Иванов-Циганов А.И. - Электротехнические устройства радиосистем (1979) (563351), страница 24
Текст из файла (страница 24)
По изложенным причинам при определении числа фаз в выпрями- тельной схеме лучше всего исходить из распределения выпрялгленного тока между вентилями, т. е. из доли постоянного тока нагрузки, приходящейся на один вентиль. Параллельное включение вентилей принимать при этом во внимание не следует.
В основных схемах выпрямителей, рассмотренных в предыдущих разделах, постоянная составляющая тока вентиля определялась делением тока нагрузки на число фаз: )ов = )о/гп. (6. 68) По этому соотношению можно определять фазность выпрямителя в сложных схемах. В характеристике выпрямительной схемы нужно указывать число фаз, число вентилей, число вторичных обмоток трансформатора и частоту первой гармоники пульсаций выпрямленного напряжения. В основной схеме выпрямителя число фаз, число вторичных обмоток и число вентилей совпадают и равны т, а частота первой гармоники пульсаций в т раз больше частоты выпрямляемого переменного напряжения.
$6.6. Однофазные схемы выпрямителей Основная однофазная схема характеризуется относительно плохими показателями выпрямления. В ней плохо используется трансформатор, получаются большие пульсации выпрямленного напряжения при низкой их основной частоте. Помимо этого, одпофазные, как и двухфазные, схемы создают несимметричную нагрузку на трехфазную сеть. Однако простота однофазиых схем заставляет отдавать им предпочтение перед многофазными в целом ряде случаев, в особенности при получении высоких напряжений при малых токах нагрузки.
Волее часто из однофазных схем применяют основную схему, схему удвоения и схемы умножения напряжения. Основную схему (см. рис. 6.18, а) применяют только при нагрузке, начинаюагейся с емкости. Формы и величины токов в обмотках тран- гот сформатора, напряжение на нагрузке были рассчитаны раныпе Поэтому ограничимся лишь расчетом вольт-ампер трансформатора и перечислением достоинств и недостатков этой схемы. Вольт-амперы вторичной обмотки, рассчитанные ранее (см. (6.45)] РА,= 0В(А)Р(А). Вольт-амперы первичной обмотки вычислим без учета тока холо стого хода трансформатора, что дает )АА, = /„Е, = и )/ 1.', — /', Е,/гг = У,/,В (А) )/Рг (А) — 1.
(6,69) Вольт-амперы всего трансформатора 0А„-0000А,-'; ГА) =00 г$ 0'0А0 — 1 А-Р 000) 0 000 0,. 00000 Наиболее часто значение функции А (6) получается около 0,1 Такому значению соответствует 6 = 35', В (А) = 0,94 и Р (А) = 2,5, Подставив эти числа в формулу, получим (/А„= 2,25 Р,, т. е, среднее значение коэффициента а,р для одиофазной схемы равно 2,25. Полученный результат показывает, что в обмотках трансформатора однофазного выпрямителя велики переменные составляющие токов по сравнению с током нагрузки.
Из-за них габаритную мощность трансформатора приходится увеличивать более челе в 2 раза по отношению к выпрямленной мощности. Это один нз существенных недостатков схемы. Другими недостатками являются; наличие вынужденного подмагничивания, малая частота пульсаций и большая их величина (гп = 1!), большие потери в схеме от переменныл составляющих токов, значительное выходное сопротивление (малое число фаз). Но данной схеме свойственны и некоторые достоинства. Как уже отмечалось, она прежде всего проста (один вентиль, трансформатор всего с двумя обмотками), а второе — относительно неболыпое полное напряжение на вторичной обмотке трансформатора, так как среднее значение коэффициента В (А, х) близко к единице и Е, У,.
Пиковое значение обратного напряжения на вентиле, равное на основе (6.36) удвоенной амплитуде 2Е,, ориентировочно получается почти в три раза больше выпрямленного; Е00000 — — 2Е„„=2) 2 УгВ (А) — 2,66У0. (6.71) Схема удвоения напряжения (рис. 6.21, а) представляет собой два однофазных выпрямителя, построенных на одной вторичной обмотке трансформатора. На нагрузке складываются их выпрямленные напряжения.
Относительно точки а (средней точки ветви, содержащей конденсаторы С, и Сл) верхний и ннжияй выпрямители создают одинаковые постоянные напряжения У„ и Уем но противоположной полярности. Получается это потому, что верхний вентиль подсоедгшеи ко вторичной обмотке своим анодом, а нижний — катодом.
Общее выходное напряхсение, снимаемое с двух конденсаторов, равно их сумме: Ур = Ург + Урл = 2У„ (6. 72) г06 Ках<дьгрг из выпрямителей отдает в свою нагрузку ток /,. Расчет величины коэффициента А проводится для каждого из входящих в схему простых выпрямителей: А =. пг/,/Ум —— 2пг/„/1/0. (6. 73) По проводу, соединяющему точки а и б, протекают два одинаковых постоянных тока, причем в разные стороны. Суммарный ток, проте- кающий через провод, равен нулю, его можно исключить из схемы, т. е, построить выпрямитель по схеме рис. 6.21, б. Напряжения на каждом из ~) Вгг й вег конденсаторов исч и и,, имеют пилообразную форму.
ЙАаложив ии' Дег сг графики напрямсений иса и и„, на е/ // кривую э. д. с. вторичной обмоти ки трансформатора (рис. 6.21, в), определим интервалы времени, в течение' которых открыты вентили, и построилг графггк тока во е/ вг/ вторичной обмотке трансформатора. Этот ток равен сумме токов верхнего и нижнего вентилей (рис.
6.21, г). Ток вторичной об- 00/ иа мотки не имеет постоянной составляющей н, следовательно, в схеме удвоения трансформатор е/ работает без вынужденного под/и магничивания. е)— Выпрямленное напряжение равно сумме напряжений исч Рис. 6г21 и и,е (рис. 6.21, д). Помимо удвоения постоянной составляющей при сложении напряжений ком- пенсировалнсь первая и все остальные нечетные гармоники пульсаций. Таким образом, схема удвоения в отношении пульсаций ведет себя как двухфазная, хотя н состоит из двух одиофазных выпрямителей. Рабочий ток первичной обмотки имеет форму, совпадающую с фор- мой тока вторичной обмотки (рис.
6.21, в), т. е. г', = гг!„что позволяет записать 1,р — — а/, (6.74) Поскольку импульсы токов верхнего и нижнего выпрямителей не перекрываются во времени и отличаются только сдвигом по фазе, то действующее значение тока во вторичной обмотке трансформатора, как и в мостовой схеме, в )/ 2 раз болыпе тока вентиля, т. е. 10= )/2/,. (6. 75) Ток нагрузки, как в однофазной схеме, равен постоянной составляю- гцей тока каждого из вентилей. Поэтому 1„= /,Р (А) гг, (6.76) г09 и для коэффициента использования вторичной обмотки по току соот ветственио имеем а, = )Г2 0 (А). (6.77) Выпрямленное напряжение (/о из-за удвоения получается: и„= 2Е,В (А). (6.78) Следовательно, для схемы удвоения ав = О,Г> В(А).
Вольт-амперы первичной и вторичной обмоток трансформатора одинаковы и для них имеем )>А~о = )гАо = РоВ (А) 0 (А)Д' 2 (6 79) что дает примерное значение множителя вольт-ампер а,р 1,66, Обратное напряжение на каждом из вентилей в рассматриваемой схеме оказывается относительно малым; Еоор. и = 2Еот = )Г 2 ()оВ (А) = 1 ЗЗУо. (6. 80) В итоге отметим, что достоинства- ми схемы являются; получение поф~ вышеииого напряжения па выходе, хорошее использование трансформатора, малое обратное напряжение, действующее на вентиль.
К недостаткам схемы следует отнести ее повышенное выходное сопротивление из-за >) последовательного соединения двух выпрямителей. Другие схемы умножения пред- ставляют собой комбинацию из ряда Рис. 6.22 самостоятельных выпрямительных ячеек. Принцип их построения можнс пояснить на примере схемы удвоения рис. 6.22, а, которая отличается от предыдущей тем, что вторичная обмотка трансформатора одним из своих выводов соединена с нагрузкой, поэтому может быть соединена и с корпусом радиоустройства. Однако пульсац>ш на выходе такой схемы имеют основную частоту, равную частоте сети. Напряжение иа вентиле Д> (обратное напряжение), равное сумме напряжений на конденсаторе и вторичной обмотке трансформатора (рис.
6.22, б, в), имеет пиковое значение, примерно равное удвоенной амплитуде 2Е„„. Добавив еще одну выпрямительную ячейку (вентиль Л„конденсатор Со), получим при малом угле отсечки выпрямленное напряжение, почти равное удвоенной амплитуде 2Ео„,. Таким образом, в этой схеме достигается удвоение напряжения. Продолжив логически данный принцип, можно построить схемы утроения, учетверения (рис. 6.23, а, б) и большего умножения напряжения. В них на конденсаторах С„так же как и в схеме удвоения, !!о ,и>лучается выпрямленное напряжение, примерно равное амплитуде напряжения Ео„„на конденсаторе С, и всех последующ»х примерно равное удвоенной амплитуде.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
