57. Однофазные выпрямители. Принцип действия.
Однофазное выпрямительное устройство, помимо выпрямителя, в который входят один или несколько вентилей, включенных по определенной схеме, обычно включает в себя силовой трансформатор, сглаживающий фильтр и стабилизатор. К выходу выпрямительного устройства можно подключать различные приемники, которые для удобства анализа заменяют эквивалентным нагрузочным резистором сопротивлением Rн.. После изменения напряжения сети до необходимой величины с помощью трансформатора Тр переменное напряжение выпрямляют выпрямителем В. Сглаживающий фильтр СФ уменьшает пульсации выпрямленного напряжения до необходимой величины. Установленный после сглаживающего фильтра стабилизатор Ст поддерживает неизменным напряжение на нагрузочном резисторе при изменениях напряжения сети или сопротивления резистора Rн. В зависимости от условий работы и требований, предъявляемых к выпрямительным устройствам, отдельные узлы его могут отсутствовать. Например, если напряжение сети соответствует требуемой величине, то можно не использовать трансформатор. В трехфазных выпрямителях может отсутствовать сглаживающий фильтр, так как пульсации в них значительно уменьшаются, а в некоторых случаях и стабилизатор. Для выпрямления однофазного переменного тока широко применяют два типа выпрямителей: однополупериодный и двухполупериодный (мостовой и с выводом средней точки вторичной обмотки трансформатора).
Анализ таких схем ведется с учетом:
- индуктивные сопротивления рассеяния и активные сопротивления обмоток трансформатора, а также сопротивление вентиля в прямом направлении равны нулю (в действительности они не равны нулю, но очень малы по сравнению с сопротивлением резистора Rн);
- обратное сопротивление вентиля бесконечно велико, следовательно, ток в цепи вторичной обмотки трансформатора равен нулю (в действительности обратное сопротивление вентиля имеет конечную величину, но оно на несколько порядков больше сопротивления вентиля в прямом направлении и во много раз больше сопротивления резистора Rн).
На выходе пульсирующий ток: Iнср=Im/ПИ=0,32Im
- однополупериодный;η=32%, коэф. пульс p=1,57. Iнср=2Im/ПИ=0,64Im
- двухполупериодный;η=64%, коэф. пульс p=0,67
58. Однополупериодный выпрямитель с активной нагрузкой.
Выпрямителем называют устройство, предназначенное для преобразования переменного напряжения в постоянное. В схеме однополупериодного выпрямителя с трансформатором вентиль В включен последовательно с нагрузочным резистором Rн и вторичной обмоткой трансформатора Тр. Ток iн в нагрузочном резисторе Rн появляется только в те полупериоды напряжения U2, когда потенциал точки а вторичной обмотки трансформатора положителен по отношению к потенциалу точки b, так как в этом режиме вентиль открыт. Когда же потенциал точки а отрицателен по отношению к потенциалу точки b, вентиль закрыт, и ток в цепи вторичной обмотки трансформатора равен нулю. Ток в резисторе Rн имеет пульсирующий характер, т. е. появляется только в один из полупериодов напряжения U2. Поэтому выпрямитель, собранный по этой схеме называют однополупериодным. В положительный полупериод напряжения U2 напряжение Uн на нагрузочном резисторе равно напряжению U2, напряжение Uа на вентиле — нулю, в отрицательный полупериод напряжение Uн = 0, а напряжение Uа = U2. Однополупериодный выпрямитель служит обычно для питания цепей малой мощности и высокого напряжения. Недостатками однополупериодных выпрямителей являются высокий уровень пульсаций, подмагничивание сердечника трансформатора постоянным током. Преимуществами однополупериодных выпрямителей являются простота конструкции и меньшая стоимость по сравнению с другими видами выпрямителей.
