Иванов-Циганов А.И. - Электротехнические устройства радиосистем (1979) (563351), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Эти группы следующие: а) выпрямитель, нагрузка которого г. начинается с индуктивности (рис. 6.3, в); б) выпрямитель, нагрузка которого начинается с емкости (рис. 6.3, б, г). Пригодность выпрямителей для пн- ,и паа З тания той или иной установки оценивают часто по коэффициенту пульсаций, определяющему качество выпрямителя.
Выпрямленное напряжение е, — на- Рис. 6,4 пряжение на выходных зажимах выпрямителя — содержит не только постоянную составляющую Есп ио н ряд гармоник выпрямляемого переменного напряжения (рис. 6.4), Оно, как говорят, пульсирует. Коэффициентом пульсаций называется отношение пикового напряжения переменной составляющей выпрямленного напряжения Е к его постоянной составляющей Е„: Ьп = ЕтУЕо = (гота» гот1п)/(2Ео) (6.1) Представив выпрямленное напряжение рядом Фурье, т. е. как сумму постоянной составляющей и ряда гармоник с амплитудами Ет„ можно оценить качество выпрямленна по коэффициентам пульсаций для каждой из гармоник: па о = Етого (6.2) Такая оценка удобна в том случае, когда в результате последуюнгей фильтрации выпрямленного напряженна большая часть гармоник сильно ослабляется и на нагрузке оказываются отличными от нуля лишь напряжения одной или двух гармоник. При расчете выпрямителя обычно устанавливаются соотношения между его выходными (выпрямленный ток и напряжение) и входными показателями — токами и напряжениями обмоток трансформатора, )(ля этого будем пользоваться коэффициентами О, аг, аг и а, .
Первый из них Π— определяет использование вентилей по току и равен отношению действующего значения тока вентиля — к доле вы ыпрямленного тока, приходящейся на вентиль: )З = ла ГпУУо (6.3) 83 Второй коэффициент а/ — определяет использование вторичных обмоток трансформатора по току, Оп равен частному от делени„ произведения числа вторичных обмоток тх и действующего значения тока вторичной обмотки 1х на полный выпрямленный ток: а/ тх1х110 (6.4) Число фаз выпряльления т и число вторичных обмоток т, совпадает только в простых схемах выпрямленна. Третий коэффициент ае — определяет использование вторичных обмоток по напряжению.
Он является отношением действующего зна. чения напряжения на вторичной обмотке трансформатора Ех к по. стоянной составляющей выпрямленного напряжения Е,: ае = Е,1Е/и (6.5) Четвертььй коэффициент — множитель вольт-ампер — а,р определяет использование трансформатора по мощности н является отношением габаРитной мощности тРансфоРматоРа )гА,р к выпРЯмленной мощности Р, = Е,1,: а„= УА, 1Р,. (6.6) Чем меньше значения названььых выше коэффициентов, тем лучше массогабаритные показатели схемы. Поскольку габаритная мощность трансформатора определяется как полусумма вольт-ампер первичных и вторичных обмоток, то можно и коэффициент а,р представить как полусумму множителей вольт- ампер всех первичных и всех вторичных обмоток. Из-за того что по обмоткам трансформатора протекают не только соответствующие доли тока нагрузки выпрямителя, но и целый ряд переменных составляьощих, компенсирующихся на выходе и отфильтровываемых фильтром, коэффициенты О, а, и а,р всегда больше единицы.
Коэффициент аь может быть как меньше, так и больше единицы в зависимостц от режима работы выпрямителя и его схемы К достоинствам электрического выпрямителя относятся: а) универсальность принципа преобразования, заключающаяся в том, что электрический выпрямитель можно сделать как для полу. чения больших, так и малых выпрямленных напряжений и токов; б) значительный к. п. д. преобразования; в) относительно небольшие габариты и масса; г) отсутствие подвижных частей и, следовательно, быстроизнашивающихся и вибрирующих деталей; д) отсутствие переключаемых контактов и связанных с переключе. нием искрения и истирания контактов; е) малый уровень радиопомех; ж) значительный срок службы; з) отсутствие при работе шума, выделения газов и дыма; и) нетребовательность к условиям эксплуатации; к) относительно низкая стоимость, Однако электрический выпрямитель имеет недостатки: чувстви„ельпость к изльенепиьо величины и формы выпрямляемого напряжения, необходимость в фильтрации выходного напряжения, относительная сложность защитных устройств.
й 6.2. Выпрямитель гармонического напряжения при нагрузке, начинающейся с индуктивности Показатели этой схемы (рнс. 6.5) зависят от величины индуктивности дросселя 1., образующего вместе с конденсатором С сглаживающий фильтр. Если запас энергии в дросселе достаточен для того, чтобы подпитывать нагрузку током в течение всего того интервала, когда мгновенная мощность в сети переменного тока меныце мощности, потребляемой нагрузкой, то ток в дросселе 1, (выпрямленный ток) будет непрерывным.
В этом случае в выпрямителе всегда открыт какой-нибудь из вентилей. В противном случае, при малом запасе энергии в дросселе, ток /'„ получается разрывным, пульсирующим. В те моменты, когда он равен нулю, все вентили выпрямителя заперты, а поступление мощности в нагрузку происходит благодаря разрядке конденсатора С. Запас энергии в дросселе пропорционален его нндуктивно- — а сти и квадрату выпрямленного тока. Поэтому при заданном токе 1о нагрузки для обеспечения режима ~Я "// непрерывного тока индуктивность дросселя Е должна превышать некоторое значение, называемое Рис. 6.6 критическим.
Пусть в схеме рис. 6.5 1. >) 1.хр, тогда ток дросселя /, в любой момент времени больше нуля. Подтекая к точке ветвления а, этот ток распределяется между двумя ветвями схемы С и 11х. Его постоянная составляющая 1, протекает целиком через сопротивление нагрузки Я„, а переменная в основном через конденсатор С. В цепи переменного тока (трансформатор и вентили) выпрямленный ток /, может протекать как по одной, так и одновременно по нескольким вторичным обмоткам. Если трансформатор и вентили идеальны, т.
е. первый не имеет индуктивности рассеяния и омического сопротивления обмоток, а втоас ° Рой — внутреннего сопротивления и порога выпрямления, то ток / р сегда будет протекать только по одной из вторичных обмоток трансформатора. ко Лля доказательства этого положения обратимся к рис. 6.6 на отаром изображены графики э. д.
с., наводимых во всех фазах вторичной обмотки трансформатора, е„= Ех соз схг, .,.е.„= Е, соз (хьг— — 2н) и рассмотрим состояние схемы в момент 1 =- О. Этот момен т характерен тель, что э. д. с. еп пмеет максимальное значение, равное Е, . д о.р эв Рис. 6.6 (6.7) ео = е,г при [(г — !) 2л/гп — л1т)(Ы([(1 — 1) 2п1лг+л/пг) Период основной гармоники выпрямленного напряжения в т раз меньше периода выпрямляемого напряжения. Каждый из вентилей выпрямителя в течение интервала времени равного Т/т, открыт и напряжение на ием равно нулю.
В течение интер вала (гп — 1) Т/рл вентиль закрыт создающимся в схеме отрицател~' ным (обратным) напряжением. Естественно предположить, что вентиль этой фазы открыт и часть выпрямленного тока 1, протекает через пего. Падение напряжения на открытом идеальном вентиле равно нулю. Поэтому выпрямленное напряжение е, = Е„о. Оно существует на входе фильтра, т. е. на ка. годах всех вентилей, и больше, чем э.
д. с. любой из фаз в этот момент времени. Следовательно, все вентили, кроме первого в этот момент заперты и ток г', протекает по первой фазе вторгщ. ной обмотки и через вентиль Д, целиком. Е, р, е, еаора верра Такое состояние схемы, когда напрямсение на катодах всех венти. лей, кроме первого, больше напра. женив на анодах, характерно ие аг ыг только для момента 1 = О, ио и аг для всего интервала — ег/т ( 1< ( и/т, на котором э. д. с. сн больше каждой из остальных (рис. 6.6, а). На интервале ег/т < 1< Зп/гл э.
д. с, второй фазы ео, становится большей каждой из остальных, о, аг вентиль Д, закрывается, а откры- вается вентиль Д, и выпрямленный 1а ток протекает целиком по второй фазе (ряс. 6.6, д). Затем в работу о включается третья фаза, а вторая закрывается и т. д. Таким образом, в выпрямителе е1 о щг с идеальными трансформатором и га вентилями в любой момент времени открыта только та из фаз вторичогг ной обмотки, э.
д. с. которой больше э. д. с. каждой из остальных. В течение одного периода вы- прямляемого напряжения Т = 2п/го по очереди срабатывают все и фаз вторичной обмотки и, следовательно, длительность работы каждой из фаз равна Т/т. Выпрямленное напряжение ео по форме повторяет огибающую э. д. с. всех фаз (рис. 6.6, б). Таким образом, имеем для выпрямленного напряжения Поскольку напряжение на вентиле 1-й фазы (6.8) е„г = ем — е„ о максимальным обратное напряжение на нем будет при отрицательных значениях э, д, с.
е.„(рис. 6.6, а). При четном числе фаз выпрямляемого напряжения минимум е,г „максимум е, будут совпадать во времени и для пикового значения обратного напряжения Е,,р„, получим Есор — — ~ом„„„+ее,„а„(=2Е, . (6.9) При нечетном числе фаз минимум егг совпадает во времени с ми„имумом ео и пиковое значение обратного напряжения получается меньшим 2Е, . Так, для т =- 3 будем иметь Еабраа =)' 3 Еот. (6. 10) Получим основные соотношения, характеризующие такой идеализированный выпрямитель.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
