Преобразовательные устройства. Двухполупериодный выпрямитель с нулевым выводом вторичной обмотки трансформатора, страница 3

S_т=(S₁+S₂)/2=1.48P_d.

К достоинствам выпрямителя с нулевым выводом по сравнению с однополупериодным можно отнести:

·  снижение типовой мощности;

·  лучшее использование трансформатора, так как отсутствует подмагничивание за счет того, что постоянные составляющие токов вторичных обмоток создают подмагничивающие силы, направленные встречно, вследствии чего магнитные потоки в сердечнике трансформатора взаимно компенсируются;

·  удвоение частоты f_d1;

·  снижение амплитуды пульсаций.

К недостатку выпрямителя с нулевым выводом относится необходимость вывода средней точки вторичной обмотки трансформатора и тщательного симметрирования полуобмоток.

Однофазный мостовой выпрямитель

В схему однофазного мостового выпрямителя (рис.2.6) входит силовой трансформатор и выпрямительный мост из четырех диодов VD1 – VD4.

Рис.2.6.Схема однофазного мостового выпрямителя.

Работу этого выпрямителя рассмотрим с помощью временных диаграмм (рис.2.7).

При появлении на вторичной обмотке положительной полуволны напряжения U_2, открыты будут диоды VD1 и VD2, через них будет протекать ток i_a=i_a1=i_a2, а на нагрузке выделяется напряжение U_d. В этот полупериод диоды VD3 и VD4 будут закрыты, и на них будет выделятся обратное напряжение U_в.

Для мостового выпрямителя справедливы следующие соотношения:

U_{d ср}= (2/)U₂=0.9U₂,

U₂=(/2) U_{d ср}=1.11 U_{d ср}.

Рис.2.7.Временные диаграммы работы однофазного мостового выпрямителя

Ток I_d= U_{d ср}/R_н распределяется поровну между парами диодов, и ток I_a для каждого диода вычисляется как

I_a=I_d/2.

Для определения коэффициента пульсаций q справедливы соотношения, использованные для выпрямителя с нулевым выводом:

q=2/(m²-1),

m = 2 для мостового выпрямителя.

Когда изменится полярность напряжения U₂, диоды VD1,2 закроются, а диоды VD3 и VD4 откроются. Процессы на них аналогичны предыдущему полупериоду.

Особенностью схемы мостового выпрямителя является то, что обратное напряжение U_в прикладывается одновременно к двум непроводящим диодам. При этом оно создается напряжением вторичной обмотки трансформатора U₂. Максимальное обратное напряжение определяется амплитудным значением напряжения U₂:

U_{в мах}=U₂=(/2) U_{d ср},

Оно вдвое меньше, чем в выпрямителе с нулевым выводом точки.

В связи с тем, что в мостовом выпрямителе ток i_a синусоидальный, а не пульсирующий и трансформатор имеет только одну вторичную обмотку. Ток I₂ находят по формуле:

I₂=U₂/R_н=(/2) U_{d ср}/R_я=(/2)I_d.

Таким образом, в рассматриваемой схеме параметры первичной обмотки I₁, U₁ связаны с параметрами вторичной обмотки коэффициентом трансформации n. Поэтому расчетные мощности обмоток получаются одинаковыми:

S₁=S₂=S_т=1.23P_d.

Достоинствами однофазного мостового выпрямителя являются:

·  снижение типовой мощности трансформатора;

·  снижение напряжения U_{в мах};

·  возможность непосредственного включения мостового выпрямителя в цепь переменного тока, если напряжение сети обеспечивает требуемую величину выпрямленного напряжения.

Эти преимущества компенсируют единственный недостаток схемы – большее число диодов, чем в выпрямителе с нулевым выводом.