Выпрямители – устройства предназначенная для преобразования энергии источника переменного тока в постоянный

Выпрямитель – устройства предназначенная для преобразования энергии источника переменного тока в постоянный.

Необходимость в таком преобразовании возникает когда питание потребителя осуществляется постоянным токам а источник питания электрической энергии является источник переменного тока.

Будем рассматривать выпрямители с потребляемой нагрузкой мощностью до нескольких сотен ват т.е маломощные.

Такие выпрямители предназначены для питания постоянным током различных систем и устройств в промышленной  электроник решающих задачи управления, регулирования, переработки, отображения инф.

При указной мощности нагрузки задача преобразования электрической энергии решают с помощью однофазных выпрямителей питающихся от однофазной сети переменного тока.

Основой схемы является выпрямитель на одном или нескольких диодах соединенных по определенной схеме трансформатор повышает или понижает напряжения с целью получения требуемой величины полученной на выходе.

В месте с тем имеются схемы выпрямителей в которых трансформатор является неотемленой частью. Например схема однофазного двух полупериудного выпрямителя с выводами нулевой точки  трансформатора.

Соотношения числа витков первичной и вторичной

 обмотки в такой схеме определяется  величиной постоянного напряжения на входе выпрямителя.

Однофазная нулевая и мостовая схемы нашли на ибольшее применение в маломощных выпрям ителей в маломощных выпрямителей однофаз ного тока.

Мгновенная величина характеризуют  кривую выпрямленного напряжение ее постоянная сос тавляющая определяет среднее значения выпря мленного значения Из рисунка видна что кри вая выпрямленного напряжения по линию пос тоянной составляющей содержит переменную.

Наличие переменой составляющей в большин стве случаев являются не желательной поэто му осуществляется фильтрацию выпрямлен ного напряжения путем подключения выхо дов выпрямителя заглаживающих фильтров.

Сглаживающие фильтры выполняют на основе реактивных элементах (дросили и конденсаторах параллельно ей.

Наличие сглаживающего фильтра оказывает значительное влияние на режим работы выпрямителя и его элементов.

Ток для сглаживания фильтр (а,в,г) нагрузка носит  активный индуктивный характер, а для фильтра  (б) активно индуктивный.

Между сглаживающим фильтром и нагрузкой иногда подключают стабилизатор напряжения обеспечивающий подержание с необходимой точностью требуемой вылечены постоянного напряжения на нагрузке в условиях изменение напряжения питающей сети и тока на нагрузке.

Работа выпрямителя при активно-индуктивной нагрузке.

Кривая напряжения Ud образует напряжением U₂ вторичной обмоткой трансформатора и имеет тот же вид что и при активной нагрузки, отличие заключаются в том что в следствии влияние индуктивности ток в цепи нагрузке получается сглаженным id.

Поскольку ток в цепи с индуктивностью от стает по фазе от напряжение максимумы тока id следует с некоторой задержкой во времени относительно Ud.

Формы кривых тока и напряжения на нагрузке одинаковы.

Если активное сопротивление обмотки дросселя принять равным за ноль то среднее значение напряжения на нагрузке равно среднему значению напряжению на выходе.

Udн=Ud=0,9U₂

При увеличении индуктивности L ее сглаживающая действие повышается и пульсации в кривой Udн уменьшается.

Изменение формы кривой Id по сравнению с активной нагрузкой приводит к изменению

Вида кривых:

ia1=i_2-1

ia2=i_2-2

Форма i1 и i2 близка к прямой, а среднее значение отличие от прямоугольной формы становится менее заметно с увеличением индуктивности. Если кривы токов I1 и I2 прямоугольной формы то:

Тогда мощности:

Кривая обратного напряжения на диоде при активно-индуктивной нагрузке

Определяется суммарным напряжением двух вторичных обмоток силового трансформатора.

Схема однофазного двухполупериодного выпрямителя с нулевым выводами.   

Необходимым элементом схемы является трансформатор с двумя вторичными обмотками W_2-1, W_2-2 cвязаных с первичной обмоткой W_1.

Коэфицент трансформации (К)

Схема соединение обмоток такова что одинаковые по величине напряжения на вторичной обмотках сдвинуты по фазе на 180 градусов.

Вторичные обмотки трансформаторов подключены к анодам диодов.

Выходное напряжения снимается между нулевой точкой трансформатора и общ. точкой соединения катодов обоих диодов.

При поступлении полуволны u1 положительной полярности на вторичных обмотках тран.

появляется напряжения U_2-1 (пол.) U_2-1 (отр.).

К аноду VD1 относительно нулевой точки прилаживается напряжения положительной полярности т.е. VD1 открыт и практически все напряжения U_2-1 прикладывается к нагрузке создавая на ней напряжение Ud.

На данном интервале анодный ток равен току нагрузке.

При расчете схемы исходными являются средние значения :

1.Выходного Ud    2.Id     3.Rн   4.Среднее значение сети U₁

Связь между действующим значением вторичного напряжения (U2)трансформатора со средним значением выпрямленного напряжение определяется:

Поскольку Ud при расчете задано то:

Выпрямленное напряжение пульсирует его мгновенная значение изменяется от максимального значение до нуля.