Расчетные мощности обмоток трансформатора определяются произведениями действующих значений тока и напряжения:
, 
(13)
Расчетная (типовая) мощность трансформатора:
(14)
На рис.5.5 приведена принципиальная
схема мостового выпрямителя. Переменное напряжение подводится к диагонали моста
"а - b", а нагрузка включается в другой его диагонали между
положительным (с) и отрицательным (d) полюсами. В такой схеме вентили
пропускают ток попарно: при положительном потенциале точки (а) ток проводят вентили
V1, V4, включенные последовательно, а в следующий полупериод
работают вентили V2, V3.
Рассмотрим работу этой схемы на активную нагрузку. Временные диаграммы, поясняющие принцип работы схемы, изображены на рис. 5.6.
При работе на активную нагрузку среднее значение выпрямленного напряжения:
(15)
(16)
(17)
Действующее значение тока диода:
(18)
(19)
Преимущества мостовой схемы перед схемой с нулевым выводом:
1. Обратное напряжение на вентилях в 2 раза меньше.
2. Вдвое меньше число витков трансформатора при одинаковой мощности нагрузки.
3. Трансформатор имеет обычное исполнение, так как нет вывода от нулевой точки.
4. Расчетная мощность трансформатора на 25 % меньше, следовательно, уменьшаются размеры и масса.
5. Эта схема может работать и без трансформатора, если напряжение сети подходит по величине для получения необходимого значения выпрямленного Uно и не требуется электрическая изоляция цепей постоянного и переменного тока.
|
Для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения между выпрямителем и нагрузкой включается фильтр (емкостной или индуктивный). Сущность сглаживающего действия емкости фильтра сводится к тому, что при увеличении выпрямленного напряжения конденсатор заряжается, то есть, накапливает электрическую энергию. При уменьшении же выпрямленного напряжения конденсатор, разряжаясь на нагрузку, поддерживает уровень напряжения на выходе. Диаграммы мгновенных значений напряжений и токов на нагрузке для этого случая изображены на рис. 5.7, а для вторичной обмотки трансформатора и одного из вентилей (с учетом коммутационных процессов)– на рис. 5.8.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Как видно из диаграммы ток нагрузки состоит из постоянной и пульсирующей составляющих, последняя из которых обусловлен наличием разности между величинами Ud и E (площади S1 и S2).
Величина пульсаций определяется по следующей формуле:
Процесс перехода тока от одной ветви схемы к другой в результате чего меняется контур электрического тока, называется коммутацией. Наличие индуктивности трансформатора задерживает выключение диода, выходящего из цепи тока, и обуславливает появление интервала коммутации, который называется углом коммутации g , измеряется в электрических градусах и может быть вычислен по следующей формуле:
где Ха – индуктивность входной цепи,
m – число фаз вторичной обмотки трансформатора.
|
На интервале коммутации одновременно проводят ток
диоды, аноды и катоды которых объединены в общую точку, а другие выводы связаны
с разными фазами трансформатора. Коммутация сопровождается внутренним межфазным
коротким замыканием (т.е. напряжение на выходе выпрямителя равно нулю), что
влияет на формы кривых выпрямленного напряжения ud и
токов в обмотках трансформатора (рис.5.9). Как видно из рисунка во время
коммутации вентилей на напряжении нагрузки имеется провал, в результате чего
происходит уменьшение среднего выпрямленного напряжения. Потери выпрямленного напряжения
на рисунке заштрихованы и могут быть вычислены следующим образом:
.
Откуда видно, что среднее значение выпрямленного напряжения из-за коммутации прямо пропорционально выпрямленному току Id, индуктивному сопротивлению рассеяния трансформатора и питающей сети Х2, числу выводов вторичной обмотки трансформатора m2 и числу вентилей nK, подключаемых к каждому выводу.
Исходя из средних значений выпрямленного напряжения холостого хода, и потери этого напряжения из-за коммутации DUx, внешняя характеристика неуправляемого выпрямителя Ud=f(Id) представляется выражением:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.