Опыт 3: Мостовая однофазная схема выпрямления

Основная особенность данной схемы – использование одной обмотки трансформатора при выпрямлении обоих полупериодов переменного напряжения.

Однофазная мостовая схема (Рис.7) состоит из трансформатора и четырех диодов, подключенных ко вторичной обмотке трансформатора. B каждый полупериод открыта пара диодов, расположенных в противоположных плечах моста.

Принцип выпрямления основан на пропускании напряжения по параллельно лежащим друг напротив друга вентилями VD1, VD2, VD3, VD4. Если в качестве нагрузки используется якорь двигателя постоянного тока, то в схему можно поставить тиристоры, дающие возможность изменять действующее значение выпрямленного напряжения и тем самым скорость вращающегося двигателя.

Рис. 7. Принципиальная схема

При выпрямлении положительного полупериода переменного напряжения ток проходит по следующей цепи: Верхний вывод вторичной обмотки – вентиль V1 – правый вывод нагрузки – нагрузка - левый вывод нагрузки - вентиль V3 – нижний вывод вторичной обмотки – обмотка.

При выпрямлении отрицательного полупериода переменного напряжения ток проходит по следующей цепи: Нижний вывод вторичной обмотки – вентиль V2 – правый вывод нагрузки - нагрузка – левый вывод нагрузки – вентиль V4 – верхний вывод вторичной обмотки – обмотка.

Видно что в обоих случаях направление тока через нагрузку одинаково.

В программе Matlab соберем схему однофазного мостового выпрямителя и снимем показания осциллографа.

Рис. 8. Модель схемы в программной среде Matlab

Рис.5.1 модель субсистемы

Рис. 9. Результат опыта

Частота пульсаций данной схемы 100Гц, амплитуда пульсаций 1 В (от установленного начального значения в 1В). В схеме возможно отсутствие трансформатора, не требуется также и нулевая точка трансформатора.

Преимущества:

По сравнению с однополупериодной схемой мостовая схема имеет в 2 раза меньший уровень пульсаций, более высокий КПД, более рациональное использование трансформатора и уменьшение его расчетной мощности.

По сравнению с двухполупериодной схемой мостовая имеет более простую конструкцию трансформатора при таком же уровне пульсаций. Обратное напряжение вентилей может быть значительно ниже, чем в первых двух схемах.

Недостатки:

Увеличение числа вентилей и необходимость шунтирования вентилей для выравнивания обратного напряжения на каждом из них. И протекание тока в каждом полупериоде по двум диодам одновременно.

Эта схема выпрямителя наиболее часто применяется в самых различных устройствах.

Вывод: Данная схема выпрямления имеет схожую осциллограмму с предыдущей, выпрямляется и положительный и отрицательный полупериод.

Лабораторная работа №2 Трехфазные схемы выпрямления

Трёхфазные выпрямители обладают лучшей характеристикой выпрямления переменного тока – меньшим коэффициентом пульсаций выходного напряжения. Каждая фаза смещена относительно другой на угол 120⁰.

Применение многофазных выпрямителей позволяет:

1) создать равномерную нагрузку на все три фазы сети;

2) уменьшить пульсацию выпрямленного напряжения;

3) уменьшить расчетную мощность трансформатора;

4) повысить коэффициент мощности

Рис. 10

Рис. 11. Показания осциллографа подключенного к з-х фазной сети.