1.2 Основные параметры и расчетные соотношения
Выпрямители имеют следующие основные параметры:
а) среднее значение выходного напряжения UВЫХ
(2.1)
где Т - период напряжения сети, с;
б) среднее значение выходного тока iвых
;
(2.2)
в) коэффициент пульсаций выходного напряжения
(2.3)
где Um - амплитуда основной гармоники выходного напряжения, В.
При проектировании выпрямителя широко применяются также следующие параметры, характеризующие его особенности:
а) действующее значение Uвх входного напряжения выпрямителя;
б) максимальное обратное напряжение Uобр.max на отдельном диоде. Это напряжение принято выражать через напряжение Uср ;
в) среднее значении Iср.д тока отдельного диода;
г) максимальное (амплитудное) значение Iд.макс тока отдельного диода.
Токи Iср.д и Iд.макс принято выражать через Iср. Значение Uобр.max используют для выбора диода по напряжению. Значения Iср.д и Iд.макс используют для выбора диода по току.
К основным характеристикам выпрямителя относится также и зависимость напряжения на нагрузке от тока нагрузки Uн = f(Iн), которая называется внешней характеристикой.
В соответствии с выражениями (2.1 – 2.3) основные параметры этого выпрямителя выражаются следующим образом:
1)
;
2)
;
3)
;
4)
;
5)
;
6)
.
Такой выпрямитель характеризуется высокими технико-экономическими показателями и широко используется на практике. Все шесть диодов выпрямителя помещают в один корпус. Широко используется интегральное исполнение диодного моста.
2. Описание виртуальной лабораторной установки
Виртуальная лабораторная установка для исследований, предусмотренных содержанием работы, показана на рис. 2.3
Рис. 2.3. Модель трехфазного выпрямителя.
Она содержит:
- источник трехфазного синусоидального напряжения (Inductive Sourer with neutral);
- трехфазный диодный мост (Universal Bridge);
- активно-индуктивную нагрузку (R, L);
- обратный диод (Diode), параметры которого можно изменять;
- амперметр измерительный на входе (I1) и на выходе нагрузки (I Load);
- (Multimeter) блок для наблюдения и измерения мгновенных значений токов и напряжений;
- вольтметр измерения мгновенного напряжения на нагрузке (U Load).
Окно настройки параметров источника питания показано на рис. 2.4.
Рис. 2.4. Окно настройки параметров источника питания.
В полях настройки задаются:
- амплитуда напряжения в вольтах (Phase-to-ground peak voltage, V);
- начальная фаза напряжения в градусах (Phase angle of phase A, deg);
- частота напряжения в герцах (Frequency, Hz);
- исходное сопротивление в омах (source resistance, Ohms);
- исходная индуктивность в генри (source inductance, H).
Окно настройки параметров выпрямителя показано на рис. 2.5. В полях настройки заданы:
- количество ветвей моста (3) (Number of bridge arms);
- выбор полярности входных и выходных портов (Port configuration);
- параметры демпфирующих цепей (Snubber resistance, Snubber capacitance);
- тип полупроводниковых приборов в универсальном мосте (Power Electronic device);
- динамическое сопротивление диодов в открытом состоянии в Омах (Ron, Ohms);
- индуктивность диода в открытом состоянии в генри (Lon, H) ;
- пороговое напряжение на диоде в открытом состоянии в вольтах (Forward voltage, V).
Рис. 2.5 Окно настройки параметров диода выпрямителя
В поле Measurement выбираются величины, которые измеряются блоком Multimetr. Окно настройки мультиметра приведено на рис. 2.6.
В левом поле окна параметров (Available) высвечиваются все напряжения и токи универсального моста, так как они заданы в окне настройки блока.
В правом поле (Selected) отражены те переменные, которые измеряет блок (эти значения перенесены из левого поля в правое кнопкой Select).
Переменные правого поля можно также измерить на выходе блока внешними приборами. При включенном флажке Display signals at simulation stop мгновенные значения этих величин отражаются в графическом окне блока по окончанию очередного моделирования.
Окно настройки параметров нагрузки соответствует рис. 1.7 лабораторной работы № 1 (ЛР № 1).
Рис. 2.6. Окно настройки блока Multimeter.