1.2 Основные параметры и расчетные соотношения
Выпрямители имеют следующие основные параметры:
а) среднее значение выходного напряжения UВЫХ
(3.1)
где Т - период напряжения сети, с;
б) среднее значение выходного тока iвых
;
(3.2)
в) коэффициент пульсаций выходного напряжения
(3.3)
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 (3.1 – 3.3) основные параметры этого выпрямителя выражаются следующим образом:
1)
- мощность, потребляемая резистором
активно-индуктивной нагрузки;
2)
- регулировочная характеристика
выпрямителя;
3)
- среднее значение тока активно-индуктивной
нагрузки.
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. 3.3.
Рис. 3.3. Модель однофазного двухполупериодного управляемого выпрямителя.
Она содержит:
- источник синусоидального напряжения (220 V, 50 Hz);
- однофазный трансформатор (Linear Transformer);
- однофазный управляемый диодный мост (Universal Bridge);
- активно-индуктивную нагрузку (R, L), которую можно изменять;
- обратный диод (Diode), параметры которого можно изменять;
- амперметр измерительный на входе (I1) и на выходе нагрузки (I Load);
- блок для наблюдения и измерения мгновенных значений токов и напряжений (Multimeter).
- вольтметр измерения мгновенного напряжения на нагрузке (U Load);
- блок угла открытия (Block Parameters: a).
Окно настройки параметров источника питания заполняется по рис. 2.4 ЛР № 2.
Окно настройки параметров выпрямителя показано на рис. 3.4.
В полях настройки заданы:
- количество ветвей моста (2) (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. 3.4. Окно настройки параметров управляемого диодного моста
В поле Measurement выбираются величины, которые измеряются блоком Multimetr в соответствии с окном настройки мультиметра, приведенном на рис. 2.6 ЛР № 2.
Окно настройки параметров нагрузки заполняется в соответствии с рис. 2.7 ЛР № 2.
На рис. 3.5 показан блок, в котором задается угол управления. Он управляет открытием диодного моста. Угол задается в градусах.