Выпрямление переменного тока

Рассмотрим однопериодное выпрямление (рис. 9.12а).

Рис. 9.12. Электрическая схема (а) и временные диаграммы тока и напряжения (б)

Сопротивление диода R_i, определяемое крутизной характеристики (рис. 9.12) не является постоянной величиной. Однако для упрощения расчета считаем R_i=const и при подведении к цепи напряжения u=u_msinwt, ток представляет собой периодическую несинусоидальную функцию.

где .

Угол wt=p, после которого ток равен нулю, называется углом отсечки.

Постоянная (верхний предел равен p, т.к. в интервале p£wt£2p, ток равен нулю) составляющая тока (среднее значение):

.

Действующий ток:

.

Таким образом, если в цепи включить амперметр магнитоэлектрической системы, то он покажет значение равное ; электромагнитной системы значение .

При чисто активной нагрузке

Активная мощность подводимая к выпрямителю:

.

Так как напряжение, подведенное к выпрямителю синусоидально, а ток в цепи несинусоидальный, то активная мощность не равна полной мощности

То обстоятельство, что коэффициент мощности меньше единицы, объясняется не наличием реактивной мощности, а мощ­ности искажения. Реактивная мощность в цепи равна нулю, так как основ­ная гармоника тока совпадает по фазе с синусоидальным напряжением, подводимым к цепи. Мощность искажения, обусловленная различием форм кривых тока и напряжения

Полезная мощность отдаваемая в нагрузку в цепи с выпрямителем определяется мощностью постоянных составляющих

Эффективность с которой переменный ток преобразуется в постоян­ный можно оценить коэффициентом h

При ®0 коэффициент стремится к предельному значению 40,5%. Дальнейшее повышение эффективности выпрямителя достигается с помощью сглаживающих фильтров.

Рассмотрим двухполупериодные выпрямители.

Для того, чтобы в нагрузку поступал ток в течении обоих полупе­риодов переменного напряжения (рис. 9.15.), применяется схема с двумя или четырьмя диодами (рис. 9.14.).

Рис. 9.14. Электрические схемы выпрямителя с выводом средней точки трансформатора (а) и мостового выпрямителя (б).

Рис. 9.15. Временная диаграмма тока двухполупериодного выпрямителя

Средний и действующий ток в этом случае тот же, что и при синусоидальном токе

При двухполупериодном выпрямлении постоянная составляющая в два раза больше чем при однополупериодном. Ток в нагрузке равен сумме постоянной составляющей и гармоник.

В отличие от однополупериодного выпрямления в токе отсутствуют гармоники основной частоты

Полученная мощность, отдаваемая в нагрузку

Активная мощность, подводимая к выпрямителю и нагрузке

Эффективность с которой переменный ток преобразуется в постоян­ный характеризуется

При ®0 коэффициент стремится к 81,1%.

Дата добавления: 2014-01-15