Выпрямительные устройства. Выпрямление – это преобразование переменного напряжения в постоянное. Блок-схема выпрямительного устройства (в.У.) в общем виде может содержать следующие блоки:

Рис.1

I - блок силового трансформатора, служит для преобразования величин переменного напряжения.

II - блок преобразователя – схема, преобразующая переменное напряжения в постоянное напряжения.

III - блок фильтра, служит для уменьшения пульсаций выпрямлённого напряжения.

I-III – основные блоки выпрямительного устройства. В исключительных случаях могут отсутствовать блоки I и III.

Иногда для улучшения свойств В.У. могут быть добавлены:

IV – блок стабилизатора постоянного напряжения;

V – блок стабилизатора переменного напряжения.

Рассмотрим свойства В.У., содержащего блоки I III.

1.Основные показатели выпрямительного устройства.

1.Среднее значение выпрямительного напряжения и тока ().

2.Коэффицие пульсаций выпрямительного напряжения:

, где (1)

- амплитуда переменной составляющей (первой гармоники) внутреннего напряжения;

- среднее значение выпрямленного напряжения.

3.Внешняя характеристика В.У.

В.У. по отношению к нагрузке может быть представлено эквивалентным генератором:

	При изменении сопротивления нагрузки будет изменятся ток, потребляемый от В.У.; при наличии внутреннего сопротивления В.У. Rвнапряжения на нагрузке будет изменяться .
Рис.2
	Внешняя характеристика показывает степень влияния тока нагрузки на величину напряжения на нагрузке. Основными показателями, характеризующими режим работы выпрямительного элемента (вентиля) в блоке преобразования, являются: 1.Среднее значение выпрямительного тока через вентиль - (индекс ″а″ означает анод);
Рис.3

2.максимальное значение прямого тока – ;

3.максимальное обратное напряжение на вентиле – .

Электрические параметры силового трансформатора.

1. Действующие значения напряжения и тока вторичной обмотки трансформатора;

2. Действующие значения напряжения и тока первичной обмотки.

3. Полная (типовая, габаритная) мощность силового трансформатора - .

2.Типы выпрямительных устройств.

Выпрямительные устройства разделяют:

1. По количеству фаз в сети, от которой питается В.У.: однофазные, трёхфазные, шестифазные и т.д.;

2. По построению схемы преобразователя: однополупериодные, двухполупериодные;

3. По схеме включения вентилей: с выводом нулевой точки трансформатора; мостовые;

4. По характеру нагрузки В.У.: активная, ёмкостная, индуктивная, противо ЭДС;

Обычно характер нагрузки В.У. определяет тип первого элемента фильтра.

3.Однополупероидная схема выпрямления с активной нагрузкой.

	Пусть ЭДС вторичной обмотки трансформатора: (2) Для мгновенных значений: (3)
Рис.4

или (4)

Здесь – сопротивление диода (вентиля).

- сопротивление транзистора. (5)

Обозначим – внутреннее сопротивление В.У.

Тогда (6)

	В данной схеме: . Так во вторичной обмотке транзистора, ток через нагрузку и диод протекает в течение положительного полупериода ЭДС . В течение отрицательного полупериода тока через нагрузку практически нет (если обратное сопротивление диода бесконечно велико). Среднее значение выпрямительного напряжения : (7) (для Rв<<Rd)
Рис.5

Откуда или

Среднее значение выпрямительного тока :

(8)

Отсюда максимальное значение тока через вентиль:

(9)

Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора, вентиля и нагрузки: (10)

Обратное напряжение на вентиле в отрицательный полупериод:

(11)

Ток первичной обмотки трансформатора определим следующим образом: в первичную обмотку трансформируется только переменная составляющая тока вторичной обмотки ~

~ (12)

Действующее значение тока первичной обмотки

~(13)

Коэффициент пульсации по первой гармоникивыпрямлённого напряжения:

, где (14)

(15)

тогда q=1.57.

Недостатки схемы:

1.Наибольшие пульсации выпрямленного напряжения.

2.Ток второй обмотки несинусоидальный, т.к. содержит постоянную составляющую. Это означает наличие постоянного подмагничивания сердечника трансформатора, что в конечном итоге приводит к увеличению размеров трансформатора.

3. Наихудшие условия работы вентиля вследствие больших величин прямого тока и обратного напряжения.

Единственное достоинство схемы – наибольшая простота. В тех случаях, когда указанные недостатки не проявляют себя, целесообразно использовать данную схему.