1.2. Основные определения и расчетные соотношения

Трансформатор – статический электромагнитный преобразователь параметров электрической энергии переменного тока, обеспечивающий передачу этой энергии из первичной цепи во вторичную.

Выпрямитель – устройство статического преобразования напряжения переменного тока в напряжение постоянного или пульсирующего тока.

Н

Рис. 1.6. Типовой вид внешней характеристики выпрямителя

еуправляемый выпрямитель – выпрямитель с нерегулируемым выходным напряжением.

Вентиль – электронный прибор, проводящий электрический ток в одном направлении.

Внешняя характеристика выпрямителя – зависимость выходного напряжения выпрямителя от тока нагрузки (рис. 1.6).

Выходное сопротивление выпрямителя – параметр, характеризующий зависимость выходного напряжения выпрямителя от тока нагрузки. Выходное сопротивление выпрямителя отрицательно и может быть рассчитано по его внешней характеристике (рис. 1.6) как отношение изменения напряжения на нагрузке к соответствующему изменению тока нагрузки :

(1.1)

Сглаживающий фильтр – пассивная электрическая цепь (фильтр нижних частот), предназначенная для уменьшения пульсации выпрямленного напряжения или тока.

Коэффициент пульсации напряжения – отношение амплитуды первой гармоники пульсации ( ) к постоянной составляющей выпрямленного напряжения ( ):

(1.2)

В процессе выполнения данной лабораторной работы студентам потребуется измерять коэффициент пульсации выпрямленного напряжения. При работе исследуемых выпрямителей на чисто активную нагрузку форма напряжения на нагрузке будет иметь вид полуволн положительной полярности, как это показано на рис. 1.1–1.3. Коэффициент пульсации такого напряжения составляет 157 % для однофазного однополупериодного выпрямителя (cм. рис. 1.1) и 67 % для двухфазного однополупериодного и мостового выпрямителей (cм. рис. 1.2 и 1.3).

Подключение к выпрямителю сглаживающего фильтра существенно изменяет характер пульсации напряжения. При использовании емкостного фильтра (cм. рис. 1.5, а, б) форма пульсации выпрямленного

а б

Рис. 1.7. Форма пульсаций напряжения на выходе сглаживающего фильтра

напряжения будет близка к пилообразной (рис. 1.7, а). В этом случае постоянная составляющая напряжения ( ) может быть измерена вольтметром постоянного тока, встроенным в макет, а амплитуда первой гармоники будет примерно равна трети полного размаха пульсации , измеренного с помощью осциллографа. Тогда коэффициент пульсации выпрямленного напряжения (рис. 1.7, а) рассчитывается по формуле

(1.3)

При подключении к выпрямителю П-образного фильтра (рис. 1.5, в) форма пульсации выпрямленного напряжения приближается к гармонической (рис. 1.7, б). Очевидно, что в этом случае коэффициент пульсации может быть рассчитан по формуле

(1.4)

Коэффициент сглаживания фильтра – отношение коэффициента пульсации напряжения на входе фильтра к коэффициенту пульсации напряжения на выходе фильтра:

(1.5)

При использовании емкостных фильтров коэффициент сглаживания определяется как отношение коэффициента пульсации выходного напряжения выпрямителя без фильтра к коэффициенту пульсации выходного напряжения выпрямителя с фильтром:

(1.6)

Отсечка тока вентиля – сокращение времени протекания тока через вентиль, связанное с реактивным характером нагрузки.

Угол отсечки тока вентиля – отношение длительности импульса тока через вентиль ( ) к периоду выпрямляемого напряжения ( ), выраженное в градусах:

(1.7)

а б

Рис. 1.8. Осциллограммы тока вторичной обмотки трансформатора

Рассчитать величину угла отсечки можно по осциллограмме тока вторичной обмотки трансформатора (рис. 1.8, а – для однотактных выпрямителей, рис. 1.8, б – для двухтактного (мостового) выпрямителя).