- •Глава 1. Введение. Общие сведения. Диоды. Выпрямители. Фильтры
- •1.1. Введение
- •1.2. Общие сведения
- •1.2.1. Основные понятия физики полупроводников
- •1.2.2. Электронно-дырочный переход
- •1.3. Полупроводниковые диоды
- •1.3.1. Принцип действия
- •1.3.2. Вольт-амперная характеристика (вах)
- •1.3.3. Электрические параметры диодов
- •1.3.4. Технология изготовления диодов
- •1.3.5. Классификация полупроводниковых диодов
- •1.4. Применение диодов в электронных выпрямителях
- •1.4.1. Основные сведения
- •1.4.2. Однополупериодный однофазный выпрямитель
- •1.4.3. Двухполупериодные однофазные выпрямители
- •1.4.4. Трехфазные выпрямители
- •Параметры схем выпрямления
- •1.5. Сглаживающие фильтры
- •Глава 2. Транзисторы. Усилители
- •2.1. Биполярные транзисторы
- •2.1.1. Принцип действия транзистора
- •2.1.2. Характеристики
- •2.1.3. Параметры
- •2.1.4. Способы включения транзистора
- •Коэффициент усиления по напряжению определяется по формуле
- •2.1.6. Режимы работы транзистора
- •2.1.7. Классификация
- •2.2. Полевые транзисторы
- •2.2.1. Принцип действия полевых транзисторов
- •2.2.2. Полевые транзисторы каналом n-типа
- •2.2.3. Характеристики пт с управляющим р-п – переходом
- •Полевые транзисторы описываются двумя видами вах:
- •2.2.6. Параметры полевых транзисторов
- •2.2.7. Схемы включения полевых транзисторов
- •2.2.8. Система условных обозначений пт
- •. Применение транзисторов в электронных усилителях
- •2.3.1. Общие сведения
- •2.3.2. Режимы работы транзисторного усилителя
- •2.3.3. Характеристики транзисторного усилителя
- •2.3.4. Обратные связи в усилителях
- •2.3.5. Усилитель постоянного тока
- •2.3.6. Дифференциальный усилитель
- •2.3.7. Операционный усилитель и его применение
- •Глава 3. Тиристоры. Применение тиристоров в управляемых выпрямителях. Фотоэлектронные приборы. Интегральные микросхемы
- •3.1. Тиристоры
- •3.1.1. Устройство тиристора
- •3.1.2. Принцип действия тиристора (динистора)
- •3.1.3. Механизм включения тиристора
- •3.1.4. Устройство и вах симистора
- •3.1.5. Статические и динамические параметры тиристора
- •3.1.6. Классификация и система обозначения тиристоров
- •3.1.7. Способы запирания тиристоров
- •3.2. Применение тиристоров в управляемых выпрямителях
- •3.2.1. Структура и принцип действия управляемого выпрямителя
- •3.2.2. Системы управления тиристорами
- •3.3. Фотоэлектронные приборы
- •3.3.1. Термины и определения
- •3.3.2. Оптоизлучатели
- •3.3.3. Фотоприемники
- •3.3.4. Оптоэлектронные приборы
- •3.4. Интегральные микросхемы
- •3.4.1. Термины и определения
- •3.4.2. Компоненты имс
- •3.4.3. Классификация и условные обозначения имс
- •Глава 4. Импульсные устройства и цифровая техника
- •4.1. Общая характеристика импульсных устройств
- •4.1.1. Достоинства импульсных систем
- •4.1.2. Характеристика импульса
- •4.1.3. Характеристика последовательности импульсов
- •4.1.4. Ключевой режим работы транзистора
- •4.2. Электронные генераторы
- •4.2.1. Генераторы линейно изменяющегося напряжения (глин)
- •Генераторы прямоугольных импульсов на операционном
- •4.2.3. Компаратор на операционном усилителе
- •4.2.4. Глин на оу
- •4.3. Логические схемы
- •Т аблица 4.5
- •4.5. Счетчики импульсов
- •4.5.1. Двоичные суммирующие счетчики
- •4.6. Регистры
- •Параллельные регистры.
- •Последовательный регистр.
- •4.7. Шифраторы. Дешифраторы
- •4.7.1. Шифраторы
- •4.7.2. Дешифраторы
- •4.8. Аналого-цифровые преобразователи (ацп)
- •4.9. Цифро-аналоговые преобразователи (цап)
1.4.4. Трехфазные выпрямители
Большое разнообразие схем трехфазных выпрямителей обусловлено различными способами соединения обмоток трансформатора. От этого зависит коэффициент пульсации выпрямленного напряжения, компенсация МДС магнитопровода и другие показатели.
Схема трехфазного однополупериодного выпрямителя приведена на рис. 1.9, а. Первичная обмотка состоит из трех катушек. Их соединяют по схеме звезда или треугольник. Вторичная обмотка включена по схеме звезда с выводом от общей точки концов катушек 0. Каждый из трех вентилей VD1 – VD3 одним своим электродом (на рисунке – анодом) соединен с началом катушки, а вторым (катодом) – с общей точкой 0'. При таком соединении вентилей точка 0' будет иметь положительный потенциал относительно точки 0. Полярность изменится, если вентили перевернуть. Нагрузка RН включена между узлами 0 и 0'. Однополупериодным выпрямитель называется потому, что каждый из фазных токов IФ протекает один раз за период через каждый из вентилей и нагрузку.
Рис.1.9. Трехфазный однополупериодный выпрямитель (а) и временные диаграммы выпрямления (б, в)
Временные диаграммы напряжения вторичной обмотки трансформатора даны на рис.1.9, б. Вентили поочередно работают в течение одной третьей части периода, причем ток течет по тому из вентилей, на котором в данную треть периода потенциал анода выше, чем на двух других вентилях. Графики выпрямленных напряжения и тока в нагрузке показаны на рис.1.9, в. Здесь вентиль VD1 становится проводящим с момента, когда напряжение на его аноде (в фазе А) станет больше идущего на убыль напряжения в фазе С (точка 1). После этого вентиль VD2 работает (пропуская ток) в продолжение 1/3 части периода (120°), пока напряжение на его аноде превышает возрастающее напряжение в фазе В. Когда эти напряжения сравняются по величине (точка 2), вентиль VD1 запирается, а вентиль VD2 включается в работу и т. д. Ток вентилей IФ определяется напряжением в фазах вторичной обмотки U2Ф. Токи всех вентилей протекают через нагрузку в одном направлении. Положительным полюсом является точка, общая для всех катодов (узел 0'). Среднее значение выпрямленного напряжения трехфазного выпрямителя определяется, как и в случае однофазных выпрямителей, но интегрирование мгновенного значения осуществляется в пределах 1/3 части периода:
.
Выпрямленный ток, являющийся суммарным током всех поочередно действующих фаз выпрямителя, по форме напоминает огибающую фазных ЭДС:
.
Действующие напряжение и ток вторичной обмотки равны соответственно:
; .
Типовая расчетная мощность трансформатора
.
Коэффициент пульсаций в многофазных выпрямителях определяется по формуле q = U1Г/Ud = 2 / (m2 - 1), где m – число фаз выпрямителя. Для трехфазного однополупериодного выпрямителя q = 2/(32–1) = 0,25.
Оценку наиболее распространенных схем выпрямления при активной нагрузке можно осуществить, сравнивая их электрические параметры, сведенные в табл. 5.1.
Таблица 5.1
Параметры схем выпрямления
Схемы выпрямления |
q
|
UОБР/Ud |
I2/Id |
ST/Pd
|
η=pd/s
|
Однополупериодная однофазная Двухполупериодная с выводом от среднего витка Однофазная мостовая Трехфазная однополупери-одная Трехфазная мостовая
|
1,57
0,667
0,667 0,25
0,057
|
3,14
3,14
1,57 2,09
1,05
|
1,57
0,78
1,11 0,58
0,82
|
3,5
1,48
1,23 1,35
1,05
|
0,4
0,8
0,8 0,97
0,99
|
Если принять за критерий коэффициент пульсаций q, то преимущество имеют трехфазные схемы, обеспечивающие наименьшую пульсацию. В этих выпрямителях можно применять менее сложные сглаживающие фильтры, чем в других выпрямителях. Очень важным критерием является обратное напряжение на вентилях – в мостовых схемах (однофазной и трехфазной) вентили работают при наименьших обратных напряжениях. Сечение провода вторичной обмотки трансформатора зависит от действующего значения тока I2. Этот ток меньше в однополупериодных схемах и больше в мостовых двухполупериодных.