Диод.
Трансформатор.
1. Напряжение u0 на нагрузке равно
u0=2u2m/π.
2. Действующее значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора равно u2
u2 = (πu0)/(2).
3. Действующее значение тока i2 через вторичную обмотку трансформатора определим по формуле
i2 = πiо/4.
1. Обратное напряжение на диоде u0бр (смотри вторичные обмотки трансформатора)
u0бр.= 2u2m= πu0.
2. Ток ivd.пр, протекающий в прямом направлении через диод, равен
ivd.пр = iо.
пульсации напряжения.
1.Величина переменной составляющей напряжения на выходе выпрямителя
u~ 1= (2/3)u0.
2. коэффициент пульсации на выходе (на нагрузке) равен
кп.вых=2/3 = 0,67.
коэффициент сглаживания выходного напряжения qсгл . В общем случае этот коэффициент определяется как отношение коэффициента пульсации на входе фильтра кп.вх к коэффициенту пульсации на выходе фильтра кп.вых
qсгл. = кп.вх/ кп.вых = (u~1/ u0)/ (u~н/ uн) = (uн/ u0)/ (u~1 /u~н).
9 .Ч астота выпрямленного напряжения определяется по формуле
f0 =2fc.
10.фазность выпрямителя равна (число импульсов выпрямленного напряжения)
|
|
m =2.
11. Типовая (габаритная) мощность трансформатора определяется по формуле
Ртип = 2u2i2 = 1,48Р0.
12.Эффективность сглаживания пульсаций напряжения на нагрузке обеспечивается при условии, когда
LC= (qсгл.+ 1)/ m2ὼ2;
Lкр. = (2 Uн)/((m2 –1) m ὼ iн.min.)
5.4.Трехфазная однотактная схема (Миткевича) выпрямителя
Используется для получения напряжения постоянного тока U0 до 100В и токах i0 до нескольких десятков миллиампер при емкостном характере нагрузки. При индуктивном характере схема используется редко на мощности несколько большие. Преимущество схемы по сравнению с однофазными схемами заключается в меньшей амплитуде пульсации и в том, что частота пульсации равна утроенной частоте питающей сети f=3fс, коэффициенте пульсаций Кп=0,25.
а Рис.5 б
Эта схема равномерно загружает трехфазную сеть.
Принцип действия рассматриваемой схемы сводится к тому, что любой момент времени открыт диод той фазы, напряжение в которой наибольшее и положительное.
Недостатком схемы является низкий коэффициент использования трансформатора, большое обратное напряжение, приходящееся на один диод,
Uобр.= 2U0,
вынужденное намагничивание трансформатора.
Действующее значение напряжения равно
U2 = 0,855 U0.
Прямой ток протекающий через диод схемы выпрямителя равен
ivd.пр. = 0,33i0.
коэффициент пульсации на выходе выпрямителя равен
кп = 0,25.
Частота тока = 3fc.
Фазность схемы m =3.
5.5.Трехфазная мостовая схема (Ларионова) выпрямителя
Трехфазная мостовая схема (m=6) включается в трехфазную сеть переменного тока, равномерно загружая ее. она широко используется как для получения низких (U0≥10 В), так и высоких напряжений (до нескольких десятков киловольт) при токах нагрузки от сотен миллиампер до десятков и сотен (а то и тысяч) ампер (при больших мощностях схема работает на индуктивную, а при малых – на емкостную нагрузку).Трехфазная мостовая схема является энергетически наиболее экономичной; обратное напряжение, приходящееся на один диод в этой схеме мало (Uобр. ≈ U0), коэффициент пульсации на ушестеренной частоте напряжения сети (f = 6fс) самый малень-кий из всех схем и равен Кп = 0,057 (теоретически).
|
|
а Рис.6 б
Трехфазная мостовая схема может быть включена непосредственно в питающую трехфазную сеть без промежуточного трансформатора.
Принцип действия рассматриваемой схемы сводится к тому, что в любой момент времени в четной группе диодов открыт диод той фазы, напряжение в которой наибольшее и положительное, а в нечетной группе диодов открыт диод той фазы, напряжение в которой наибольшее и отрицательное.
1.Первичные и вторичные обмотки трансформатора включаются по схеме звезда-звезда Uобр.= 2U0.
2.Среднее значение выпрямленного напряжения U0 связаны с действующим значением напряжения во вторичной обмотке трансформатора соотноше-нием U0 = 2,34U2.фаз.
3.Действующее значение напряжения
U2.фаз. =0,43 U0.
4.Линейное значение напряжения во вторичной обмотке трансформатора
U2л = (0,74 U0) = U2 фаз √3.
5.Действующее значение тока во вторичной обмотке
I2 = 0,815 I0.
6.Коэффициент трансформации трансформатора
Кт= u2/u1.
7.Действующее значение тока в первичной обмотке
i1 = Кт i2.
8. Типовая (габаритная) мощность трансформатора определяется
Ртип = 1,045Р0.
9.Обратное значение напряжения на диоде
Uобр = 1,45U0.
10.Прямой ток через диод найдем из выражения
IVD.пр. = 0,33I0.
11.коэффициент пульсации на выходе выпрямителя равен
Kкп = 0,057 (5,7%).
12. .Частота выпрямленного напряжения определяется по формуле
f0 = 6fc.
13 .фазность выпрямителя равна (число импульсов выпрямленного напряже-ния) m = 6.
14. Коэффициент сглаживания q сгл. пульсации выходного напряжения с емкостным фильтром равен q сгл. = (mὼСRЭКВ.)/RH .
Схема может работать без трансформатора на активный, емкостной и индуктивный характер нагрузки. Эта схем энергетически наилучшая из всех рассмотренных.
К недостаткам схемы можно отнести большое количество диодов (шесть). Одновременно ток проводят два диода, что приводит к увеличению падения напряжения на них, а, следовательно, ухудшению коэффициента полезного действия. Этот недостаток относится к случаям, когда необходимо на нагрузке получить малые значения напряжения (3-12 вольт).