Расчет выпрямителей: выбор схемы выпрямления, типа вентилей, мощности и коэф. Трансформации

Режим работы выпрямителя в значительной степени определяется типом фильтра, включенного на его выходе. В маломощных выпрямителях, питающихся от однофазной сети переменного тока, применяются простейшие емкостные фильтры, в выпрямителях средней и большой мощности — Г-образные LC, RC и П-образные CLC и CRC фильтры.

Основным параметром сглаживающих фильтров является коэффициент сглаживания (q), который определяется как отношение коэффициента пульсаций на входе фильтра к коэффициенту пульсаций на его выходе (на нагрузке). При выборе диодов выпрямителя необходимо учитывать целый набор факторов, определяемых: принципиальной схемой выпрямителя, частотой и величиной входного переменного напряжения, величинами напряжения и тока нагрузки, условиями эксплуатации (температура, влажность, устойчивость входного напряжения и т.п.), характером нагрузки (емкостная, индуктивная), наличием коммутационных перегрузок в цепи нагрузки, параметрами применяемого трансформатора и т.д.

Регулирование коэффициента трансформации трансформаторов изменением числа витков обмоток может производиться либо при отключенном положении трансформатора (переключение без возбуждения ПБВ), либо под нагрузкой с помощью специального регулировочного устройства (регулирование под нагрузкой РПН).

Основным фактором, определяющим требуемую номинальную

мощность трансформатора является допустимая относительная аварийная нагрузка. По ГОСТ 14209-97 она определяется по соображениям допустимого дополнительного теплового износа изоляции трансформатора за время аварийного режима с учетом температуры охлаждающей среды, типа трансформатора и формы суточного графика нагрузки в аварийных условиях.

В зависимости от исходных данных различают два метода выбора номинальной мощности трансформаторов:

1) по заданному суточному графику нагрузки цеха за характерные сутки

года для нормальных и аварийных режимов;

2) по расчетной мощности для тех же режимов.

В современных ВП в качестве вентилей используется, как правило, кремниевые диоды, важнейшими эксплуатационными параметрами которых являются: максимальный средний прямой ток (); максимальное повторяющееся импульсное обратное напряжение (); постоянное прямое напряжение () при заданном прямом токе (); дифференциальное сопротивление (); средний обратный ток (); ток перегрузки (); пороговое напряжение ().

Пороговое напряжение для кремниевых диодов составляет 0,4…0,8 В, сто необходимо учитывать при расчете ВП с <10 В. В таких ВП более эффективны диоды с барьером Шоттки, имеющие =0,2…0,3 В, но малое (десятки В) и повышенное значение (десятки мА).

Приводимое в справочниках на диоды значение соответствует их работе в однофазной схеме ВП на активную нагрузку (угол отсечки), когда величина повторяющего импульсного прямого тока диода и его действующее значение составляют

В схемах ВП с емкостной нагрузкой () при выборе типа диода для предотвращения перегрузки рекомендуется увеличивать примерно в 2,2 раза по сравнению с расчетным.

Упрявляемые выпрямител и.

Управляемые выпрямители: Вентильный блок управляемых выпрямителей включает в свой состав тиристоры. Известно, что для включения тиристора необходимо подать на его анод положительное напряжение (положительную полуволну напряжения сети), а на управляющий электрод – сигнал управления i_у. Если сигнал управления совпадает с моментом перехода через нуль выпрямляемого напряжения (моментом естественного отпирания диода в неуправляемом выпрямителе), то среднее значение выпрямленного напряжения будет таким же, как и на выходе неуправляемого выпрямителя.

Если сигнал управления задержать относительно момента естественного отпирания, то тиристор откроется позже, напряжение на выходе выпрямителя уменьшится. В этом заключается суть управления. Количественно задержка управляющего сигнала относительно момента естественного отпирания оценивается углом сдвига по фазе α. Этот угол называется углом управления.

На графиках моменты θ₁, θ₂ и θ₃ соответствуют точкам естественного отпирания вентилей.

При задержке управляющего сигнала по фазе на угол α среднее значение выпрямленного напряжения уменьшится и будет определяться выражением

Очевидно, что, изменяя угол управления α, можно изменять среднее значение выпрямленного напряжения на выходе выпрямителя. При α > 30° в кривой U_Rн(t) появятся отрицательные участки, а при α = π U_0вып= 0.

Дата добавления: 2014-01-03