Другие предметы \ Электропитание устройств автоматики, телемеханики и связи

Электропитание устройств автоматики, телемеханики и связи: Общие указания, по выполнению лабораторных работ, страница 2

Рис.1 Функциональная схема выпрямительного устройства

Основным элементом выпрямительного устройства является электрическии вентиль - нелинейный прибор, сопротивление которого для прямого направления тока в сотни-тысячи раз меньше, чем для обратного направления. В качестве вентилей в устройствах электропитания на железнодорожном транспорте в настоящее время применяются полупро водниковые вентили (диоды), отличающиеся хорошими

5

электрическими характе­ристиками,  высокой экономичностью, малыми габаритами и весом, низкой стоимостью.

   В устройствах автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном

транспорте получили распростра­нение следующие схемы выпрямле­ния переменного тока:

1)однофазные:однополупериодная (однопульсная),двухполу-     
периодная (двухпульсная) с нулевым выводом, мостовая   (двухпульсная);

2)трехфазные:  однополупериод-
ная (трехпульсная), мостовая
(шестипульсная).

Схемы   выпрямления однофазно­го тока применяются при неболь­ших мощностях выпрямительных устройств (до I кВт).  Они дают неравномерную нагрузку на сеть трехфазного переменного тока   и требуют дорогостоящих сглаживающих фильтров.  При мощностях более I кВт обычно применяют трехфаз­ные схемы выпрямления,  которые равномерно нагружают   трехфазную сеть и не требуют громоздких и дорогостоящих фильтров.

Простейшей схемой выпрямления является однофазная однополупе-риодная (однопульсная), представленная на рис. 2,а. Диаграммы напряжения   вторичной обмотки трансформатора U2.  выпрямленных напряжения Uo и тока i0 в на­грузке RH приведены на рис.2,6. Вентиль считается идеальным:  его прямое сопротивления rпр=0,  а обратное rобр=. Напряжение

Uo на нагрузке в проводящую часть периода равно

напряжению U2 трансформатора; в непроводящую часть периода

напряжение U2полностью прикладывается к вентилю в обратном

6

направлении, U0 = 0. Напряжение на нагрузке U0 имеет пульсирующий характер, частота пульсаций f1 равна частоте питающей сети f = 50 Гц.

Пульсирующее выпрямленное напряжение U0(wt)в соответствии с разложением в ряд Фурье может быть представлено как сумма постоянной составляющей U0и бесконечно большого числа переменных гармонических составляющих (пульсаций) с амплитудами Umn , имеющих частоты, крат­ные частоте питающего напряжения f. Из переменных составляющих вы­прямленного, напряжения наибольшую амплитуду всегда имеет составляю­щая наименьшей (так называемый основной) частоты f1, поэтому по ней можно судить о величине пульсаций.

Отношение амплитуды основной гармоники Um1 к постоянной составляю­щей U0 выпрямленного напряжения называется коэффициентом пульсации:

Чем меньше коэффициент пульсации, тем больше форма выпрямленного напряжения. Приближается к прямой линии. Для рассматриваемой схемы выпрямления кп = 1,57.

Основные соотношения электрических величин для однофазной однополупериодной схемы приведены в табл.  I.

В однофазной однополупериодной схеме выпрямленные напряжение и ток имеют большие пульсации, трансформатор плохо используется(в вторичной обмотке протекает ток только в течении полупериода), а в сердечнике его

7

ну,  а токи через них проходят, по­очередно каждый полупериод так же, как и токи вентилей   iв.

Графики изменения выпрямленного тока i0 и напряжения U0  (рис.3,6) наглядно показывают преимущество этой схемы по сравнению с однополупериодной,  так как среднее зна­чение выпрямленного тока I   в этой схеме в два раза больше, чем в однополупериодной.  Поскольку, кривые токов вторичной обмотки трансформа- тора состоят из полуволны синусоиды, причем в первый полупериод ток про­ходит по верхней половине обмотки см.рис.  3,а) в одном направлении, а во второй полупериод - по нижней половине обмотки в другом направле­нии магнитный, поток трансформатора будет   изменяться   по гармониче­скому закону,  и подмагничивание сердечника   трансформатора  не произойдёт.      

Основные соотношения для однофаз-ной двухполупериодной схемы выпрям­ления приведены в табл.  I.

Рассмотренная двухполупериодная схема выпрямления выгодно отличается от однополупериодной схемы меньшей величиной пульсаций и в два раза большим значением тока в нагрузке. Однако эту схему нельзя использовать без трансформатора,  причем трансфор­матор обязательно должен иметь вывод средней точки вторичной обмотки.

Однофазная мостовая схема выпрям­ления приведена;на рис. 4,а. Она со-
Скачать файл