Материал для подготовки к экзамену по электротехнике (1092854), страница 24

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 24)

При обратном включении диод практически не пропускает электрического тока R _ОБР ≈ ∞ , I _ОБР ≈ 0, поэтому в этом случае обычно используют выражение «диод закрыт ».

Таким образом, диод обладает односторонней (вентильной) проводимостью в зависимости от полярности его включения, т. е. является полупроводниковым прибором дискретного (ключевого) действия и на использовании этого свойства диода основана работа неуправляемых выпрямительных устройств переменного тока.

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ВЫПРЯМИТЕЛЯ

Выпрямителем называется электротехническое устройство для преобразо­вания электрической энергии переменного тока в электрическую энергию постоянного тока.

Необходимость такого преобразования обусловлена тем, что промышленные электростанции вырабатывают электрическую энергию в виде энергии трёхфазного тока, а многие производственные и бытовые электроуста­новки работают на постоянном токе.

В зависимости от мощности выпрямители подразделяются на однофазные и трехфазные. Однофазные выпрямители изготовляются обычно на небольшую мощность ( до 1 – 2 кВА), а выпрями­тели средней и большой мощности выполняют, как правило, трехфазными.

Структурная схема выпрямителя в общем случае, содержит следующие основные блоки (рис. 17):

1. 1. Трансформатор Тр;

2. 2. Выпрямительный блок БВ;

3. 3. Сглажи­вающий фильтр - фильтр нижних частот СФ;

4. 4. Стабилизатор выпрямленного напряжения Ст.

Вход выпрямителя подключается к однофазной или трёхфазной питающей сети на напряжение U _ВХ , а к выходу выпрямителя на выходное напряжение U _ВЫХ подключается нагрузка R _Н .

Рис. 17. Структурная схема выпрямителя

Трансформатор (часто называемый силовым) пред­назначен для изменения питающего напряжения сети и получения заданной величины выходного напряжения на нагрузке, а также для электрической развязки блоков вы­прямителя и его нагрузки от электрической линии с целью повышения электробезопас­ности работы с выпрямителем. Трансформатор позволяет также преобразовать одну систему фаз входных напряжений в другую, например трехфазную в шестифазную.

Выпрямительный блок служит для преобразования переменного напряжения в выпрямленное (пульсирующее) и выполняется на базе полупроводниковых приборов дискретного (ключевого) действия (вентильных элементов), обладающих односторонней электропроводно­стью (диоды, тиристоры и др.).

Качество работы вентильных элементов, входящих в выпрямительный блок, оцени­вается коэффициентом выпрямления как отношение прямого тока к обратному току при одном и том же напряжении называется:

К _В = I _ПР / I _ОБР , (U = const ).

Идеальные вентильные элементы пропускают ток только в одном направлении (прямой ток) и совсем не пропускают тока в обратном направле­нии I _ОБР = 0 , т. е. обладают высокими выпрямительными свойствами. Реальные вентильные элементы, в отличие от идеальных, пропускают сравнитель­но небольшой обратный ток I _ОБР ≈ 0 и отличаются более низкими выпрямительными свойствами. Поэтому для обеспечения качественной работы выпрямителя вентильные элементы долж­ны обладать малым прямым и большим обратным сопро­тивлениями, а также высоким допустимым обратным напряжени­ем, высоким КПД и стабильностью характеристик.

Сглаживающий фильтр служит для снижения пульсаций (сглаживания) выпрямленного напряжения, получаемого на выходе выпрямительного блока. Фильтр яв­ляется устройством, содержащим R – , L – и С - элементы, благодаря которым фильтр способен запасать энергию при увеличении напряжения и отдавать ее при уменьше­нии напряжения. Качество работы фильтра оценивается коэффи­циентом фильтрации (сглаживания) - отношением коэффициентов пульсации на входе и выходе фильтра q = К _{П ВХ} / К _{П ВЫХ} .

Стабилизатор служит для снижения влияния изменяющихся внешних условий (колебания напряжения в питающей сети, изме­нение нагрузки, температуры и т. д.) на режим работы выпрямителя с целью поддержания выходного напряжения на заданном уровне. Стабилизатор может быть установлен как на выходе выпрямителя, так и на входе - со стороны пере­менного тока.

В состав выпрямителя могут также входить выключатели, элементы ав­томатики и защиты от перегрузок. В зависимости от конкретных требований отдельные блоки в выпрямителе могут отсутствовать (кроме выпрямительного блока). Если, например, не требуется изменять входное на­пряжение U_ВХ и в целях безопасности электрически разделять нагрузку от питающей сети, то из схемы исключается трансформатор, а в некоторых случаях можно исключить сглаживающий фильтр или стабилизатор.

Кроме того, сам выпрямительный блок может быть очень простым или достаточно сложным. В простых схемах содержится мини­мальное количество вентильных элементов, в результате чего получают низкое качество выпрямления со сравнительно высоким коэффици­ентом пульсаций. Сложные схемы строятся на основе смешанного соединения вентильных элементов, благода­ря чему удается понизить коэффициент пульсации и улучшить характеристики выпрямителя.

Основными техническими параметрами выпрямителя являются значение входного (пере­менного) напряжения U _ВХ и тока I , среднее значение выпрямленного напряжения (средневыпрямленное напряжение) U _{С В} и ток I _{С В} , коэффициент пульсаций К _П , коэффициент сглаживания пульсаций q , КПД и др.

По способам преобразования переменного тока раз­личают одно- и двухполупериодные выпрямители.

33. Блок-схема полупроводникового выпрямителя. Одно – и двухполупериодные выпрямители. Электрические схемы и осциллограммы.

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ВЫПРЯМИТЕЛЯ

Выпрямителем называется электротехническое устройство для преобразо­вания электрической энергии переменного тока в электрическую энергию постоянного тока.

Необходимость такого преобразования обусловлена тем, что промышленные электростанции вырабатывают электрическую энергию в виде энергии трёхфазного тока, а многие производственные и бытовые электроуста­новки работают на постоянном токе.

В зависимости от мощности выпрямители подразделяются на однофазные и трехфазные. Однофазные выпрямители изготовляются обычно на небольшую мощность ( до 1 – 2 кВА), а выпрями­тели средней и большой мощности выполняют, как правило, трехфазными.

Структурная схема выпрямителя в общем случае, содержит следующие основные блоки (рис. 17):

1. 1. Трансформатор Тр;

2. 2. Выпрямительный блок БВ;

3. 3. Сглажи­вающий фильтр - фильтр нижних частот СФ;

4. 4. Стабилизатор выпрямленного напряжения Ст.

Вход выпрямителя подключается к однофазной или трёхфазной питающей сети на напряжение U _ВХ , а к выходу выпрямителя на выходное напряжение U _ВЫХ подключается нагрузка R _Н .

Рис. 17. Структурная схема выпрямителя

Трансформатор (часто называемый силовым) пред­назначен для изменения питающего напряжения сети и получения заданной величины выходного напряжения на нагрузке, а также для электрической развязки блоков вы­прямителя и его нагрузки от электрической линии с целью повышения электробезопас­ности работы с выпрямителем. Трансформатор позволяет также преобразовать одну систему фаз входных напряжений в другую, например трехфазную в шестифазную.

Выпрямительный блок служит для преобразования переменного напряжения в выпрямленное (пульсирующее) и выполняется на базе полупроводниковых приборов дискретного (ключевого) действия (вентильных элементов), обладающих односторонней электропроводно­стью (диоды, тиристоры и др.).

Качество работы вентильных элементов, входящих в выпрямительный блок, оцени­вается коэффициентом выпрямления как отношение прямого тока к обратному току при одном и том же напряжении называется:

К _В = I _ПР / I _ОБР , (U = const ).

Идеальные вентильные элементы пропускают ток только в одном направлении (прямой ток) и совсем не пропускают тока в обратном направле­нии I _ОБР = 0 , т. е. обладают высокими выпрямительными свойствами. Реальные вентильные элементы, в отличие от идеальных, пропускают сравнитель­но небольшой обратный ток I _ОБР ≈ 0 и отличаются более низкими выпрямительными свойствами. Поэтому для обеспечения качественной работы выпрямителя вентильные элементы долж­ны обладать малым прямым и большим обратным сопро­тивлениями, а также высоким допустимым обратным напряжени­ем, высоким КПД и стабильностью характеристик.

Сглаживающий фильтр служит для снижения пульсаций (сглаживания) выпрямленного напряжения, получаемого на выходе выпрямительного блока. Фильтр яв­ляется устройством, содержащим R – , L – и С - элементы, благодаря которым фильтр способен запасать энергию при увеличении напряжения и отдавать ее при уменьше­нии напряжения. Качество работы фильтра оценивается коэффи­циентом фильтрации (сглаживания) - отношением коэффициентов пульсации на входе и выходе фильтра q = К _{П ВХ} / К _{П ВЫХ} .

Стабилизатор служит для снижения влияния изменяющихся внешних условий (колебания напряжения в питающей сети, изме­нение нагрузки, температуры и т. д.) на режим работы выпрямителя с целью поддержания выходного напряжения на заданном уровне. Стабилизатор может быть установлен как на выходе выпрямителя, так и на входе - со стороны пере­менного тока.

В состав выпрямителя могут также входить выключатели, элементы ав­томатики и защиты от перегрузок. В зависимости от конкретных требований отдельные блоки в выпрямителе могут отсутствовать (кроме выпрямительного блока). Если, например, не требуется изменять входное на­пряжение U_ВХ и в целях безопасности электрически разделять нагрузку от питающей сети, то из схемы исключается трансформатор, а в некоторых случаях можно исключить сглаживающий фильтр или стабилизатор.

Кроме того, сам выпрямительный блок может быть очень простым или достаточно сложным. В простых схемах содержится мини­мальное количество вентильных элементов, в результате чего получают низкое качество выпрямления со сравнительно высоким коэффици­ентом пульсаций. Сложные схемы строятся на основе смешанного соединения вентильных элементов, благода­ря чему удается понизить коэффициент пульсации и улучшить характеристики выпрямителя.

Основными техническими параметрами выпрямителя являются значение входного (пере­менного) напряжения U _ВХ и тока I , среднее значение выпрямленного напряжения (средневыпрямленное напряжение) U _{С В} и ток I _{С В} , коэффициент пульсаций К _П , коэффициент сглаживания пульсаций q , КПД и др.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)