полупериод:

Т1 создает положительное, а Т2 отрицательное напряжение во время входного положительного полупериода. Диод D2 смещается в обратном направлении, в то время как диод D1 смещается в прямом направлении, создавая замкнутый путь от T1 к T2 через LR или нагрузочный резистор, как указано ниже:

положительный цикл во время входного отрицательного полупериода. Это переводит диод D2 в прямое смещение, а диод D1 — в обратное. Однако полярность через RL, резистор нагрузки остается неизменной, поскольку ток следует по пути от T3 к T1, как показано на рисунке ниже:

Выход постоянного тока этого типа выпрямителя не является ровным и устойчивым; скорее, у него есть рябь. Эти пульсации устраняются конденсатором на выходе и превращаются в устойчивый выход постоянного тока.

Применение выпрямителей

• Выпрямители используются в электросварке для получения поляризованного напряжения.
• Однополупериодные выпрямители используются в устройствах от комаров. Они также используются в AM-радио в качестве детектора пиков сигнала.
Выпрямители
• используются для модуляции, умножения напряжения и демодуляции.

Заключение

Напряжение постоянного тока используется для работы многих электронных схем. Переменное напряжение или ток можно легко преобразовать в постоянное напряжение или ток с помощью устройства, называемого диодом с p-n переходом.