Основные понятия и определения электроники. Компонентная база электроники, страница 27

Как видно из таблицы 8.1, каждый диод открыт два такта. В результате, на нагрузке формируется выпрямленное напряжение, представляющее собой огибающую системы линейных (междуфазных) синусоид трехфазного напряжения.

Трехфазный мостовой выпрямитель имеет более высокое качество выпрямления, чем все вышерассмотренные выпрямители.

Трехфазные неуправляемые выпрямители применяются для питания двигателей постоянного тока, а также для создания электрических сетей постоянного тока.

Основные параметры выпрямителей: среднее значение выпрямленного напряжения U_d ; средний ток в нагрузочном устройстве I_d = ^Ud ;

R_н средний прямой ток диода I_пр.ср; максимальное обратное напряжение на закрытом диоде U_{обр max} ; коэффициент пульсации r (отношение амплитуды основной гармоники выпрямленного напряжения к среднему напряжению U_d ); кратность частоты основной гармоники выпрямленного напряжения к частоте сети (число пульсаций за период) m. В таблице 8.2 приведены расчетные соотношения для определения основных параметров рассмотренных выше выпрямителей для действующего значения напряжения вторичной обмотки трансформатора U₂ .

Таблица 8.2

Связь между параметрами неуправляемых выпрямителей

Схема

                                                                                         Двухполу-        Трехфазный

Параметр Двухполупериодный             периодный выпрямитель Трехфазный

                                         выпрямитель                                                                   мостовой

мостовой       с нулевым с нулевым проводом    выпрямитель

                                                                                     выпрямитель        проводом

U_d    0,9 U ₂          0,9 U ₂          1,17 U₂         2,34 U ₂ I_d     0,9 U₂ / R_н     0,9 U₂ / R_н        1,17 U₂ / R_н   2,34 U₂ / R_н

I_пр.ср                             I_d /2                        I_d /2                   I_d /3                  I_d /3

Uобр max 2 2 U2 2 U2 6 U 2 6 U 2 r 0,67 0,67 0,25 0,057 m 2 2 3 6

8.2. Сглаживающие фильтры

Сглаживающий фильтр – это фильтр низких частот, предназначенный для сглаживания напряжения на выходе выпрямителя. В зависимости от применения активных и реактивных элементов бывают С-фильтры, L-фильтры, RC-фильтры, LC-фильтры и др.

Качество сглаживающего фильтра оценивается по значению коэффициента пульсации напряжения на выходе фильтра:

DU^ф

                                                     p_вых = ,                                    (8.1)

Uф

где DU_ф – максимальный размах пульсаций; U_ф – среднее значение выходного напряжения фильтра.

Схема и диаграммы работы С-фильтра, подключенного к двухполупериодному выпрямителю, приведены на рис. 8.5.

В процессе работы конденсатор С заряжается выпрямленным напряжением U₂ до тех пор, пока значение напряжения на нем не превысит максимальное значение U₂ . После этого конденсатор разряжается, отдавая свою энергию в нагрузку. Время разрядки конденсатора приблизительно вдвое превышает время его зарядки. Значение снижения напряжения на конденсаторе за время его разрядки зависит от емкости конденсатора и сопротивления нагрузки и, соответственно, определяет значение размаха пульсаций DU_ф.

Чем больше емкость конденсатора С и чем выше сопротивление нагрузки R_н , тем меньше размах пульсаций. И, наоборот, при снижении емкости конденсатора и сопротивления нагрузки размах пульсаций увеличивается. Эффект сглаживания достигается за счет того, что конденсатор не успевает полностью разрядиться. Для С-фильтра коэффициент пульсаций рассчитывается по формуле

0,3 T

                                                  p_вых = ,                                 (8.2)

2 C R_н

где T – период сетевой частоты.