Однофазный мостовой (двухполупериодный) выпрямитель
Данная схема позволяет получить двухполупериодное выпрямление. Она содержит трансформатор и четыре диода, два из которых, соединяясь анодами, образуют общий минус выпрямителя, а два другие, соединяясь катодами, образуют общий плюс выпрямителя. На рисунке представлены графики зависимостей для токов и напряжений цепей.
На интервале от 0 до p фазное напряжение (U2) имеет положительное значение. При этом диоды VD1 и VD4 находятся в открытом состоянии, и положительная полуволна напряжения U2 проходит в нагрузку. В момент смены полярности U2 происходит перекоммутация вентилей (коммутируются VD3, VD2).
Достоинства однофазного мостового выпрямителя:
· высокое значение коэффициента выпрямления К0 , малый уровень пульсации напряжения (низкое значение Кп ) по сравнению с однополупериодной схемой выпрямителя.
· по сравнению со схемой "со средней точкой трансформатора" (двухполупериодной, однофазной) в схеме обеспечивается лучшее использование трансформатора и уровень обратного напряжения имеет меньшее значение.
Недостатки: коммутация двух вентилей в каждый момент времени приводит к увеличению потерь в звене выпрямителя, что нежелательно при больших токах. Наличие двух групп в схеме не позволяет размещать их на одном радиаторе без изоляции.
Получим основные соотношения для данной схемы выпрямления:
- т.к. ток через диод протекает в течение полупериода.
, где
Однофазная схема с нулевым выводом (двухполупериодная)
Схема выпрямителя представляет собой сочетание двух однополупериодных выпрямителей, работающих на общую нагрузку.
На рисунке представлены графики зависимостей для токов и напряжений цепей.
На интервале времени [0;p] потенциал точки а - положительный, а точки б - отрицательный, поэтому диод VD1 - открыт и через него протекает ток. Напряжение, снимаемое с верхней обмотки трансформатора прикладывается к нагрузке. В момент p происходит перекоммутация с VD1 на VD2, т.к. отрицательный потенциал прикладывается к катоду VD2. Таким образом через нагрузку ток протекает в одном и том же направлении в течение одного периода.
Достоинства схемы выпрямления: за счет малого числа коммутируемых элементов уменьшаются потери в выпрямительном звене, что позволяет использовать схему при высоком токе нагрузки. Существует возможность размещения полупроводников на одном радиаторе без изолятора.
Недостатки схемы выпрямления: при отключении диода за счет наведения ЭДС с работающей полуобмотки в неработающую происходит удвоение напряжения, прикладываемого к диоду в закрытом состоянии. Это не позволяет использовать схему при высоких уровнях выпрямленного напряжения. Кроме того на каждом такте участвует в работе только одна из полуобмоток, что ухудшает использование трансформатора. С точки зрения качественных показателей (К0 ,Кп ) данная схема не отличается от однофазной мостовой схемы выпрямления.
Основные соотношения для схемы выпрямителя:
.
Под габаритной мощностью трансформатора понимаем полусумму мощностей всех обмоток трансформатора, поэтому с учетом 2-х полуобмоток трансформатора в уравнение для Pmр во втором слагаемом появляется множитель, равный 2. Ток Iа протекает в течение одного полупериода и имеет синусоидальную форму, поэтому дополнительно появляется множитель, равный 1/ (поскольку ). В однофазной мостовой схеме выпрямителя Kтр = 1,23,что используется в уравнение для Pтр. Тогда, для двухполупериодной схемы имеем Kmp=1,47.
Трехфазный выпрямитель с нулевым выводом (трехфазный однополупериодный)
Данная схема содержит трехфазный трансформатор T и три диода. Нагрузка включается между точкой соединения диодов и нулевым выводом.
На рисунке представлены графики зависимостей для токов и напряжений различных цепей схемы выпрямления.
На интервале времени [t1;t2] фаза "a" имеет наибольший потенциал по сравнению с другими фазами относительно нулевой точки трансформатора , поэтому диод VD1 находится в открытом состоянии и через него протекает ток. На нагрузке напряжение изменяется по закону огибающей фазы "a". В момент t2происходит перекоммутация с VD1 на VD2, т.к. потенциал фазы "b" становится наибольшим по отношению к нулевой точке. К нагрузке прикладывается фазное напряжение.
На интервале времени [t2; t3] к первому диоду прикладывается линейное напряжение между фазами "b" и "a" и он находится в закрытом состоянии. В момент t3 прикладывается линейное напряжения Uca, так как происходит переключение вентилей (с VD2 на VD3).
К недостатком этой схемы можно отнести:
· Высокий уровень обратного напряжения (среднее напряжение - фазное, обратное - линейное), что не позволяет использовать данную схему при повышенных уровнях напряжения.
· Ток во вторичной цепи трансформатора протекает в течение одной третьей части периода и имеет одностороннее направление, что увеличивает габаритные размеры трансформатора. Для исключения подмагничивания сердечника необходимо делать запас по намагниченности (уменьшать значение Bm), что приводит к дополнительному увеличению габаритов трансформатора. Иногда в сердечник трансформатора вводят воздушный зазор.
· Более низкие качественные показатели (K п , K0) по сравнению с двухполупериодной схемой выпрямления.
· Индуктивность рассеяния трансформатора влияет на форму выпрямленного напряжения, что является ограничением по мощности. При этом снижается уровень выпрямленного напряжения, и возрастают пульсации.
· С точки зрения монтажа схемы - исключена возможность соединения вторичной цепи треугольником из за нулевого вывода.
Достоинствами схемы выпрямления являются:
· более высокие токи нагрузки по сравнению с двухтактной схемой (малые потери из-за того, что в работе участвует один вентиль в любой момент времени).
· с точки зрения монтажа - существует возможность размещения полупроводников на одном радиаторе.
Основные соотношения:
Kmp=1,35
Дата добавления: 2015-12-16; просмотров: 2961;