Однофазные выпрямительные устройства. Исследование влияния сглаживающих фильтров на выпрямленные напряжение и ток, страница 2

При однополупериодном выпрямлении используется только одна половина периода переменного тока. Для использования обеих полуволн переменного напряжения широко применяется предложенная в 1901 г. акад. В. Ф. Миткевичем схема двухполупериодного выпрямления (рис. 7-9), которая содержит два вентиля, включенные на встречу друг другу. В ней приемник включается между общей точкой двух вентилей и серединой вторичной обмотки трансформатора. Если в каждой половине этой обмотки считать положительным то направление тока, при котором соответствующий вентиль пропускает ток (от анода к катоду), то ток в каждой половине обмотки и в каждом вентиле будет синусоидальным в течение положительного (для этой половины) полупериода и равным нулю в течение отрицательного полупериода. Но в нагрузке положительные направления обоих токов совпадают, и поэтому через нее ток будет проходить в течение обоих полупериодов, совпадая с током одного вентиля в течение одного полупериода и с током другого вентиля в течение другого. Понятно, что постоянная составляющая тока нагрузки будет теперь вдвое больше, чем при однополупериодном выпрямлении, и при идеальных вентилях выразится формулой:

I₀ = I_m = 0.64 I_m

Действующее значение:

I =  = I_m /

Т.е. действующее значение выпрямленного тока будет теперь в  раз больше, чем при однополупериодном выпрямлении. В этом случае действующее значение выпрямленного тока будет равно действующему значению синосоидального переменного тока.

При двухполупериодном выпрямлении активная мощность (при отсутствии в цепи Lи С) равна полной мощности.

Схема В. Ф. Миткевича требует наличия делителя напряжения в виде трансформатора, автотрансформатора, двух одинаковых сопротивлений и т. п. В ряде случаев более выгодно применение м о с т о вой схемы двухполупериодного выпрямления — схемы Греца (рис. 7-10). В этой схеме четыре вентиля образуют четыре плеча выпрямительного моста. В одну диагональ включается источник переменного тока, а в другую — нагрузка, питаемая выпрямленным током. Ток проходит всегда через два вентиля, находящиеся в противолежащих плечах моста. Одну половину периода два вентиля пропускают ток i₁, а другие два вентиля заперты. Вторую половину периода через вторые два вентиля проходит ток i₂, а первые два вентиля заперты. Через нагрузку ток проходит всегда в одном и том же направлении. Кривая выпрямленного тока при мостовой схеме та же, что и при схеме В.Ф. Миткевича, поэтому для нее справедливы все приведенные выше соотношения двухполупериодного выпрямления.

Программа работы

4.4.1. Лабораторная рабога проводится на панели № 5. Следует ознакомиться с однофазным выпрямительным устройством, схема которого приведена на рис.7.

4.4.2 К исследуемому выпрямителю подключигь:

а)         цифровые вольтметры для измерения вторичного напряжения трансформатора и выпрямленного напряжения на нагрузке, б)   амперметр для измерения выпрямленного тока на нагрузке;

в) осциллограф для наблюдения и регистрации формы выпрямленного напряжения на нагрузке;

г) источник питания выпрямителя - истопник регулируемого напряжения, установив U_вх =  U₁ =  220 В.

4.4.3. Исследовать выпрямитель, собранный по однополупериоднои схеме при работе без сглаживающих фильтров. При этом выключатели B₂, B₃ и В4 разомкнуты, выключатель В₁ в  положении „Выкл.”, выключатели B₅ и В₆ замкнуты. Результаты всех измерении занести в табл. 1. На экране осциллографа установить размер осциллограммы по вертикали 30 - 40 мм и зарисовать осциллограмму. Осциллограммы всех последующих опытов должны быть зарисованы в принятом масштабе при неизменной частоте.

4.4.4. Исследовать выпрямитель, собранный по однополупериодной схеме при работе со сглаживающими фильтрами:

а)   емкостным, при этом выключатели B₃ и В₄ замкнуты;

б)  индуктивным (выключатель В₅ разомкнут), в)         смешанным (выключатели B₃ и В₄ замкнуты, В₅ разомкнут). Результаты измерений занести в табл. 1. С осциллографа зарисовать осциллограммы.

4 4.5. Исследовать выпрямитель, собранный по двухлолупериодной схеме, при этом выключатель В₂ замкнут. Опыты провести при работе выпрямителя без сглаживающих фильтров и с сглаживающими фильтрами, аналогично пунктам 4.4.3 и 4. 4. 4, зарисовывая с осциллографа осциллограммы, результаты занести в табл. I.

Примечание:

U₁ - напряжение питающей сети;

U_2m, U₂ - половина действующего напряжения и его амплитудное значение на вторичной обмотке трансформатора;

r_н - сопротивление нагрузочных резисторов;

К_п - коэффициент пульсации;

U_ор, I_ор - расчетные выпрямленные значения напряжения и тока нагрузки

(расчет по формулам (4.1) и (4.2))