Двухполупериодные однофазные выпрямители

Они могут строиться по мостовой схеме или по схеме выпрямления с выводом от средней точки вторичной обмотки сварочного трансформатора.

2.3.1 Однофазный двухполупериодный мостовой выпрямитель (рис. 2.3).

а - схема мостового однофазного выпрямителя; б - временные диаграммы напряжений

Рисунок 2.3 - Мостовой однофазный выпрямитель

В интервале t = 0…Т/2 (j_а>j_в) – ток нагрузки протекает от точки «а» через VD1 – R_н – VD4 – b. В другой полупериод Т/2…Т (j_а<j_в) и ток будет протекать по цепи: b – VD2 – R_н – VD3 – a. В нагрузке протекает пульсирующий ток в оба полупериода.

Для определения средних значений U_н.ср и I_н.ср усреднение введем в пределах одного полупериода.

(2.4)

(2.5)

Для двухполупериодных одно- и многофазных выпрямителей коэффициент пульсации q может определяться по формуле:

(2.6)

где m – число пульсаций выпрямленного напряжения за период изменения напряжения трансформатора.

Для мостовой схемы m = 2. Следовательно, коэффициент пульсации равен:

Для питания сварочной дуги коэффициент пульсации должен быть q ≤0.1. По мостовой однофазной схеме строятся выпрямители малой и средней мощности.

В течении периода ток нагрузки в один полупериод протекает через одну пару диодов, в другой через другую. Т.е средний ток через вентиль будет равен:

I_в.ср = 0.5 I_н.ср

I_пр.мах > 0.5 I_н.ср

Обычно вентиль выбирают с запасом не менее 30%, то есть

I_пр.мах ≥ 0.65 I_н.ср

Максимальное обратное напряжение, прикладываемое к вентилю, равно амплитудному значению вторичного напряжения трансформатора

U_{обр мах} > U_2мах= Ö2U₂

С учетом 30% запаса:

U_{обр мах} > 1.3Ö2U₂

2.3.2. Двухполупериодный однофазный выпрямитель с выводом от средней точки трансформатора (рис. 2.4).

Напряжение на частях вторичной обмотки а и b находятся в противофазе и обычно U_2a = U_2b.

а) б)

а - схема двухполупериодного выпрямителя с выводом от средней точки трансформатора; б - временные диаграммы напряжений

Рисунок 2.4 - Двухполупериодный выпрямитель с выводом от средней точки трансформатора

В первый период (t₀, t₁) потенциал точки «а» выше потенциала точки «0» (j_а > j₀), а j_в < j₀, следовательно вентиль VD1 открыт, а VD2 закрыт и ток протекает через а - VD1 – R_Н – 0.

В следующий полупериод j_а < j₀, j_в > j₀ поэтому VD2 – открыт, а VD1 – закрыт и ток протекает по цепи b – VD2 - R_Н – 0.

При этом в нагрузке протекает такой же ток, как и в однофазном мостовом выпрямителе, поэтому параметры выпрямителя будут иметь те же значения (см. формулы 2.4 – 2.6).

Обратное напряжение, прикладываемое к закрытому в данный полупериод вентилю, равно разности потенциалов между точками «а» и «b».

U_{обр.мах} = U_2амах + U_2bмах = 2 U_2мах;

U_{обр.мах} = 2Ö2 U₂

U_{обр.мах вент} ≥ 1.3*2Ö2 U₂

Чаще применяется однофазная мостовая схема.

Дата добавления: 2014-01-13