- •1 Основные понятия и определения
- •1.1 Общие сведения
- •1.2 Резистивные элементы
- •1.3 Индуктивный и емкостный элементы
- •1.4 Источники постоянного напряжения
- •2 Электрические цепи постоянного тока
- •2.1 Общие сведения
- •2.2 Законы Кирхгофа
- •2.3 Распределение потенциала вдоль электрической цепи
- •2.4 Последовательное и параллельное соединения
- •2.4.2 Параллельное соединение
- •2.5 Соединение резисторов треугольником и звездой
- •2.6 Электрическая энергия и мощность
- •2.7 Номинальные величины источников и приемников.
- •2.8 Нелинейные электрические цепи постоянного тока
- •2.9 Магнитные цепи
- •3 Линейные однофазные электрические цепи синусоидального тока
- •3.1 Основные величины, характеризующие синусоидальные ток, напряжение и эдс
- •3.2 Элементы электрических цепей синусоидального тока
- •3.3 Расчет неразветвленной электрической цепи
- •3.4 Мощность в линейных цепях синусоидального тока
- •3.5 Переходные процессы в электрических цепях
- •4 Трехфазные линейные электрические цепи синусоидального тока
- •4.1 Трехфазный источник электрической энергии
- •4.2 Анализ электрических цепей при соединении трехфазного источника и приемника по схеме «звезда» с нулевым проводом
- •4.3 Соединение приемника по схеме «треугольник»
- •4.4 Мощность трехфазной цепи
- •4.4.1 Трехфазная электрическая цепь с симметричным приемником
- •5 Электромагнитные устройства
- •5.1 Выключатели, кнопки и клавиши
- •5.2 Электрические контакты
- •5.3 Электромагниты
- •5.4 Контакторы
- •5.5 Электромагнитные реле
- •6 Трансформаторы
- •6.1 Общие сведения
- •6.2 Принцип действия трансформатора
- •6.3 Работа трансформатора в режиме холостого хода
- •6.4 Опыт короткого замыкания
- •6.5 Мощность потерь в трансформаторе
- •6.6 Автотрансформаторы
- •7 Электрические машины
- •7.1 Общие сведения
- •7.2 Вращающееся магнитное поле
- •7.3 Асинхронные машины
- •7.3.4 Контакторное управление асинхронными
- •7.4 Синхронные машины
- •8 Электроника
- •8.1 Общие сведения
- •8.2 Полупроводниковые диоды
- •8.2.1 Полупроводниковые фотоэлектрические приборы
- •8.2.2 Транзисторы
- •8.2.3 Оптоэлектронные приборы
- •8.2.4 Тиристоры
- •8.3 Выпрямители на полупроводниковых диодах
- •8.3.1 Однополупериодное выпрямление
- •8.3.2 Двухполупериодное выпрямление
- •8.3.3 Трехфазные выпрямители
- •8.3.4 Управляемые выпрямители
- •8.3.5 Стабилизаторы напряжения
- •8.4 Усилители на транзисторах
- •8.4.1 Операционные усилители
- •9 Электрические измерения и приборы
- •9.1 Системы электрических измерительных приборов
- •9.2 Основные характеристики электрических измерительных приборов
- •9.3 Измерение тока, напряжения и мощности
- •9.3.2 Трансформатор тока (тт)
- •9.3.5 Электроннолучевые осциллографы
- •9.3.6 Цифровые измерительные приборы (цип)
- •9.3.7 Технические характеристики цип
- •9.3.8 Цифровые вольтметры.
- •9.3.9 Использование цип для измерения переменных напряжений
- •10 Частотно-регулируемый электропривод
- •10.1 Методы частотного регулирования
- •10.2 Краткие сведения о преобразователях частоты
- •10.3 Принцип действия однофазного пч
- •11 Электрооборудование
- •11.1 Трансформаторные подстанции и распределительные
- •11.2 Релейная защита и защита от атмосферных перенапряжений
- •12 Электротехнология
- •12.1 Электротермия
- •12.2 Электрохимия
- •12.3 Электронно-ионная технология
- •12.3.1 Общие сведения
- •13 Системы электроснабжения
- •13.1 Общие сведения об электроснабжении
- •14 Электробезопасность
- •14.1 Общие сведения
- •14.2 Защитное заземление
- •14.3 Зануление
- •14.4 Конструкция заземлителя
8.3.2 Двухполупериодное выпрямление
Наибольшее распространение получил двухполупериодный мостовой выпрямитель (рис. 8.15).
Он состоит из трансформатора Тр и четырех диодов Д1, Д2, Д3, Д4, подключенных к вторичной обмотке трансформатора по мостовой схеме, к одной из диагоналей моста подсоединяется обмотка Тр, а к другой - нагрузочный резистор . Каждая пара диодов Д1, Д3, Д2, Д4 работает поочередно.
Рис. 8.15. Схема (а) и временные диаграммы напряжений мостового
двухполупериодного выпрямителя (б)
Диоды Д1, Д3 открыты в I полупериод напряжения и2, когда потенциал точки а выше потенциала точки в.
В следующий полупериод напряжения и2 потенциал точки в выше потенциала точки а, диоды Д2, Д4 открыты, а диоды Д1, Д3 закрыты.
В оба полупериода, как видно из рисунка 8.15, ток через нагрузочный резистор имеет одно и то же направление.
Выражения для средних значений выпрямленных напряжения и тока имеют вид
Анализ приведенных соотношений показывает, что при одинаковых значениях параметров трансформаторов и сопротивлений мостовой выпрямитель по сравнению с однополупериодным имеет следующие преимущества:
- средние значения выпрямленных тока и напряжения в два раза больше;
пульсации значительно меньше;
частота пульсаций в два раза выше, что уменьшает габариты фильтра.
8.3.3 Трехфазные выпрямители
Трехфазные выпрямители применяют как выпрямители средней и большой мощностей. Существует два основных типа выпрямителей: с нейтральным выводом и мостовой.
На рис. 8.16,а изображена схема трехфазного выпрямителя с нейтральным выводом. В него входят: трехфазный трансформатор, обмотки которого соединены звездой, три диода, включенные в каждую из фаз трансформатора, и нагрузочный резистор Rн.
Работу выпрямителя удобно рассматривать с помощью временных диаграмм, представленных на рис. 8.16,б. Из рисунка видно, что диоды работают поочередно, каждый в течение трети периода, когда потенциал начала одной из фазных обмоток (например, а) более положителен, чем двух других (b и с). Выпрямленный ток в нагрузочном резисторе Rн создается токами каждого диода, имеет одно и то же направление и равен сумме выпрямленных токов каждой из фаз: iн = ia + ib + ic.
Рис. 8.16. Схема (а), временные диаграммы напряжения и токов (б) трехфазного
выпрямителя с нейтральным выводом
В нагрузочном токе iн этого выпрямителя пульсации значительно меньше по сравнению с однофазным выпрямителем.
Коэффициент пульсации имеет значение 0,25.
Трехфазный выпрямитель с нейтральным выводом служит для питания нагрузочных устройств, в которых средние значения выпрямленного тока доходят до сотен ампер, а напряжение – до десятков киловольт. Достоинством такого выпрямителя является достаточно высокая надежность, что определяется минимальным количеством диодов. К недостаткам следует отнести подмагничивание сердечника трансформатора постоянным током, что приводит к снижению КПД выпрямителя.
Рис. 8.17. Схема (а), временные диаграммы напряжений и токов (б) трехфазного мостового
выпрямителя
Трехфазный мостовой выпрямитель, несмотря на то, что в нем используется в два раза больше диодов, по всем показателям превосходит рассмотренный трехфазный выпрямитель и поэтому наиболее распространен среди выпрямителей средней и большой мощности. Схема этого выпрямителя (см. рис.8.17, a) была предложена в 1923 г. проф. А. Н. Ларионовым. Данный выпрямитель содержит мост из шести диодов: диоды VD1, VD3, VD5 образуют одну группу, а диоды VD2, VD4, VD6 – другую. Общая точка первой группы диодов образует положительный полюс на нагрузочном резисторе Rн, а общая точка второй группы – отрицательный полюс на нем. В этом выпрямителе в каждый момент времени ток в нагрузочном резисторе и двух диодах появляется тогда, когда к этим диодам приложено наибольшее напряжение. Например, в интервал времени t1 – t2 (см. рис.8.17, б) ток возникает в цепи диод VD1 – нагрузочный резистор Rн – диод VD4, так как к этим диодам приложено линейное напряжение uab, которое в этот интервал времени больше других линейных напряжений. В интервал времени t2 – 3 открыты диоды VD1, VD6, так как к ним приложено наибольшее в это время линейное напряжение иас, и т.д. Нетрудно видеть, что во все интервалы времени токи в нагрузочном резисторе R имеют одно и то же направление.
Из временных диаграмм (рис. 8.17,б) видно, что пульсации выпрямленного напряжения значительно меньше, чем в трехфазном выпрямителе с нейтральным выводом.
Подсчет коэффициента пульсации дает значение 0,057.