<< < предыдущая 1 2 / 6 2 3 4 5 6 следующая > >>

2. Параметры необходимые для выбора вентилей в выпрямителе, это?

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 2

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

3. Как определить максимальное обратное напряжение вентиля в однофазной нулевой схеме выпрямления?

4. Проектные параметры трансформатора для схем выпрямителей.

5. Каким образом величина индуктивности в нагрузке влияет на форму выпрямленного тока?

6. Почему в управляемом выпрямителе при индуктивной нагрузке ток включенного вентиля сохраняет свое направление даже при смене полярности напряжения вторичной обмотки трансформатора?

7. Чем объясняется появление интервалов с отрицательным выходным напряжением при индуктивном характере нагрузки?

8. Внешняя характеристика выпрямителя, это? Объяснить характер этой зависимости.

9. Регулировочная характеристика выпрямителя это? Объяснить разницу регулировочных характеристик при активной и индуктивной нагрузках.

ОДНОФАЗНАЯ МОСТОВАЯ СХЕМА ВЫПРЯМЛЕНИЯ

1. Схема выпрямителя.

Схема выпрямителя приведена на рис.2.1.

2. Принцип действия.

Мостовая схема является однофазной ( p = 1) двухполупериодной ( q = 2) схемой выпрямления. (Здесь p – количество фазных обмоток трансформатора, напряжение которых выпрямляется, q – количество используемых полупериодов напряжения каждой фазы).

Диаграммы напряжений и токов отражающие принцип работы схемы при активном характере нагрузки приведены на рис.2а.

Работа схемы:

1) Положительная полуволна питающего напряжения ( ) u ₂ > 0 :

- открыты B 1 , В4 , u_d = u ₂ ;

- B 2,В3 закрыты, i_B ₂ = i_B ₃ = 0;

Здесь сопротивление нагрузки .

2) Отрицательная полуволна питающего напряжения ( ) u ₂ < 0 :

- открыты B 2 , В3 , u_d = - u ₂ ;

- B 1,В4 закрыты, i_B ₁ = i_B ₄ = 0;

3. Основные соотношения.

Мостовая, как и нулевая схема, дает двухполупериодное выпрямление. Форма выпрямленных напряжения и тока одинаковы. Поэтому основные соотношения для обеих схем в основном совпадают.

Отличие составляют:

- Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора, которая в мостовой схеме работает оба полупериода . Оно в этом случае равно

- Максимальное обратное напряжение вентилей , которое для мостовой схемы равно

= 1,57 U_d ,

это в два раза меньше обратного напряжения нулевой схемы, что определяет ее преимущества для использования в высоковольтных выпрямителях.

Кроме того мостовая схема, по сравнению с нулевой, имеет удвоенное прямое падение напряжения в вентилях. Это ограничивает использование мостовых схем в низковольтных выпрямителях.

Особенностью работы схемы при индуктивном характере нагрузки состоит в том, что при, достаточно большой индуктивности ( теортически ωL=∞), ток нагрузки остается практически неизменным (Рис.2б.) В током случае I _В _max = I_d . В силу прямоугольной формы тока меняется также величина действующего значения тока вентиля, которое в этом случае равно

I_B =

В табл.2.1. для сравнения приведены расчетные соотношения для двух однофазных схем выпрямления: нулевой и мостовой, при активном (ωL= 0) и активно-индуктивном характере нагрузки (ωL= ∞) [1,2].

Таблица 2.1.

	Нулевая схема		Мостовая схема
	ωL=0	ωL= ∞	ωL=0	ωL= ∞
Параметры нагрузки
Выпрямленное напряжение - U_d	0,9		0,9
Коэффициент пульсаций - к_П	0,67		0,67
Параметры вентилей
Среднее значение тока - I_B_ср	0,5 I_d		0,5 I_d
Максимальное значение тока- I_Bm	1,57 I_d	I_d	1,57I_d	I_d
Действующее значение тока- I_B	0,785I_d	0,707 I_d	0,785I_d	0,707 I_d
Максимальное обратное напряжение - U_{обр.макс.}	3,14U_d		1,57 U_d
Параметры трансформатора
Напряжение вторичной обмотки - U ₂	1,11 U_d₀		1,11 U_d₀
Действующее значение тока вторичной обмотки - I₂	0,79 I_d	0,707 I_d	1.11 I_d	I_d
Действующее значение тока первичной обмотки- I₁	1,11I_d	I_d	1,11I_d	I_d
Габаритная (типовая) мощность трансформатора - S_T	1,48P_d	1,34 P_d	1,23P_d

4. Работа схемы на активно-емкостную нагрузку.

Особенности работы схемы связаны с тем, что открытие вентиля определяется, с одной стороны, положительным напряжением вторичной обмотки u ₂, приложенным к его аноду, и, с другой - напряжением заряженной емкости u _С, приложенным к катоду вентиля. В результате каждый вентиль проводит ток только в течение части полупериода продолжительностью λ= 2θ (рис.2.3.). интервал λ называется углом проводимости, а угол θ, определяющий моменты включения и выключения вентиля, называется углом отсечки. В моменты открытого состояния вентилей (когда u ₂ > u _С ) происходит зарядка емкости. При u ₂ < u _С вентили закрыты, а емкость разряжается на активное сопротивление нагрузки R_d .

В предположении, что емкость пульсациями выпрямленного напряжения можно пренебречь. Тогда u_d = U_d .

Выпрямленный ток в этом случае определяется соотношением

где R _Ф - сопротивление фазы, которое включает сопротивление первичной обмотки трансформатора , приведенное ко вторичной цепи, сопротивление вторичной обмотки трансформатора R ₂ и прямое сопротивление вентилей R_B.

R _Ф = + R ₂ + R_B

Величина угла отсечки и среднее значение выпрямленного напряжения определяется равенством u ₂ = u _С

U ₂ sin θ = U_d .

Среднее значение выпрямленного тока в свою очередь зависит от угла θ

С другой стороны .

В результате угол θ можно определить из соотношения

tg θ – θ =

Из-за сложности выражений для определения угла θ и сложности зависимостей токов и напряжений от этого узла в расчетах выпрямителей с емкостной нагрузкой используются номограммы (графики) задающие угол θ и коэффициенты, определяющие основные параметры схемы, в функции параметра А = .

U ₂ = B U_d ; I_Bmax = FI_d ; I_B _ср =В I_d ; U _Обр. _max = (1+ B ) U_d ;

Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения .

На рис.2.4. приведены графики зависимостей θ(А); В(А ); F(A); H(A).

Рис.2.4.

5. Экспериментальное исследование схемы

5.1. Цели эксперимента :

- исследование особенностей работы мостового выпрямителя на нагрузку с емкостной реакцией в сравнении с режимами активной и индуктивной нагрузок.

- измерение параметров нагрузки, вентилей и трансформатора в указанных режимах;

5.2. Схема эксперимента.

5.3. Измерение параметров выпрямителя при изменении характера нагрузки.

Смонтировать схему эксперимента ( Рис.2.5.).

Измерить приведенные в табл.1 параметры для активной R_d = 100 Ом и активно-индуктивной R_d = 100 Ом , L_d =1,0 Гн нагрузки.

При фиксированном активном сопротивлении нагрузки R_d = 100 Ом , устанавливая величину емкости С _d = 0; 1 мкФ; 10 мкФ ; 100 мкФ измерить выпрямленные ток и напряжение , токи и напряжения первичной и вторичной обмоток трансформатора. С помощью осциллографа определить интервал проводимости λ, коэффициент пульсации к_П выпрямленного напряжения. Результаты эксперимента занести в табл.2.1. ω L = ∞)

Таблица 2.2.

Характер нагрузки	I_d	U_d	к_П	λ	I_B	I₂	U₂	I₁	U₁
Активная R_d = 100 Ом
Активно-индуктивная L_d = 1,0 Гн
Активно-емкостная С _d = 1 мкФ
Активно-емкостная С _d = 10 мкФ
Активно-емкостная С _d = 100 мкФ

Контрольные вопросы

1. Принцип действия однофазной мостовой схемы выпрямления.

<< < предыдущая 1 2 / 6 2 3 4 5 6 следующая > >>