2015-04-20
4447
Классическая (симметричная) схема удвоения состоит из двух однотактных выпрямителей, каждый из которых использует свою полуволну напряжения.
Напряжение на нагрузке складывается из напряжений на конденсаторах С1 и С2. Если пульсации малы, то постоянная составляющая на каждом конденсаторе U01 ≈ U2m, а напряжение на нагрузке U0 ≈ 2U2m. Кроме того, при сложении компенсируется первая и все нечетные гармоники пульсаций. Поэтому схема ведет себя как двухтактная, хотя и состоит из двух однотактных схем. Недостатком симметричной схемы удвоения, с точки зрения безопасности, является отсутствие общей точки нагрузки и трансформатора.
Используется также и несимметричная схема удвоения, её отличием от предыдущей является то, что нагрузка имеет общую точку с трансформатором. Поэтому их можно соединить с корпусом, при этом основная частота пульсаций равна частоте сети.
В этой несимметричной схеме конденсатор С1 выполняет функцию промежуточного накопителя, не участвует в сглаживании пульсаций, поэтому её массогабаритные показатели хуже, чем у симметричного удвоителя. Однако есть и достоинства. Схему можно изобразить так:
Получилась регулярная структура, которую можно наращивать и получить умножитель напряжения.
Нагрузку можно подключить к любой группе конденсаторов и получить чётное или нечётное умножение. На схеме показано чётное умножение - напряжение на нагрузке U0 ≈ 6Um2. Обычно такие умножители собирают в виде единого блока и заливают компаундом. Число конденсаторов в схеме равно коэффициенту умножения.
Расчетные соотношения для рассмотренных схем можно найти в справочнике. Недостатком схем умножения является их высокое внутреннее сопротивление и низкий коэффициент полезного действия вследствие большого числа перезарядов.
Более высоким КПД обладают бестрансформаторные высоковольтные выпрямители с одновременным зарядом n штук накопительных конденсаторов С1.
Управляемые зарядный и разрядные ключи Кз и Кр работают синхронно и в противофазе. конденсаторы С1 параллельно заряжаются от сети и последовательно разряжаются на нагрузку через разрядные ключи Кр. При этом, напряжение на нагрузке в n раз больше амплитуды напряжения сети.
Контрольные вопросы
1. Принципы построения выпрямителей. Критерии качества выпрямленного напряжения.
2. Поясните принцип действия однофазного мостового выпрямителя (двухполупериодного).
3. Поясните принцип действия однофазного выпрямителя со средней точкой трансформатора.
4. Поясните принцип действия трехфазного мостового выпрямителя.
5. Поясните принцип действия трехфазного выпрямителя с нулевым выводом.
6. Поясните принцип действия многопульсного выпрямителя.
7. Влияние различных видов нагрузок на работу выпрямителей: активно – индуктивная и емкостная нагрузки.
8. Поясните внешнюю характеристику выпрямителя.
9. В каких схемах выпрямления через вторичную обмотку трансформатора протекает постоянная составляющая выпрямленного тока и как это влияет на работу трансформатора?
10. Проведите сравнительный анализ двух схем: трехфазной схемы с нулевым выводом и трехфазной мостовой схемы.
11. Проведите сравнение внешних характеристик для трехфазной мостовой и трехфазной схемы с нулевым выводом.
12. Покажите, что с увеличением пульсности выпрямителя величина выходного напряжения возрастает.Чему равен предел lim U0?
p®¥
