Содержание курса лекций по дисциплине: “Основы преобразовательной техники”, страница 7

В разные полупериоды питающего напряжения ток во вторичной обмотке трансформатора протекает в противоположных направлениях, поэтому в схеме отсутствует поток вынужденного намагничивания.

Принцип действия:

Принцип действия рассмотрим, приняв нагрузку выпрямителя чисто активной.

 При полярности напряжения на вторичной обмотке трансформатора ±U₂ (n=0¸p) ток протекает по цепи +U₂®VD1®R_H®VD4®-U₂.

При обратной полярности напряжения на вторичной обмотке трансформатора     U₂  (n=p¸2p)  ток протекает по цепи   ÅU₂®VD3®R_H®VD2®U₂.

Рис.  31 - Временные диаграммы работы однофазного мостового выпрямителя

Особенности однофазной мостовой схемы выпрямления:

1.  Поток вынужденного намагничивания отсутствует.

2.  По первичной обмотке трансформатора протекает синусоидальный ток.

3. Однофазная схема с выводом нуля трансформатора.

Устройство схемы:

В этой схеме каждый вентиль подключен ко вторичной обмотке трансформатора (w₂₁ = w₂₂). Схема соединения обмоток такова, что одинаковые по величине напряжения на выводах вторичных обмоток (U₂₁ и U₂₂) сдвинуты по фазе на 180° относительно общей (нулевой) точки. Выходное напряжение Uн снимается между нулевой точкой трансформатора и общей точкой соединения катодов обоих вентилей.

Принцип действия рассмотрим, приняв нагрузку выпрямителя чисто активной.

Принцип действия:

При полярности напряжения на вторичной обмотке трансформатора ±U₂₁ (n=0¸p) ток в схеме протекает по цепи +U₂₁®VD1®R_H®«0».

При обратной полярности напряжения на вторичной обмотке трансформатора U₂₂  (n=p¸2p) ток протекает по цепи ÅU₂₂®VD2®R_H®«0».

Особенности однофазной схемы с выводом нуля трансформатора:

1.  Поток вынужденного намагничивания отсутствует, так как в разные полупериоды питающего напряжения ток во вторичной обмотке трансформатора течёт в разных направлениях.

2.  Максимальное обратное напряжение на вентилях вдвое больше, чем в мостовой схеме.

Литература: [3], с. 354 – 358; [2], с. 190 – 193; [1], с. 290 – 293.

Лекция № 5

Фильтрация выпрямленного напряжения

Напряжение на нагрузке является пульсирующим. Его мгновенное значение u_н изменяется в течение полупериода от максимального значения до нуля. Напряжение u_н помимо постоянной составляющей U_н содержит переменную составляющую, представляющую собой сумму гармоник. Разложение в ряд Фурье кривой u_н позволяет определить амплитуды этих гармоник.

;

- первая гармоника.

Гармонические составляющие имеют разную амплитуду, но наибольшую амплитуду имеет первая гармоника.

Сглаживающие фильтры применяют для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения до уровня, который требуется по условиям эксплуатации в устройствах, питаемых данным выпрямителем. Для оценки качества выпрямленного напряжения используют следующие величины.

 - коэффициент пульсации.

 - коэффициент сглаживания.

 - коэффициент фильтрации.

- потери напряжения на устройстве сглаживающем пульсации.

-  коэффициент сглаживания.

Типы фильтров

Для сглаживания пульсаций применяют:

1.  Пассивные  фильтры(R, L, C).

2.  Активные  фильтры (включают в себя кроме пассивных элементов ещё и активные - транзисторы).

1. Пассивные фильтры

1.1.«С» фильтр

Устройство схемы: ёмкость включается параллельно на­грузке и шунтирует ее по переменной составляющей тока (напря­жения). Важно, чтобы сопротивление конденсатора для основной гармоники пульсаций было много меньше сопротивления нагрузки, так как только в этом случае падение напряжения от переменной составляющей тока на параллельно включенных конденсаторе и нагрузке будет мало .

Недостаток: применяется только для маломощных потребителей, при R_н ® ¥.

1.2.«L» фильтр