Двухполупериодный выпрямитель

В положительный полупериод входного напряжения открыты ди­оды D ₁ и D ₂ , а диоды D_.3 и D ₄ заперты. В отрицательный же полупериод, наоборот, открыты диоды D_.3 и D ₄ , а диоды D ₁ и D ₂ заперты. В результате ток в нагрузке имеет одно и то же направление в оба полупериода (рис 19.3, б). Разложение в ряд Фурье выходного напряжения имеет вид:

Очевидно, что угловая частота основной гармоники выходного напряжения u₂(t) равна удвоенной угловой частоте входного напряжения u₁(t), т.е. 2ω=628 (рад/с). Одинаковы амплитуды U_m напряжений u₁(t) и u₂(t). Поэтому при отсутствии емкостного фильтра (С=0) имеем

, (19.4)

причем наибольшее значение выходного напряжения , а наименьшее .

Рис. 5 – Двухполупериодный выпрямитель (С=0мкФ)

Рис. 6 – Зависимость U(t) при (С=0мкФ)

Рис. 7 – Двухполупериодный выпрямитель (С=1мкФ)

Рис. 8 – Зависимость U(t) при (С=1мкФ)

Рис. 9 – Двухполупериодный выпрямитель (С=10мкФ)

Рис. 10 – Зависимость U(t) при (С=10мкФ)

Рис. 11 – Двухполупериодный выпрямитель (С=100мкФ)

Рис. 12 – Зависимость U(t) при (С=100мкФ)

Трехфазный выпрямитель с нагрузкой в нулевом проводе

С увеличением числа фаз в схеме выпрямления форма кривой тока заметно сглаживается. Диоды работают поочередно: открывается диод включенный в фазу, напряжение на которой в данный момент времени имеет положительную полярность и оказывается больше напряжения на другой фазе, имеющего ту же полярность. Если, например,

,

то в интервале от t = 0 до t = T/12 открыт диод в фазе C, поскольку в это время . В течение следующей трети периода открыт диод в фазе А, потом столько же в фазе В, снова в фазе С (рис. 20.4, б) и т. д. Ток через нагрузку в любой момент течет в одном и том же направлении.

При отсутствии емкостного фильтра (С=0) разложение в ряд Фурье выходного напряжения имеет вид:

Очевидно, что угловая частота основной гармоники выходного напряжения u₂(t) равна утроенной угловой частоте входного фазного напряжения, например, u_C(t), т.е. 3ω=942 (рад/с). Одинаковы амплитуды U_m напряжений u_C(t) и u₂(t). Поэтому при отсутствии емкостного фильтра (С=0) имеем

, (19.5)

причем наибольшее значение выходного напряжения , а наименьшее .

Рис. 13 – Трехфазный выпрямитель

Рис. 14 – Зависимость U(t) для трехфазного выпрямителя

Трехфазная мостовая выпрямительная схема Ларионова

Эта схема обеспечивает еще большее сглаживание выходного напряжения и не требует наличия нулевого провода. Поочередно открываются пары диодов. Открыта пара, включенная между фаз, разность потенциалов которых имеет в данный момент положительную полярность и превышает напряжение между двумя другими фазами. При том же условии для фазных напряжений, что и в предыдущей схеме, на интервале от t =0 до t =T/12 этому правилу удовлетворяет линейное напряжение , в следующую шестую часть периода – напряжение , затем , снова и т. д. Ток в нагрузке в любой момент времени течет в одном направлении.

При отсутствии емкостного фильтра (С=0) разложение в ряд Фурье выходного напряжения имеет вид:

Очевидно, что угловая частота основной гармоники выходного напряжения u₂(t) равна 6ω=1884 (рад/с). Одинаковы амплитуды U_mЛ =  напряжений u_CА(t) и u₂(t). Поэтому при отсутствии емкостного фильтра (С=0) имеем

(19.6)

причем наибольшее значение выходного напряжения , наименьшее .

Рис. 15 – Выпрямительная схема Ларионова

Рис. 16 – Зависимость U(t) для выпрямительной схемы Ларионова

Таблица 19.2

Выпрямитель		Эксперимент			Расчет
		U1	U0	U2	kП
		В	В	В	-	В	В
Одно- полупериодный	без фильтра	13	5.55	6.8	1.663	17.7	0
	С = 10 мкФ	13	16.5	0.86	0.0915	17.6	14
Двух-полупериодный	без фильтра	13	10.4	5.54	0.786	17.04	0
	С = 1 мкФ	13	13.4	2.48	0.275	17.04	9.3
	С = 10 мкФ	13	16.5	0.353	0.035	17.02	15.7
	С = 100 мкФ	13	16.8	0.04	0.003	16.9	16.8
Трехфазный с нулевым проводом		13	14.5	2.78	0.286	17.7	8.9
Схема Ларионова		13	-29	1.3	0.24	30.5	5