Иванов-Циганов А.И. - Электротехнические устройства радиосистем (1979) (563351), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Число вентилей или конденсаторов в схемах умножения оказывается равньв> коэффициенту умножения. Опуская подробности построения расчетных формул для схем умножения напряжения, приве- ио а) Рис. 6.23 дем сами формулы. Так, для схемы умножения в р раз сопротивление фазы выпрямителя следует определять как г=0,5ргч,+>о, (6.81) а параметр А (6) по соотношению А (6) = пгрЯо. (6. 82) Действующее значение тока каждого из вентилей равно 1, = 1„0 (А), (6.83) что для тока вторичной обмотки дает 1о = 0,707 р1„ (6, 84) и соответственно а> = 0,707 р 0(А).
Напряжение на вторичной обмотке трансформатора следует определять по формуле Ео = ЕоВ (А)1р (6. 85) Следовательно, для коэффициента ав схемы умножения имеем значение ав = В(А)/р. Множитель вольт-ампер трансформатора для рассматриваемой схемы равен а,„= 0,70?О (А) В (А). (6.86) Обратное напра>кение на каждом из вентилей схемы в два раза превышает амплитуду напряжения на вторичной обмотке: (6. 87) Еоо„,о — — 2Ео,о.
/г„= (Р+ 2) Р/(! 6///„С), (6,88) 1тп =1м 1м (6. 89) Рнс. б.24 (6.90) /,р — — и (/м — /зч) . (6,93) 112 1!3 Для коэффициента пульсаций удобно пользоваться следующн, выражением; где С вЂ” емкость каждого нз конденсаторов схемы. Основным преимуществом схем умножения является возможность получения очень высоких напряжений от сравнительно низковольтного источника и при сравнительно низковольтных вентилях. Однако излза большого выходного сопротивления н низкого к. п. д.
применя1ог нх лишь при малых токах. з 6.7. Двухфазные схемы выпрямителей Двухфазные схемы выпрямителей по сравнению с однофазными дают более высокую частоту пульсаций и меньшую их величину. Поэтому хорошая фильтрация выпрямленного напра. женпя в них достшается значительно .проще. Этим и объясняется широкое применение двухфазных схем, Из них наиболее популярны основная и мостовая схемы. О с н о в н а я с х е м а (рис. 6.24, а, б) построена по принципу, изложенному в начале главы.
Две фазы во вторичной обмотке трансформатора получаются благодаря выводу ее средней точки. Иногда такой трансформатор называют д и ф фе р е н ц и а л ь н ы м. При работе на нагрузку, начинающуюся с емкости, выпрямленное напряжение получается пилообразной формы, а токи фаз имеют вид почти коспнусоидальных импульсов (рис. 6.24, в, д, лг). Общий ток двух вторичных обмоток не содержит постоянной составляющей (рпс. 6.24, и), поэтому ток первичной обмотки совпадает с ннм по форме, а по амплитуде больше его в коэффициент трансформации раз (рис. 6,24, л): ПосколькУ импУльсы токов /„и 1м во вРемени не пеРекРываютсЯ, то действующее значение тока первичной обмотки /ы=п !' 21 . (6.9!) Вольт-амперы, трансформатора для рассматриваемой схемы !'А, =0,5 ()/2п/„Ет/и+2/,Е,,~= !,7/,Е, 2Р,.
(6.92) Отсюда для этой схемы а„р — — 2. г!спользование трансформатора в двухфазной схеме лучше, чем в одиофазной, но не на много. Амплитуда обратного напряжения на вентиле, как и в однофазной схеме, равна удвоенной амплитуде Е, . При работе на нагрузку, начинающуюся с ицдуктивности, выпряв ленное напряженно имеет форму огибающей положительных значений д, с. фаз рис. 6.24, г.
Токи фаз по форме близки к прямоугольникам ис, 6.2з, е,з. Общин ток вторичных обмоток /ы получается в виде меанра рис. 6.24, к, а ток первичной обмотки повторяет его по форме, „меет величину, отличающуюся в п раз (рис. 6.24, л). Действующее значение тока первичной обмотки 1, = п )/21„= п/„ а вольт-амперы трансформатора РА.р= 0 5 (/~Е~+ 2/.Ез) = ),214Ез = 1 34Рм (6 94) что дает а,р = 1,34. Использование трансформатора в схеме, работающей на нагрузку, начинающуюся с индуктнвности, значительно лучше, чем в схеме с нагрузкой, начинающейся с емкости. Объясняется это тем, что индуктивность, обладающая большим сопротивлением переменным составляющим тока, в процессе работы выпрямителя включается последовательно на определенную часть периода в цепь каждой фазы.
Поэтому и переменные составляющие токов фазы относительно невелики. Главный недостаток оеновных двухфазных схем состоит в том, "то необходимо снмметрировать вторичные обмотки трансформатора. П ри их асимметрии в выпрямленном напряжении возникает саста„ лягощая пульсаций с частотой выпрямляемой сети и двухфазная схе„ лишается своего основного достоинства — повышенной частоты пул саций. Мостовая схема (рис. 6.19 и 6.25, а) строится на одной вторичной обмотке траисг1юрматора. Токи ее при работе на нагрузку, начиня щуюся с емкости, были опреде леньг раньше (см. (6.64) и (6.65)1 ! поэтому можно сразу подсчн. тать вольт-амперы трансфор.
матора: УА„=?оЕо=?,и,В.(А) О (А) Х х 0,707 1,66Р,. (6.95) вв Обратное напряжение, при. е ег -е, ложепное к двум одновременно закрытым вентилям мостовой схемы, такое же, как н в обыч. в) ной двухфазной схеме, т, е, до. и стнгает максимума, равного 2Ео„,. Поскольку между вентилями оно распределяется поровну, то на один вентиль приходится 'в! Еобр ог — Егог = д огг = (?о )г 2 В ( 4) = 1 33(?о (6 96) гвг Оно получилось относительно е) небол ьшим. г При работе на нагрузку, на- чинающуюся с индуктивностн, в ргг выпрямленное напряжение и токи вентилей, как и в основной ггр двухфазной схеме, имеют форму рис.
6.25, б, в, г. Ток вторичной е) обмотки является разностью а ыг токов двух групп .вентилей (рис. 6.25, д), его действующее значение Рис. 6.25 ?о — )г 2 7„=7„(6.9?) что дает наименьшие значения для аг — — !. Ток первичной обмотки имеет ту же форму, что и ток (о, но отличается от него величиной ггр —— гг(о (рис. 6.25, е), что дает ?гр =- гг?о (6.98) Вольт-амперы трансформатора для мостовой схемы, работающей на нагрузку, начинающуюся с индуктивности, на основании получен. ных соотношений равны УАтр = ?оЕо = ?о(?оВ (лг) = 1,11 Ре (6.99) 114 ,„, е. для мостовой схемы с нагрузкой, начинающейся с индуктивности, а, В последних вычислениях ток холостого хода трансформатора был принят равным нулю.
Очень хорошее использование трансформатора является существенным достоинством рассматриваемой схемы. Обратное напряжение ,га каждый из вентилей в два раза меныпе, чем в обычной двухфазной схеме, так как равно в максимуме Е.„,„=1,5?ио, (6.100) К достоинствам мостовой схемы помимо уже перечисленных ее отдельных особенностей при емкостной и индуктивной нагрузках следует отнести и то, что в ней применяется простой трансформатоР, имеющий всего одну первичную и одну вторичную обмотку, отсутствие вынужденного подмагничивания трансформатора, К недостаткам мостовых схем относятся; снижение выпрямленного напряжения, увеличение выходного сопротивления из-за последовательного соединения вентилей, а также возникновение постоянного потенциала, равного половине выпрямленного напряжения, на вторичной обмотке тРансформатора. Выпрямленный ток в мостовой схеме протекает через два вентиля, которые для него образуют последовательное соединение.
Поэтому расчетное выходное напряжение мостовой схемы больше, чем у основной, и равно (6.101) (?о.= (7„,„-)- 2Е„,р. Из-за этого же возрастает и сопротивление фазьг выпрямителя, которое получается равным г = г,р+ 2го против г,р+ го у основной схемы. Рост сопротивления фазы приводит к росту угла отсечки и выходного сопротивления выпрямителя, Порог выпрямленна кремниевых вентилей достигает 0,7 В и в низковольтных выпрямителях увеличение (?о на такую величину существенно. Поэтому при выпрямленных напряжениях меньше десяти вольт часто применяют не мостовую схему, а основную.
Прн повышенных выпрямленных напряжениях эти недостатки не проявляются. 8 6.8. Трехфазные схемы выпрямнтепей Основные трехфазные схемы выпряьштелей имеют неплохие показатели (табл. 6.1 и 6.2), но относительно сложный трансформатор. Поэтому чаще всего применяют их прн средних и больших (Р ) 1 кВт) мощностях и невысоких требованиях к пульсациям. Прн малых заданных пульсациях более выгодными оказываются усложненные трехфазные схемы (схема Ларионова). Отличаются друг от друга трехфазные схемы способом соединения обмоток трансформатора'. Имеется два варианта схемы, в которых первичная обмотка соединена в треугольник и в звезду (рнс. 6.26, а, б). Помимо этих схем часто можно встретить схемы выпрямителей, в которых 'вторичная обмотка соединена в зигзаг (рис. 6.27). В них отсут- !15 Д«1 сс с сйс с ~сс 1со ы х х х о о о х о ч а ау' в ь + о с о. 1 ФИ х х с 'с о» о ОГ о» О с» х ы» .2 я„ х Бх о хо "ОФВ Р' о о до 47 Рис.
6.26 Рис, 6 о ' с" .+ й о Ф ы о ы В О сс Ф о ы' о х о х с хс х Ф о, о Ф .и х Ф Ф с \ о Ф Ф И Ъ О О х с> о с Ф сс Ф Ф хс и сс х" ° Ф О О ы с сс о Ф о Ф Ф ы с !17 116 ствует выиумсденное подмагничпвание трансформатора, что до гаетсЯ Размещением па одном фазовом стеРжпе двУх втоРичных обм с разпымп направлениями протекания токов. Применять схему с соединением в «зигзаг» вторичных обмоток цел сообразно в том случае, когда вместо одного трехфазного трансфор„, тора в схеме применяются трп отдельных однофазпых трансформатор При значительных мощностях выгоднее работать на нагрузку, нач„' нающую я с индуктивностп.
Однако данные табл. 6.1 позволяют ра считать и трехфазные схе» с нагрузкой, начинающейся емкости. Поскольку никаких особеи. ностей в обычных трехфазиых схемах нет, ограничимся пере. числением их основных расчетных данных, сведенных в табл, е 6.1 и 6.2. Значительно лучше показатели у схемы Ларионова. С применением полупроводниковых диодов единственный недостаток схемы Ларионова — необходимость отдельных обмоток накала для вентилей — отпадает. Обладая одними лишь достоинствами, она полу. чила широкое распространение. Схема Ларионова строится на трехфазном трансформаторе (рис 6.28, а) и содержит шесть вентилей.
Вентили !, 2 и 3 образуют одни трехфазнь>й выпрямитель с выходным напряжением еем являющимся огибающей положительных значений э. д. с. всех трех фаз (рис. 6.28 б). Вентили 4, 5 и 6 образуют второй трехфазный выпрямитель, по' строенный на тех же вторичных обмотках трансформатора, создающн>' выпрямленное напряжение еен Это напряжение является огибающе>1 отрицательных значений э, д. с. всех фаз, так как вторая группа веи тилей подсоединена к обмоткам катодами, а не анодами в противополоме ность первой, я ы х н и хо зх Е о ы ы х н * н в и Ф ы О с 3 Ф Ф с' с ы х з с сс о о Ф сс з Ф», О. сс с' с Ф н О О Таблииа 62 аа шб .е а к р' Числа вторичных обматак 4? (ш) = сит„ 1, йг ш = /км 'абр и ал = = Й,ун. чтд г„м Векторная дивгрвммв вп Схема тр 1е 1Е ?Е~ Ег ~ Ел 1/1' 2 0,666 3,14 1,34 Основная двухфаз- ная 0,666 1,57 б!остовая Уз 1/Р'З 0,472л 0,472п 0,25 21 1,355 3 Трехфазнэя звезда — звезда !/3 1/р'3 0,472л 0,8!7л 0,25 2,1 0,855 Трехфазная треугольник — ввез- ла Е? ~ Ет !' 3 1/!' 3 0,817л 0,81?п 1,46 0,25 0,492 21 Трехфазная звезда — зигзаг 3 3 гх Ет ~ Е2 ~ Еа Трехфазная треугольник — зиг- ааг 1/Р' 3 2,1 0,492 0,817л 1,4!Зл 146 3 0,25 1' 3 Ларионова звезда — звезда 7Е2/3 ~ы Ег ~Ет ~Ег 1,05 0,43 0,817п 0,8! 7л !05 б 0,06 Ларионова треугольник — звез- да Р" /3 1,05 0,43 1,413л 0,817л 1,05 6 0,06 Ларионова звез- Аз — треуголь- ник 1,05 0,74 0,4?п 1„05 6 0,06 Е 4т бч Основная !нести фазная 1/!' б 2,1 0,74 0,47п 1,43 б 0,06 И р и м е ч в и и е.
в везде взята квк отношение ПЫС,. Расчетные соотношения для выпрямительных схем, нагрузка которых начинается с иидуктивности два выпрямителя имеют общую точку (среднюю точку вторичных обмоток) и, таким образом, соединены послед . вательно. Их общее выходное на, пряжение Эти звезды г'„( е, = е„, + еир (6.102) На выходе складываются толь ко постоянные составляющие и чет. ные гармониси частоты пульсацгиг Нечетные гармоники частоты пуль. саций в двух выпрямителях получа. ются протнвофазными и при сложе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
