10.5. Двухполупериодная схема. 10.6. Мостовая схема. 10.7. Трехфазные схемы выпрямления

10. 5. Двухполупериодная схема

На рис. 10. 11 изображена двухполупериодная схема, где Т – трансформатор с отводом от середины вторичной обмотки, VD₁ и VD₂ – полупроводниковые диоды, a R – нагрузка.

Рис. 10. 11

Эту схему можно рассматривать как две самостоятельные однополупериодные схемы, имеющие общую нагрузку. В ней диоды VD₁ и VD₂ оказываются открытыми в разные половины периода переменного напряжения, и поэтому ток через нагрузку R протекает в обе половины периода, пульсируя с двойной частотой (рис. 10. 12. ).

Рис. 10. 12

 

Ток, протекающий через каждый диод равен

                                         10. 5

 

Выпрямляемое напряжение снимается с половины вторичной обмотки трансформатора

                                               10. 6

Двухполупериодная схема довольно часто используется на практике. Ее недостатками являются необходимость отвода от середины вторичной обмотки трансформатора и неполное использование вторичной обмотки трансформатора по напряжению. Эти недостатки устранены в мостовой схеме. Каждый диод здесь работает как в однополупериодной схеме. Токи диодов складываются, поэтому постоянные составляющие тока и напряжения равны среднему значению полусинусоидальных импульсов,

10. 6. Мостовая схема

Мостовая схема выпрямления изображена на рис. 10. 13 и состоит из трансформатора (Тр) и четырех диодов VD₁ – VD₄. Диагональ АВ моста подключена к вторичной обмотке трансформатора, а диагональ CD – к нагрузке. Полярность напряжения на вторичной обмотке изменяется каждую половину периода,

 

Рис. 10. 13

 

в результате чего при более высоком потенциале точки А (+) по сравнению с потенциалом точки В (--) ток проходит в течение полупериода по пути

 , а в следующий полупериод по пути

Таким образом, выпрямленный ток идет через нагрузку R в течение всего периода переменного тока, поэтому мостовая схема является двухполупериодной. В мостовой схеме выпрямленный ток и напряжение имеют такую же форму, как и в двухполупериодной схеме со средней точкой

значение выпрямленного тока равно:

                                                  10. 7

а выпрямленного напряжения:

                                      10. 8

Без нагрузки (1₀ =0) напряжение на зажимах выпрямителя будет равно:

                                                  10. 9

Особенностью мостовой схемы является отсутствие во вторичной обмотке трансформатора отвода от ее середины, поэтому для получения одного и того же значения выпрямленного напряжения (по сравнению со схемой с отводом от середины вторичной обмотки) в мостовой схеме требуется обмотка с вдвое меньшим числом витков. Вследствие этого обратное напряжение, действующее на каждый диод, в два раза меньше, чем в схеме с отводом от середины вторичной обмотки:

                                         10. 10

 

Действующее значение тока, протекающего через диод, равно:

                                            10. 11

Частота пульсаций и коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения в мостовой схеме такие же, как и в схеме с отводом от середины вторичной обмотки.

 

10. 7. Трехфазные схемы выпрямления

Простейшая трехфазная схема выпрямления тока с нейтральной точкой изображена на (рис. 10. 14, а. ) В ней схеме первичные обмотки трехфазного транс­форматора соединяются звездой или треугольником, а вторичные – звездой, причем в каждую вторичную обмотку включено по диоду. В этом случае в каждый момент, выпрямленный ток проходит только через тот диод, анод которого соединен с зажимом обмотки, име­ющим наибольший положительный потенциал по от­ношению к нейтральной точке трансформатора. По­этому выпрямленное напряжение будет изменяться по кривой, являющейся огибающей положительных по­луволн фазных напряжений вторичных обмоток транс­форматора (рис. 10. 14, б). Переключение диодов проис­ходит в моменты, соответствующие пересечению поло­жительных полусинусоид напряжения. В нагрузке R _н токи, походящие через три диода, суммируются.

а                                                                б

Рис. 10. 14

 

Существенным недостатком этой схемы являет­ся то, что проходящие только через вторичные обмот­ки токи одного направления (выпрямленный ток) со­здают во взаимно связанных стержнях трехфазного трансформатора дополнительный постоянный маг­нитный поток. Чтобы не допустить насыщения маг­нитной системы за счет этого дополнительного пото­ка, приходится увеличивать сечение стержней и га­бариты трансформатора. Трехфазную схему выпрям­ления с нейтральной точкой применяют только в ма­ломощных силовых установках.

 

10. 8. Мостовая трехфазная схема выпрямления пере­менного тока изображена на рис. 10. 15, в ней со­четаются принципы мостовой схемы и схемы много­фазного выпрямления. В этой схеме нулевая точка трансформатора для выпрямления не нужна, и поэто­му первичные и вторичные обмотки могут быть со­единены как звездой, так и треугольником.

Рис. 10. 15

 

Шесть диодов образуют две группы – нечетную D₁, D₃ и D₅ и четную D₂, D₄ D₆. У нечетной группы катоды соединены вместе и служат точкой вывода выпрямителя с положительным потенциалом, а у чет­ной группы – аноды соединены вместе и служат точкой вывода с отрицательным потенциалом. При ра­боте этой схемы выпрямляются обе полуволны пере­менных напряжений всех вторичных обмоток транс­форматора, благодаря чему пульсации выпрямленно­го напряжения значительно уменьшаются.

Выпрямленное напряжение будет из­меняться с двойной частотой пульса­ций (рис. 10. 16).

Рис. 10. 16

 

В мощных выпрямителях в основном использу­ется мостовая трехфазная схема. Она получила ши­рокое применение в управляемых выпрямителях, в которых, регулируя моменты открывания и закрыва­ния диодов (тиристоров), можно в широких пределах регулировать среднее значение выпрямленного тока.

 

⇐ Предыдущая27282930313233343536Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: