Призначення та класифікація випрямлячів

Випрямлячі – це електронні пристрої призначенні для перетворення енергії джерела напруги змінного струму в енергію напруги постійного струму. Як правило, випрямляч підмикається до розподільчої мережі напруги змінного стуму. Трансформатор призначений для перетворення величини напруги мережі до значення, необхідного для роботи випрямляча. Він також забезпечує електричну (гальванічну) розвязку мережі і навантаження. Вентильна схема перетворює змінну напругу у випрямлену –пульсуючу однополярну. Вона може виконуватись на напіпровідникових ключах. Згладжуючий фільтр перетворює випрямлену напругу у постійну. Фільтри виконуються на реактивних елементах, що мають властивість накопичувати електричну енергію: конденсаторах, дросселя. Такі фільтри називаються пасивними. Для живлення радіоелектронних пристроїв часто використовують активні фільтри, що будуються на транзиторах, операційних підсилювачах та реактивних елементах.. Стабілізатор напруги підтримує напругу на навантаженні на незмінному рівні при змінах напруги мережі або навантаження у заданих межах. При необхідності регулювання напруги на навантаженні за необхідним законом у заданих межах використовують регулятори напруги. Зазначимо, що стабілізатор також являє собою різновид регулятора, у якого забезпечується автоматичнее регулювання за ознакою постійності значення напруги на навантаженні. Регулятор (стабілізатор) може бути увімкнено і зі сторонни змінної напруги (до трансформатора). Параметри вузлів випрямляча та їх елементів, режими їх роботи повинні бути узгодженні іхз заданими умовами роботи навантаження. Навантаження також вважають елементом випрямляча, бо зміни його опору в процесі роботи впливають на режим роботи всого пристрою. Згладжуючий фільтр, стабілізатор (регулятор) може не входити до складу випрямляча, коли у них немає необхідності. Випрямлячі класифікують за числом фаз- однофазні та багатофазні.За потужністю випрямлячі бувають малої потужності (до 10 ВТ), середньої (до 10кВт) і великої (понад 10кВт). Є некеровані випрямлячі та керовані. Перші будуються на некерованих вентилях – на діода, другі на керованих – наприклад, на тиристорах. За принципом дії вони бувають однотактні або двотактні. Однотактні – випрямлячі, у яких по вторинній обмотці трансформатора струм протікає один раз за період напруги мережі і лише у одному напрямку. Важливим параметром випрямляча є кратність пульсацій випрямленої напруги m – відношення частоти пульсацій випрямленої напруги до частоти мережі. У однотактних випрямлячів він відповідає числу фаз мережі.

Двотактними називають випрямлячі у яких по вторинній обмотці трансформатора струм за період напруги мережі протікає двічі і у різних напрямках. Кратність пульсацій у двотактних випрямлячів дорівнює подвоєному числу фаз. Робота випрямляча практично полягає в тому що навантаження за допомогою ключів так підмикається до джерела енегрії напруги змінного струму, щоб за час кожного півперіоду його напурги (позитивного й негативного) струм у навантаженні протікав у одному напрямку. Виходячи з цього, найважливішим вузлом випрямляча є вентилььна схема – схема випрямлення. Теорія випрямлячів зводиться до розробки аналітичних виразів, що звязують відомі параметри напруги мережі живлення і навантаження з невідомими параметрами, які характеризують роботу вентлиної схеми. На підставі цього робиться вибір типу вентилів для конктретної схеми випрямляча та розрахунок його вузлів.

8) Основні параметри випрямлячів. Зовнішня характеристика.

- середня напруга на навантаженні U_d та його струм І_d . Опір навантаження становить R_н = U_d/ І_d а його потужність Р_d= U_d*І_d

-коефіціент пульсації випрямленої напруги К_n=U_m/U_d. Де U_m – амплітудне значення основної гармоніки випрямленої напруги при розвиненні останньої у ряд Фурє

- Зовнішня (навантажувальна) характеристика U_d=f(І_d)

- Регулювальна характеристика U_d = f(а). де а – кут регулювання тиристорів (лише для керованих випрямлячів)

- середнє значення струму через вентиль І_а

- амплітудне занчення струму через вентиль І_ам

- к.к.д.

-надійність

Знаючи експлуатаційні характеристики різних схем випрямлячів і вимоги з боку навантаження, обирають конкретну схему. На основі параметрів вентиля І_а та амплітудного значення зворотньої напруги. Що прикладається на вентиль вибирають самі вентилі.

Розрізняють такі режими роботи випрямлячів:

- на активнее навантаження R

- на активно-індуктивне навантаження RL

- на активно ємнісне навантаження RC

- на протиелектрорушійну силу – проти е.р.с. коли випрямляч використовують для заряду акамуляторної батареї.

Найпростішим є випрямляч , що протягом одного періоду напруги мережі навантаження підімкнене діодним ключем до вторинної обмотки трансформатора. А протягом другого півперіода відімкнене від неї. Показники якості вихідної напруги та інші у цього випрямлча вкрай низькі. Тому його застосовують дуже рідко.

9) Двонапівперіодна мостова схема виправлення та її особливості:

10) Двонапівперіодна схема виправлення та її особливості.

11) Однонапівперіодна схема випрямлення. Її особливості.

Найпростішим є випрямляч , що протягом одного періоду напруги мережі навантаження підімкнене діодним ключем до вторинної обмотки трансформатора. А протягом другого півперіода відімкнене від неї. Показники якості вихідної напруги та інші у цього випрямлча вкрай низькі. Тому його застосовують дуже рідко.

U_d=0,45U₂

I_d=0,45І₂

U_в=3,14 U_d-напруга на який діє діод у звю напрямку

К_н=1,57 – велика пульсація