Параметры выпрямителей

Функциональная схема выпрямительного устройства

На рисунке 1 приведена функциональная схема выпрямительного устройства, которое помимо схемы выпрямления, состоящей из одного или нескольких вентилей, включает в себя силовой трансформатор и сглаживающий фильтр.

Рисунок 1 – Блок-схема регулируемого выпрямителя

Трансформатор служит для преобразования напряжения , первичного источника (обычно – промышленная сеть переменного тока) в (обеспечивающее заданное значение постоянного напряжения ) и гальванической развязки потребителя от сети. Габаритно-массовые показатели трансформатора зависят от частоты сети , мощности и отношения .

Схема выпрямления (система вентилей, включенных по определенной схеме) преобразует переменный ток в пульсирующий (содержащий постоянную и переменную составляющие).

Фильтр служит для уменьшения (сглаживания) пульсаций выпрямленного напряжения до величины, допустимой для нормальной работы потребителя, т.е. для преобразования пульсирующего напряжения в постоянное. Источник переменного напряжения (промышленная сеть), схема выпрямления, фильтр, потребитель (нагрузка) составляют единую систему, требования, к элементам которой должны быть взаимно согласованы. Для нормального функционирования потребителя (двигателя, устройств автоматики и т. д.) источник питания - выпрямитель должен удовлетворять совокупности полностью его характеризующих показателей, по которым он может быть выбран (или изготовлен) для питания конкретного потребителя.

Выпрямители характеризуются выходными параметрами: номинальным средним значением выпрямленного напряжения , номинальным средним значением выпрямленного тока , коэффициентом пульсаций выпрямленного напряжения , частотой основной (первой) гармоники выпрямленного напряжения , выходным (внутренним) сопротивлением выпрямителя , коэффициентом полезного действия .

Номинальные – заданные значения выходного напряжения и тока выпрямителя, обеспечивающие нормальное функционирование питаемого устройства.

Выходное сопротивление выпрямителя можно определить из внешней характеристики выпрямителя , т. е. зависимости напряжения на нагрузке от тока нагрузки :

, (1)

где – изменение напряжения на нагрузке, обусловленное изменением тока .

Коэффициентом пульсаций называется отношение амплитуды k -й гармоники выпрямленного напряжения , (несинусоидальное напряжение может быть представлено в виде гармонического ряда , где коэффициенты ряда Фурье , – постоянная составляющая и амплитуда k -й гармоники выпрямленного напряжения) к среднему значению:

, (2)

Обычно коэффициент пульсаций определяется по первой гармонике , так как она имеет наибольшую амплитуду и наименьшую частоту, а ее фильтрация связана с большими техническими трудностями. Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения определяется схемой выпрямления. Для однофазной, двухфазной и трехфазной схем соответственно , , , a для однофазной и трехфазной мостовых схем и соответственно. Практически определяется путем измерения (с помощью осциллографа) и (магнитоэлектрическим вольтметром, показания которого раны среднему значению постоянной составляющей измеряемого напряжения) и в этом случае , а

, (3)

Помимо этих основных электрических параметров выпрямители характеризуются стоимостными, габаритно-массовыми и другими показателями.

Дата добавления: 2015-06-04