- •Источники электроснабжения (основные и резервные) и принципы организации электроснабжения
- •Схемы подключения потребителей к электрическим сетям энергосистем
- •Категории потребителей электроэнергии и особенности их электроснабжения
- •Параметры оценки качества электроэнергии переменного тока
- •Заземление оборудования электроустановок и меры защиты
- •Трансформаторные подстанции. Резервирование источников электроснабжения. Устройства авр.
- •Электростанции с двигателем внутреннего сгорания.
- •Преобразователи различных видов энергии в электрическую энергию.
- •Основные типы аккумуляторов и их характеристики.
- •Устройство и принцип действия кислотных аккумуляторов. Виды кислотных аккумуляторов. Преимущества и недостатки.
- •Устройство и принцип действия щелочных аккумуляторов. Виды щелочных аккумуляторов. Преимущества и недостатки.
- •Трансформаторы. Режимы работы трансформаторов их особенности. Кпд трансформатора.
- •Трехфазные трансформаторы и автотрансформаторы
- •Элементная база устройств электропитания. Полупроводниковые диоды и тиристоры. Основные характеристики и режимы работы.
- •Элементная база устройств электропитания. Биполярные и полевые транзисторы. Основные характеристики и режимы работы.
- •Элементная база устройств электропитания. Комбинированные транзисторные ключи
- •Электромагнитные устройства электропитания. Электрические реакторы. Режимы работы и особенности.
- •Электрические реакторы
- •Конденсаторы. Типы конденсаторов и особенности их работы в устройствах электропитания
- •Выпрямительные устройства. Режимы работы выпрямительных устройств, выполненных по традиционной схеме
- •Работа выпрямителя на нагрузку индуктивного характера.
- •Однофазные схемы выпрямления (однополупериодная, двухполупериодная, мостовые схемы выпрямления) Однофазная однополупериодная однотактная схема выпрямления (работа ву на активную нагрузку)
- •Однофазная двухтактная мостовая схема выпрямления (работа ву на активную нагрузку).
- •Трехфазные схемы выпрямления
- •Работа однофазной мостовой схемы выпрямления на нагрузку емкостного характера.
- •Сглаживающие rc-фильтры
- •Сглаживающие lc-фильтры
- •Переходные процессы в сглаживающих lc-фильтрах
- •Общая классификация и основные параметры стабилизаторов напряжения и тока.
- •Параметрические стабилизаторы напряжения и тока
- •Компенсационные стабилизаторы напряжения и тока
- •Основные схемы однотактных преобразователей постоянного напряжения
- •Основные схемы двухтактных преобразователей постоянного напряжения
- •Принципы построения инверторов. Инверторы с прямоугольной формой выходного сигнала.
- •Принципы построения инверторов. Инверторы с синусоидальной формой выходного сигнала.
- •Принципы построения инверторов. Инверторы со ступенчатой формой выходного сигнала.
- •Инверторы напряжения с самовозбуждением.
- •Структурные схемы выпрямительных устройств бестрансформаторным входом.
- •Системы электропитания аппаратуры связи
- •Системы бесперебойного питания постоянного тока.
- •Системы бесперебойного питания переменного тока.
- •Не сделан
- •Не сделан
- •Система контроля и управления оборудованием электроустановки
- •Основные параметры оценки надёжности систем электропитания. Способы повышения надёжности систем электропитания.
- •Перспективные технологии в обеспечении бесперебойного электропитания.
- •Мобильные и бортовые устройства обеспечения электропитания
Работа однофазной мостовой схемы выпрямления на нагрузку емкостного характера.
Выпрямление рассматривается здесь как процесс превращения переменного тока в постоянный с помощью электрических элементов, которые пропускают ток преимущественно или исключительно в одном направлении. Такие элементы — полупроводниковые диоды — представляют малое сопротивление при прохождении тока в одном направлении очень большое — при протекании тока в противоположном направлении.
Идеальный выпрямитель имеет нулевое сопротивление в проводящем направлении и бесконечное сопротивление в обратном направлении и является автоматическим выключателем, который замыкает и размыкает цепь при изменениях полярности напряжения.
В однофазной мостовой схеме к одной из диагоналей моста подключается источник переменного напряжения (вторичная обмотка трансформатора), а к другой – нагрузка.
В мостовой схеме диоды работают попарно: в течение одной половины периода сетевого напряжения ток протекает от вторичной обмотки трансформатора по цепи VD1, RН, VD2, а на втором полупериоде – по цепи VD3, RН, VD4, причем в каждом полупериоде через нагрузку ток проходит в одном направлении, что и обеспечивает выпрямление. Коммутация диодов происходит в моменты перехода переменного напряжения через нуль.
Однофазная мостовая схема выпрямления
Временные диаграммы для мостовой схемы
У мостовой схемы в каждом полупериоде ток проходит одновременно через два диода (например, VD1, VD2), потому временные зависимости токов и напряжений будут принадлежать парам вентилей. Среднее значение напряжения на выходе выпрямителя
где U2 действующее значение переменного напряжения на входе выпрямителя.
Действующее значение переменного напряжения (тока) — значение постоянного напряжения (тока), развивающего в данном активном сопротивлении такую же мощность, как и рассматриваемое значение переменного напряжения (тока).
В качестве недостатков однофазной мостовой схемы можно отметить: большее количество диодов и протекание тока в каждом полупериоде по двум диодам одновременно. Последнее свойство однофазных мостовых выпрямителей снижает их КПД из-за повышенного падения напряжения на полупроводниковых структурах вентилей. Это особенно заметно у низковольтных выпрямителей, работающих с большими токами.
Несмотря на отмеченные недостатки, мостовая схема выпрямления широко применяется на практике в однофазных выпрямителях различной мощности.
Сглаживающие rc-фильтры
Сглаживающие фильтры включаются между выпрямителем и нагрузкой для уменьшения переменных составляющих (пульсаций) выпрямленного напряжения. Эти фильтры выполняются из индуктивных элементов – дросселей и из ёмкостных элементов – конденсаторов. Простейший сглаживающий фильтр может состоять только из одного элемента, например дросселя или конденсатора.
Сглаживающие фильтры, прежде всего, характеризуются коэффициентом сглаживания q, представляющим собой отношение коэффициентов пульсаций на входе S0 и выходе S0H фильтра:
В схемах выпрямления малой мощности дроссель фильтра может быть заменён резистором RФ. Такие типы фильтров называют RC фильтрами
Расчёт сглаживающего RC фильтра должен вестись с учётом следующих условий
Коэффициент сглаживания фильтра
Сопротивление резистора RФ обычно задаются в пределах RФ = (0,15…0,5)RH; КПД резистивно-емкостного фильтра сравнительно мал и обычно составляет 0,6…0,8, причем при ηф = 0,8 RФ = 0,25RH. Емкость Cф (в микрофарадах), обеспечивает требуемый коэффициент сглаживания q при частоте сети fC = 50 Гц, находят из выражения
Преимущества резистивно-емкостных фильтров: малые габариты, масса и стоимость; недостаток – низкий КПД.