: Выпрямители. понятие, классификация, виды. презентация

переменного входного электрического тока в постоянный выходной электрический ток.
Большинство выпрямителей создают непостоянный, а пульсирующий ток для сглаживания пульсации применяют фильтры.
Устройство, выполняющее обратную функцию – преобразование постоянного тока в переменный – инвертор.
Из-за принципа обратимости электрических машин выпрямитель и инвертор являются двумя разновидностями одной и той же электрической машины.
Выпрямители классифицируют: по виду переключателя выпрямляемого тока. Механические, синхронные, контакты с контактным переключателем (с выпрямителем) тока.
Механические синхронные с щёточно-комплекторным коммуникатором тока.
С электронной управляемой коммутацией тока (например, терристорные.)

коммутацией;
С электронной пассивной коммутацией тока (например, диодные);
По мощности бывают: 1)силовые выпрямители. 2) Выпрямители сигнала
По степени использования полупериодов переменного напряжения.
1)Однополупериодные – пропускают в нагрузку только одну полуволну.
2)Двухполупериодные – пропускают в нагрузку обе полуволны.
3)Неполноволновые - неполностью используют синусоидальные полуволны.
4)Полуволновые – полностью используют синусоидальные полуволны.

и безтрансформаторные.
По количеству используемых фаз – однофазную, двухфазную, трёхфазные и др.
По типу электрического винтеля: полупроводниковые, диодные, полупроводниковые терристорные, ламповые диодные (пенотронные) газотронные, электрохимические.
По управляемости – неуправляемые (диодные) управляемые (терристорные).
По количеству каналов – одноканальные, многоканальные.
По величине выпрямляемого напряжения – низковольтные (до 100 В), средневольтные (от 100 до 1000 В), высоковольтные (свыше 100 В).
По значению – сварочные, для питания микроэлектронной схемы, для питания ламповых анодных цепей, для гольваники.
По степени полноты мостов – полномостовые, полумостовые и четвертьмостовые.
По наличию устройств стабилизации – стабилизированные, нестабилизированные.

– безиндикации, с индикацией (аналоговый, цифровой).

По способу соединения – параллельные последовательные, параллельно – последовательные.
По способу объединения – раздельные, объединенные звёздами, объединенные кольцами.
По частоте выпрямляемого тока – низкочастотные, среднечастотные, высокочастотные.
Применение
Выпрямление электрического тока
Выпрямители используются там, где нужно преобразовать переменный ток в постоянный.
Приемником электроэнергии с ниленейными характеристиками является всевозможные преобразовательные установки, использующая различные винтели. Сюда относятся выпрямительные установки для: железнодорожной тяги, городского электротранспорта, электролиза (производство аллюминия, хлора). Питание привода прокатных станков. Возбуждение генераторов электростанции.

Настоящее время преимущественно кремневые и полупроводниковые выпрямители. Внедряются терристорные выпрямители.
Блоки питания аппаратуры. Применение выпрямителей в блоках питания радио и электроаппаратуры обусловлено тем, что в системах электроснабжения в поездах или транспортных средств применяется переменный ток и выходной ток любого электромагнитного трансформатора, для гальванической развязки цепей или для понижения напряжения, всегда переменный, тогда как в большинстве случаев электронные схемы и электродвигатели целевой аппаратуры расчитаны на питание постоянным током. Также в блоках питания промышленной и бытовой радио и электроаппаратуры (адаптеры).
Блоки питания в бортовой аппаратуры транспортных средств. Выпрямители питания главных двигателей постоянного тока автономных транспортных средств: автотракторной, железнодорожной, водной, авиационной и другой техникой. Генерация электроэнергии производятся генераторы переменного тока, но для питания бортовой аппаратуры необходим постоянный ток. Например, в легковых автомобилях применяются электромеханические и полупроводниковые выпрямители.

и временные диаграммы токов и напряжений трехфазного выпрямителя с нулевым выводом (режим Га = 0, Гпр = 0, La = 0).
При активной нагрузке с изменением угла регулирования α можно выделить два характерных режима работы выпрямителя: режим непрерывных токов (рис. 20.3, б), когда 0 < α < π/6 (угол регулирования α в трехфазных выпрямителях принято отсчи­тывать от точки естественного отпирания вентилей); режим преры­вистых токов л/6 < α < 5π/6 (рис. 20.3, б). Среднее значение вы­прямленного напряжения для этих двух режимов определяется выражениями (за начало отсчета времени принимаем точку О' на рис. 20.3, б,

Рис. 20.3. Трехфазный управляемый выпрямитель с нулевым выводом:
а — схема, б — временные диаграммы токов я напряжений при активной нагрузке и 0 ≤ α ≤ π/6 ; в — при активной нагрузке и π/6 ≤ α ≤ 5π/6; г — при активно-индуктивной нагрузке (lн = ∞); д— при активно-индуктивной нагрузке (lн = ∞) с нулевым вентилем

в цепи переменного тока выпрямителя включить тиристоры, то целесообразно на них возложить функции регулирования, а выпрямитель собрать на неуправляемых вентилях. Таким образом получаем выпрямитель, регулируемый на стороне переменного тока (рис. 20.8, а). В идеальном выпрямителе (rа = 0, La = 0, rпр = 0) при чисто активной нагрузке регулировочная характеристика, токи тиристоров и трансформатора, коэффициент мощности и пульсации будут такими же, как и у обычного выпрямителя, у которого регу­лирование ведется тиристорами выпрямительного моста.
На рис. 20.8, б, в, г показаны временные диаграммы токов и напряжений для активно-индуктивной нагрузки (LН = ∞) и 0 < α < π/3. Ток в первичной обмотке трансформатора имеет вид прямоугольных импульсов длительностью 2π/3 (рис. 20.8, г). Напряжения на вторичных обмотках трансформатора по форме будут несинусоидальными (рис. 20.8, б), что обусловит выпрямленное напряжение такой формы, как показано на рис. 20.8, в. Напряжение на тиристорах необходимо определять с учетом работы всех вентилей, которые одновременно пропускают ток парами.

Рис. 20.8. Трехфазный мостовой выпрямитель с тиристорами в первичной
обмотке трансформатора:
α — схема; б, в, г — временные диаграммы
токов и напряжений.

— ОДНА ИЗ ВОЗМОЖНЫХ СХЕМ ВЫПРЯМИТЕЛЯ — И ГРАФИК НАПРЯЖЕНИЯ ПО ВРЕМЕНИ ПОСЛЕ ВЫПРЯМЛЕНИЯ ПРОСТЕЙШАЯ СХЕМА ОДНОПОЛУПЕРИОДНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ СОСТОИТ ТОЛЬКО ИЗ ОДНОГО ВЫПРЯМЛЯЮЩЕГО ТОК ЭЛЕМЕНТА (ДИОДА). НА ВЫХОДЕ — ПУЛЬСИРУЮЩИЙ ПОСТОЯННЫЙ ТОК. НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ЧАСТОТАХ (50—60 ГЦ) НЕ ИМЕЕТ ШИРОКОГО ПРИМЕНЕНИЯ, ТАК КАК ДЛЯ ПИТАНИЯ АППАРАТУРЫ ТРЕБУЮТСЯ СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ С БОЛЬШИМИ ВЕЛИЧИНАМИ ЕМКОСТИ И ИНДУКТИВНОСТИ, ЧТО ПРИВОДИТ К УВЕЛИЧЕНИЮ ГАБАРИТНО-ВЕСОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЫПРЯМИТЕЛЯ. ОДНАКО СХЕМА ОДНОПОЛУПЕРИОДНОГО ВЫПРЯМЛЕНИЯ НАШЛА ОЧЕНЬ ШИРОКОЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ В ИМПУЛЬСНЫХ БЛОКАХ ПИТАНИЯ С ЧАСТОТОЙ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ СВЫШЕ 10 КГЦ, ШИРОКО ПРИМЕНЯЮЩИХСЯ В СОВРЕМЕННОЙ БЫТОВОЙ И ПРОМЫШЛЕННОЙ АППАРАТУРЕ. ОБЪЯСНЯЕТСЯ ЭТО ТЕМ, ЧТО ПРИ БОЛЕЕ ВЫСОКИХ ЧАСТОТАХ ПУЛЬСАЦИЙ ВЫПРЯМЛЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТРЕБУЕМЫХ ХАРАКТЕРИСТИК (ЗАДАННОГО ИЛИ ДОПУСТИМОГО КОЭФФИЦИЕНТА ПУЛЬСАЦИЙ), НЕОБХОДИМЫ СГЛАЖИВАЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ С МЕНЬШИМИ ЗНАЧЕНИЯМИ ЕМКОСТИ (ИНДУКТИВНОСТИ). ВЕС И РАЗМЕРЫ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ УМЕНЬШАЮТСЯ С ПОВЫШЕНИЕМ ЧАСТОТЫ ВХОДНОГО ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ. ОДНОПОЛУПЕРИОДНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ ИЛИ ЧЕТВЕРТЬМОСТ ЯВЛЯЕТСЯ ПРОСТЕЙШИМ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ И ВКЛЮЧАЕТ В СЕБЯ ОДИН ВЕНТИЛЬ (ДИОД ИЛИ ТИРИСТОР). ДОПУЩЕНИЯ: НАГРУЗКА ЧИСТО АКТИВНАЯ, ВЕНТИЛЬ — ИДЕАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЛЮЧ. НАПРЯЖЕНИЕ СО ВТОРИЧНОЙ ОБМОТКИ ТРАНСФОРМАТОРА ПРОХОДИТ ЧЕРЕЗ ВЕНТИЛЬ НА НАГРУЗКУ ТОЛЬКО В ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ ПОЛУПЕРИОДЫ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ. В ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ ПОЛУПЕРИОДЫ ВЕНТИЛЬ ЗАКРЫТ, ВСЁ ПАДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПРОИСХОДИТ НА ВЕНТИЛЕ, А НАПРЯЖЕНИЕ НА НАГРУЗКЕ UН РАВНО НУЛЮ. СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ПО ОТНОШЕНИЮ К ПОДВЕДЕННОМУ ДЕЙСТВУЮЩЕМУ СОСТАВИТ: US = \FRAC{1}{2\PI} \INT\LIMITS_0^\PI \SQRT 2 U_2 SIN(\OMEGA T) D(\OMEGA T) = \FRAC{\SQRT 2 U_2}{\PI} = 0,45 U_2. ЭТА ВЕЛИЧИНА ВДВОЕ МЕНЬШЕ, ЧЕМ В ПОЛНОМОСТОВОМ. ВАЖНО ОТМЕТИТЬ, ЧТО СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОЕ (УСТАР. ЭФФЕКТИВНОЕ, ДЕЙСТВУЮЩЕЕ) ЗНАЧЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ НА ВЫХОДЕ ОДНОПОЛУПЕРИОДНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ БУДЕТ В \SQRT 2 МЕНЬШЕ ПОДВЕДЕННОГО ДЕЙСТВУЮЩЕГО, А ПОТРЕБЛЯЕМАЯ НАГРУЗКОЙ МОЩНОСТЬ В 2 РАЗА МЕНЬШЕ (ДЛЯ СИНУСОИДАЛЬНОЙ ФОРМЫ СИГНАЛА). НЕДОСТАТКИ БОЛЬШАЯ ВЕЛИЧИНА ПУЛЬСАЦИЙ СИЛЬНАЯ НАГРУЗКА НА ВЕНТИЛЬ (ТРЕБУЕТСЯ ДИОД С БОЛЬШИМ СРЕДНИМ ВЫПРЯМЛЕННЫМ ТОКОМ) НИЗКИЙ КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГАБАРИТНОЙ МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРА (ОКОЛО 0,45) (НЕ ПУТАТЬ С КПД, КОТОРЫЙ ЗАВИСИТ ОТ ПОТЕРЬ В МЕДИ И ПОТЕРЬ В СТАЛИ И В ОДНОПОЛУПЕРИОДНОМ ВЫПРЯМИТЕЛЕ ПОЧТИ ТАКОЙ ЖЕ, КАК И В ДВУХПОЛУПЕРИОДНОМ). ПРЕИМУЩЕСТВО: ЭКОНОМИЯ НА КОЛИЧЕСТВЕ ВЕНТИЛЕЙ.

неподвижные ионы примеси. Если к переходу приложить U обр., то он расширяется, образуя небольшой I обр. Восстановить проводимость перехода в этом случае можно, если в одну из областей тиристора примыкающей к переходу ввести от источника управления дополнительное количество носителей электрического тока. Тиристор- это фактически управляемый полупроводниковый диод. Тиристор- управляемый прибор с 3-мя и более p-n переходами, ВАХ которого имеет участок отрицательного сопротивления. Тиристор, как и диод, выпрямляет переменный ток лишь при подаче отпирающего напряжения на управляющий электрод. (УЭ)