Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Васильев Л.А. - Конспект лекций

.pdf
Скачиваний:
109
Добавлен:
03.03.2016
Размер:
1.4 Mб
Скачать

91

u2

i22

трансформатор

 

t

i21

 

 

 

 

u0

нагрузка

i0

U0

t

 

 

ia

 

диод

 

 

 

 

t

 

Uобр

 

Напряжение на нагрузке

u0

U0 un ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

uп напряжение пульсации;

 

 

 

 

 

 

 

 

/ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

2U2

 

Uн U0

 

U2m sin t d t

0,9U2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

m

2U0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m 2 1

 

 

 

 

ν – номер гармоники пульсации;

 

 

 

 

 

 

m – число эквивалентных фаз выпрямления.

 

 

 

Коэффициент пульсации

 

 

 

 

 

 

 

q

U1m

 

2

 

 

 

0,67

(в нулевой схеме m = 2).

 

 

 

m2 1

 

U0

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбор вентилей → по Ia и Uобр:

 

 

 

 

 

 

Ia

I0

0,45

U2

;

Uобр = 2U2m = πU0 ;

 

Sт = 1,48P0.

 

 

 

2

 

 

 

 

 

Rн

 

 

 

 

 

 

 

 

92

14.2.2 Мостовая схема выпрямления

i1

ia

 

i0

VD1

VD2

 

u1

u2

Zн

u0

 

VD3

VD4

 

При активной нагрузке:

U0 = 0,9U2; Iа = I0 /2; Uобр= U2m = (π /2)U0; Sт = 1,23P0.

Работа при активно-емкостной нагрузке:

u2 u0

U0

t

ia1

ia2

ia1

ia2

ia1

 

 

 

 

t

 

 

 

 

ia

 

 

 

 

t

 

 

 

 

uобр

u2 > u0 – заряд конденсатора,

u2 < u0 – разряд на Rн .

τраз = СRн,

Rн↑ ► τраз↑,

U0↑ ,

U0х = U2m .

Ток диодов Iа = I0 /2; Iаm = (3…8) Iа .

 

 

Коэффициент пульсаций

q

1

.

 

 

 

2 mfCRн

93

14.2.3 Фильтры выпрямителей

Назначение: ослабление пульсации напряжения в нагрузке.

Коэффициент сглаживания:

S qвх

Un1m /U0

 

С-фильтр

qвых

Uн1m /Uн

 

шунтирует пульсацию тока.

 

C

C

1

.

 

2 mfRнqвых

 

 

 

 

для больших Rн .

RС-фильтр

 

 

 

 

R

C

S(Rн

R)

R 0,1Rн .

 

 

;

 

C

2 mfRнR

 

L-фильтр

Др

аккумулирует пульсацию напряжения.

 

 

 

 

 

L SRн ;

S XL

 

2 mfL

 

2 mf

Rн

 

Rн

 

 

 

 

для малых Rн .

LC-фильтр

Др

Rн S 1;

C

S 1 .

L

 

2 mf

 

2 mfRн

C

 

 

для больших Rн .

94

Транзисторный фильтр

 

+

 

VT выполняет роль дросселя.

Rб

VT

Iэ

 

C

-

р.т.

 

 

 

Rдин >> Rст

Uкэ

Внешние характеристики выпрямителей Uн = f (Iн)

Uн

 

 

1

– без фильтра, L-фильтр;

1,4U2

 

 

2

 

2

С-фильтр;

3

 

3

-фильтр.

1

 

0,9U2

 

 

 

3

 

 

Iн кр = (0,05…0,1)Iном

 

 

 

 

 

 

Iн < Iн кр – режим прерывистого

 

 

 

тока при работе с LС-фильтром;

Iн кр

I

н

Iн > Iн кр – режим непрерывного

 

тока (нормальный режим).

14.2.4

Стабилизаторы напряжения

Назначение: стабилизации напряжения на нагрузке.

Коэффициент стабилизации: Kст

 

U0

/U0

 

Uн Rб

Uн

/Uн

 

 

 

U0 Rст

Параметрический стабилизатор

 

Rб

 

Iн

U0

I0

Rн

Uн

 

Iст

VD

 

U0↑ ► I0↑, U↑, Uн = Uст;

Rн↑ ► Iн, Iст↑, Uн = Uст.

Кст = 20…50.

95

Компенсационный стабилизатор

 

 

 

+

РЭ

+

 

 

 

 

 

I0

R1

R2

 

 

УПТ

VT

 

 

 

RH

U

 

R

U

 

 

0

 

н

н

ИОН

VD

R3

 

- -

U0↑ ► Uвх и = UR2↑, Uвх н = Uст, Uб, Uкэ↑, Uн ≈ const; Rн↑ ► Iн, Iк = I0, Uкэ ≈ const, Uн ≈ const.

Кст ≥ 1000.

14.3Источники питания с многократным преобразованием энергии

Сеть

В Ф ИН Тр В

сеть +

VT1

VT2

 

Тр

C1

+

VT3

VT4

І полупериод – открыты VT1 и VT4; II полупериод – открыты VT2 и VT4.

Частота инвертора fи = 20…50 кГц.

Uвых

Ф

Др

+

C2

-

96

14.4 Импульсные преобразователи

Импульсные преобразователи постоянного напряжения (ИППН)

 

VT

Др

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

U0

 

VD

С

 

Rн

Uн

-

 

 

 

 

 

 

 

 

Tс

tи

 

 

 

 

 

 

 

U0

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

t

 

tu

U

 

U0

 

 

U

н

0

Uн

 

 

 

T

 

Q

 

 

 

 

c

 

 

 

0 t

Способы регулирования:

широтно-импульсный: Тс = const, tи = var;

частотно-импульсный: Тс = var, tи = const.

Импульсные преобразователи переменного напряжения

Сеть

Ф

Uвых

В

ИППН

97

14.5 Преобразователи с повышением напряжения

Диодно-конденсаторные схемы

удвоитель напряжения

утроитель напряжения

 

 

Uн

R

н

 

 

C2

+

 

 

 

 

 

VD1

 

 

VD3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U1

 

 

 

 

 

+

C1

 

 

C3

 

 

 

 

 

VD2

 

VD1

 

 

 

 

+

 

+

U1

 

C2

 

 

 

 

Rн

 

C1

 

 

 

 

 

 

 

 

VD2

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

Uн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

τзар << τраз

 

 

 

UС1 U1m;

 

 

UС1 U1m; UС2 = UС3 ≈ 2U1m;

Uн = UС2 ≈ 2U1m.

 

 

Uн ≈ 3U1m.

 

Дроссельная схема

 

 

 

 

 

+

Др

VD

 

сеть

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U0

C1

 

VT

Rн Uн

 

 

C2

 

І полупериод: VT открыт, энергия накапливается в дросселе; ІІ полупериод: VT закрыт, энергия дросселя отдается в нагрузку.

Uн ≈ 2U0 .

98

Лекция 15 УПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ

15.1 Однофазный нулевой выпрямитель

 

 

i1

ia

VS1

 

i

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u1

 

u21

 

 

ZН

uН

 

 

 

u22

 

 

 

VT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VS2

 

 

 

 

 

Работа на активную нагрузку (Zн = Rн)

 

 

 

 

u2

 

 

α – угол управления

 

 

i21

 

θ

 

 

i22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

iН

uН

Напряжение на нагрузке:

 

 

 

θ

 

Uн 1

 

 

 

 

ua

 

 

 

U2m sin d

 

 

 

 

 

 

 

 

ia

 

θ

 

0,9U

1 cos

 

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uн0

1 cos .

 

 

 

uобр

 

 

 

2

 

 

 

 

 

Uн0 = 0,9U2.

 

Выбор вентилей:

Ia = Iн / 2; Uобр = 2U2m = πUн.

 

 

α = 0 ÷ π ;

α ↑ ► Uн

 

 

 

 

 

 

Uн ср

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

99

Работа на активно-индуктивную нагрузку

 

 

а) режим прерывистого

б) режим непрерывного

 

тока (λ < π)

тока (λ = π)

 

 

 

u2

 

u2

 

 

 

i21

2

θ

i21

2

 

 

 

i22

 

θ

 

 

 

 

i22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

uн

 

 

 

 

 

 

 

uн

 

 

 

iн

 

θ

iн

θ

 

 

ua

 

ua

 

 

 

ia

 

 

 

 

 

θ

ia

θ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

uобр

 

u

 

 

 

 

 

 

обр

 

θ = α

► открывается VS1;

 

 

 

 

α ÷ π

► энергия поступает в нагрузку;

 

 

π ÷ (α+λ) ► энергия возвращается в сеть;

 

 

θ = α

► VS1 запирается;

 

 

 

 

θ = π

► открывается VS2 и т.п.

 

 

 

Напряжение на нагрузке:

Uн Uн0

cos .

 

 

 

Регулировочная

 

Uн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

характеристика

 

 

 

 

 

 

Uн = f(α)

 

 

R

 

α > αкр – режим прерывистого тока

кр

RL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

0

90

180

 

100

15.2 Однофазный мостовой выпрямитель

 

i1

ia

VT1

VT2

iН

 

 

 

 

 

 

u1

u2

 

 

ZН

 

 

 

 

 

uН

 

 

 

VT3

VT4

 

Напряжение на нагрузке:

 

 

 

 

Uн Uн0

1 cos

при активной нагрузке;

 

 

2

при Lн >> Rн

 

Uн Uн0 cos

 

Коэффициент пульсаций:

q( )

2

1 m2tg2 .

 

 

 

m2 1

 

 

Выбор вентилей: Ia = Iн / 2; Uобр = U2m = (π/2)Uн.

15.3 Коммутационные процессы

 

 

ia1

ia2

обусловлены влиянием

 

 

индуктивности обмоток

θтрансформатора Хs

γ

γγ – угол коммутации

uн

С учетом коммутации:

Ux

Uн = Uн0cosα Uх .

 

θ

 

Ux Iн Xs

 

 

Iн ↑ ► γ ↑ , Uх ↑ , Uн

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.