Full-wave ispravljač AC. Puni-talasni ispravljač - jednofazni, trofazni, most

Ispravljači su polu talasni ili puni talas, u zavisnosti od toga koliko polu-perioda naizmenična struja   Koristi se - jedan ili dva. Poluprovaljni krug vrše ispravljači, koji zahtevaju malu struju.

Fig.3.2. Jednofazni poluvremeni ispravljač (slika su napravili autori)

(a je shema poluvalni ispravljač; b - ulazni dijagram napona; c - dijagram i prosječna vrijednost napona na opterećenju; r je dijagram i prosječna vrijednost struje u opterećenju)

Tokom pozitivnog poluvremena (u intervalu 0 ÷ π) plus napon na sekundarnom namotaju transformatora se nanosi na anodu diode, a minus na katodu (Slika 3.2, a). Diod se otvara i struja prelazi iz pozitivnog sekundarnog namotaja transformatora kroz diode i otpornosti opterećenja R n na minus sekundarnog namotaja transformatora.

Tokom negativnog poluvremena (u rasponu od π ÷ 2π), dioda anoda prima minus, a katodu - plus ulazni napon, tj. Reverzni napon se primjenjuje na diodu i zatvoren je.

Na grafikonu u ovom trenutku ne postoji pad napona na otpor opterećenja (slika 3.2, c). Transformator T igra dvostruku ulogu: on služi za napajanje ispravljača sa dodeljenim naponom E d na ispravljač E 2 i obezbeđuje galvansku izolaciju kruga opterećenja i mreže. Parametri vezani za lanac direktna struja, to jest, na izlaznom krugu ispravljača, obično se označava indeksom d (iz engleske riječi direktno   - ravna linija): R d - otpornost na opterećenje; u d - trenutna vrednost ispravljenog napona; i d trenutna vrednost ispravljene struje. Za poluvaljnog ispravljača važe sledeći odnosi.

Elektromagnetni transformator za vijke je sinusoidan -

e 2 = √2 · E 2 · sin Θ, gde je

θ = ωt, E 2 je efektivna vrijednost emf.

Konstantna komponenta ispravljenog napona:

Konstantna komponenta ispravljene struje:

Za datu shemu rektifikacije, prosječna vrijednost anode struje ploče I asp = I d. Maksimalna vrijednost struje anoda:

i max = √2 · E 2 / R d = I d · π.

Maksimalna vrednost povratnog napona na ventilu:

U obr max = √2 · E 2 = E d · π.

Koeficijent pulsacije, jednak odnosu amplitude najniže (fundamentalne) harmonike pulsacija na prosječnu vrijednost ispravljenog napona je:

K n = U impuls max 01 / U d = (√2E 2/2) / (√2E 2 / π) = π / 2 = 1,57

Ova šema retko se koristi zbog velikog koeficijenta valovanja.

Jednofazni puni-talasni ispravljač sa središnjom tačkom

Fig.3.3. Jednofazni puni-talasni ispravljač sa prosečnom tačkom (slika su napravili autori)

(a je shema puni-talasni ispravljač   sa prosečnom tačkom; b - dijagram ulaznog napona na diode VD1 i VD2; c - dijagram i prosječna vrijednost napona na opterećenju; d - dijagram i prosječna vrijednost struje u opterećenju; d - struja u primarnom namotaju transformatora)

Ovaj krug predstavlja dva poluvaljna ispravljača koji rade na ukupnom opterećenju Rd i hranu na antifaznom EMF-u (Sl.3.3, b) e2a i e2b.

Krug obezbeđuje prolaz struje kroz opterećenje tokom oba polu-ciklusa. Tokom pozitivnog polu-ciklusa, radi se prva polovina sekundarnog namotaja (2a). Struja potiče od pozitivnog sekundarnog namotaja transformatora kroz diode VD1, opterećenja R d i srednje tačke sekundarnog namotaja. U ovom trenutku negativno se primenjuje na anodu VD2 diode, a plus se primjenjuje na katodu, a dioda je zatvorena. Tokom negativnog polu-ciklusa, slika se menja: dioda VD2 će se otvoriti i dioda VD1 će biti zatvorena. Tokom ovog polu-ciklusa struja protiče zbog napona na navoju 2b. Na sl. 3.3, b, c, d, d su dijagrami vremena za polu talasni ispravljač sa srednjom tačkom. U slučaju aktivnog opterećenja sledeće veze važe za šemu koja se razmatra:

E d = 2√2 · E2 / π; U d = 2√2 · E2 / π; I d = U d / R d;

i max = √2 · E 2 / R d; i i φ = I d / 2; UOBP max = 2√2 · E2; K P '= 0.66

Jednofazni mostni krug

Fig.3.4. Jednofazni mostički ispravljač (slika je napravljena od strane autora)

(A - što je full-wave ispravljač spoja, most kolo b - dijagram ulaznog napona na krug diodni most, u - grafikon, a prosječna vrijednost napona opterećenja; r - grafikon i srednja struja u opterećenje)

Mostni most je najčešći. Takođe je puno talasa. Tokom pozitivne polovine ciklusa struja teče od plus sekundara transformatora preko dioda VD1, otpor opterećenja R d, VD3 diode minus sekundarnog namota. U ovom trenutku, obratni napon se primjenjuje na drugi par dioda VD2, VD4. Oni su zatvoreni. Tokom negativnog polu-ciklusa struja protiče kroz diode VD2, opterećenje Rd, dioda VD4. U slučaju čisto aktivnog opterećenja, zanemarujući indukciju navoja transformatora i idealne diode, ovo kolo ima sledeće osnovne veze:

U d = 0,9 E 2; I d = U d / R d; i max = √2 · E 2;

Ja sam cp = I d / 2; U obr max = √2 · E 2; K P = 0,66.

Ako uporedimo mostni krug i kolo sa središnjom tačkom, onda da dobije isti napon u krugu sa prosečnom tačkom, sekundarni namotaj treba da ima više obrtaja nego u sklopu mostova. Ovo povećava veličinu transformatora. U istom krugu, dva puta veći napon se primjenjuje na diode kao na trotoaru. S obzirom na to, prednost se daje mostnom krugu, iako su ovde potrebne dodatne diode. Prilikom izbora dioda za ispravljač, izaberite diode za koje su vrijednosti ispravljene struje i dozvoljeni obrnuti napon jednaki ili veći od izračunanih.

Smoothing filters

Razmotrite sledeću šemu za izravnanje ispravljenog napona.

Fig.3.5. Smoothing pulsacije pomoću kapacitivnog filtera (figura je napravljena od strane autora)

(A - polutalasni ispravljač spoja, b - dijagram ulaznog napona; u - grafikon i prosječne vrijednosti napona opterećenja (isprekidana linija - bez ravnanje filtera, crvena linija - sa kapacitivnim filter)

Na otpornost na opterećenje generiše se impulsni napon čiji se oblik značajno razlikuje od oblika DC napona. Smoothing filteri se koriste za izjednačavanje pulsirajućeg napona, koji se sastoje u većini slučajeva kondenzatora i dotoka. Kondenzator olakšava pulsirajući napon, a gas regulatora zamenjuje promenljivu komponentu usitnjenog napona od ulaska u opterećenje. Trenutno, funkcije gasa se izvode pomoću stabilizatora napona. Princip glajenja može se pratiti prema rasporedu (Sl.3.5, c). Crvena linija pokazuje napon preko kondenzatora (ili otpornost na opterećenje). Poravnanje napona dolazi zbog činjenice da se tokom smanjenja pulzirajućeg napona struja u opterećenju i, posledično, napon na R n održava naponom napunjenog kondenzatora. Kako se pulsirajući napon povećava, kondenzator se ponovno napaja i tako dalje. Kondenzator dobro utiče na pulsacije ako je njegova kapaciteta takva da je ispunjen sledeći uslov:

Xc = 1 / mωC, gde je m impuls kola, tj. broj pulsacija po periodu.

Za jednofazni poluprovalni ispravljač m = 1, za jednofazni puni-talasni ispravljač sa prosečnom tačkom i mostni ispravljač   m je 2.

Radni režim ispravljača je u velikoj mjeri određen tipom glačnog filtera koji se nalazi na njegovom izlazu. U napajanju ispravljača slabije snage jednofazna mreža   AC, primijeniti jednostavan kapacitivni filteri, ispravljači srednje i velike snage se koriste u obliku slova L LC i RC-filteri i U-oblika SLC i CRC filtera. Glavni parametar izravnavajućih filtera je faktor poravnanja:

k = k Ps / k Mon,

gde je k koeficijent pulsacije na ulazu filtera; k pn - koeficijent pulsiranja na opterećenju. Kapacitivni filter je najjednostavniji od svih vrsta filtera za ravnanje. Korišćenje kapacitivnog filtera je racionalno za dovoljno velike vrednosti otpornosti na opterećenje i koeficijenta valovanja na opterećenju. Filter se sastoji od kondenzatora povezan paralelno sa opterećenjem (slika 3.5, a). Faktor opterećenja napona na izlazu ispravljača sa kapacitivnim filterom se pronalazi izrazom:

k P = 1 / mωR

Induktivno-kapacitivni filteri   (LC-filter u obliku slova L-Filter i U-oblik CLC filter) se široko koriste u većim opterećenjima, pošto pad napona na njih može biti relativno mali. Efikasnost takvih filtera je prilično visoka. Nedostaci induktivno-kapacitivnih filtera: velike ukupne dimenzije i masa, povećani nivo elektromagnetnog zračenja od filtera, relativno visok trošak i radni ulaz.

Najčešće korišćeni LC-filter u obliku slova L (Slika 3.6). Kako bi efikasno izravnali pulsacije sa ovim filterom, moraju se ispuniti sljedeći uslovi:

X c = 1 / mωC<< R н; X L = mωL >\u003e X c.

Slika 3.6. Induktivno-kapacitivni glačajući filter -

L oblikovan kada se uzmu u obzir samo LC 1 i P-shaped C 0 LC 1 (figura je napravljena od strane autora)

Kada se izvrši, zanemarujući gubitke u gasa L, može se napisati faktor pomicanja:

g = (mω) 2 LC-1

Da bi se izbegle rezonantne pojave u filteru, potrebno je odabrati q\u003e 3. Pored toga, jedan od glavnih uslova je da obezbedi jasno izraženu induktivnu reakciju filtera na ispravljač, što je neophodno za veću stabilnost spoljne karakteristike ispravljača. Da bi se osigurala induktivna reakcija, neophodno je:

L ≥ 2U d / (m 2 - 1) mω · I d = 2R n / (m 2 - 1) mω.

Filter CL u obliku slova U razlikuje se od opisanog LC filtera prisustvom još jednog kapaciteta C 0, koji je uključen na ulazu filtera. Obračun ovih filtera odvija se u dvije faze, prvo izračunati kapacitet C 0 kondenzatora, na osnovu dozvoljenih vrijednosti valovitost o tome, onda se gore jednadžbe se obračunavaju u obliku slova T link. Najveći koeficijent pomicanja u filteru u obliku slova U postiže se na C 0 = C 1.

Prilikom odabira kondenzator filter treba da bi se osiguralo da su dizajnirani za napon na 15 ... 20% veća od otvorenog kola napon ispravljača sa maksimalnim napon (kako bi se omogućilo prenapona proizlaze iz ispravljač uključen). Takođe je neophodno da amplituda varijabilne komponente napona na njima ne prelazi maksimalno dozvoljenu vrijednost.

Otporno filtri kondenzatora   Preporučljivo je da se primeni kod niske struje (manje od 10 ... 15 mA) i manjih potrebnih koeficijenta izravnavanja. Prednosti ovih filtera su mala veličina i težina, niski troškovi. Nedostatak je relativno veliki pad napona preko filtera (što smanjuje ukupnu efikasnost uređaja za ispravljanje).

Najjednostavniji RC filter u obliku slova L (slika 3.7) sastoji se od balastnog otpornika Rf i kondenzatora C 1. Koeficijent pomicanja takvog filtera izračunava se prema formuli:

g = mωC · R i R ff / (R n + R φ).

Fig. 3.7. Rezistentno-kapacitivni glačajući filter je L oblik, uzimajući u obzir samo RF C 1 i P-oblik C 0 R F C 1 (slika su napravili autori)

Otpornost filtera R f se bira iz stanja dopuštenog pada napona preko filtera ili iz date efikasnosti η prema formuli:

R f = R n (1-η) / η

Kombinovani filtri se koriste kada je potrebno dobiti velike koeficijente izravnavanja na izlazu ispravljača. Oni su sekvencijalno uključivanje nekoliko filtera. Sa kaskadnim uključivanjem LC filtera, možemo pretpostaviti da je ukupni faktor pomicanja (qφ) jednak proizvodu koeficijenta poravnanja komponenti filtera:

q φ = q 1 q 2 q 3 ... q n

(VP Petrovič, 2008). Da bi pronašli optimalan broj veza takvog filtera, n opt za dati q, možemo koristiti formulu.

U osvetljenju električna mreža, iz koje svi aparati za domaćinstvo dobijaju snagu, po pravilu, tokove naizmenične struje. Rijetki izuzetak su mala ruralna naselja gdje elektrane proizvode konstantnu struju.

Radio prijemnici, magnetofoni, električni uređaji i drugi uređaji rade na vakumskim cevima ili poluprovodničkim uređajima čije elektrode treba napajati sa DC naponom. Punjenje baterija može se vršiti samo uz direktnu struju. Brojni proizvodni procesi u fabrikama, kao što je hromiranje, se ne mogu izvoditi ako nema konstantnog napona.

Zašto naše elektrane daju izmenjivu struju? Na kraju krajeva, električni grejači i električni motori će jednako dobro raditi na DC naponu? Ovo se uglavnom odnosi na činjenicu da se naizmenična struja lako pretvara (pretvara) u različite napone, što se ne može učiniti sa direktnom strujom. Prenos izmjenične struje za napajanje na dalekovoda može se postići uz znatno manje gubitke nego konstantna struja, jer je napon na liniji u ovom slučaju može biti desetine ili stotine hiljada volti. Na mjestu potrošnje napon se spušta na trafostanice, a na naše stanove i postrojenja primjenjuje se alternativni napon od 127 ili 220 V.

Kako dobiti konstantan napon neophodan za normalno funkcionisanje nekih uređaja?

Za pretvaranje alternativnih napona na konstante koristite ispravljač. Da biste razumeli kako ispravljač radi, možete samo jasno zamisliti koja je promjena struje. Promjena struje je struja čiji se pravac i veličina razlikuju s vremenom.

U mreži osvetljenja, u skladu sa standardom koji je usvojen u našoj zemlji, trenutni pravac se menja 50 puta u sekundi ili, kako kažu, frekvencija industrijske struje je 50 perioda (hertz). To znači da je u nekom periodu struja u mreži je jednak 0, onda je trenutni počinje da se poveća postepeno, dostiže vrijednost maksimum (amplituda), a zatim trenutna mreža je postupno smanjuje i postaje nula. Nakon toga, trenutni pravac se ponovo menja, a struja ponovo se glatko povećava do maksimalne vrednosti, a zatim ponovo opada na nulu. Ovaj proces je sličan ljuljačka, koji ljuljaju oko, podignuta na maksimalnu visinu (maksimalna trenutna vrijednost) ravnoteže (nula struja) položaj i zatim spuštala sve ponovo podigao i tako dalje. D. Takva promjena u trenutnom procesu naziva se periodično. U našoj električnoj mreži ovaj proces se ponavlja pedeset puta u sekundi, tj. Trenutni (napon) ima pedeset perioda u sekundi, menjajući njegovu vrijednost prema sinusoidnom zakonu.

Grafički, slika promene struje u mreži prikazana je na Sl. 1. Ovakav graf se dobija crtanjem vrednosti struje ili napona na vertikalnoj osi, a na horizontalnoj osi - segmentima vremena, računato od određenog trenutka uzetog kao referentna tačka.

Zadatak ispravljača je sticanje konstantnog napona iz varijable; DC napon se može grafički prikazati kao što je prikazano na Sl. 2. Direktna struja ne menja ni njen smjer niti njegovu veličinu.

Proces pročišćavanje izmjenične struje (napona) je da sadašnji put u krug uključi ćelije - ventil koji prolazi struja samo u jednom smjeru (jedan znak). Šematski, električni krug izmenjive struje sa ventilom je prikazan na Sl. 3. One-Way Valve provodljivost dovodi do toga da samo pozitivne pola ciklusa struja prolazi kroz ventil, a u negativnom polu-perioda (prikazano na slici 1 znaka. "-") u lancu nema struje. Grafički, struja u takvom krugu može biti predstavljena kao što je prikazano na Sl. 4. Sa pozitivnim poluvremenom, otpor ventila je mali i struja prolazi kroz njega slobodno. Sa negativnim poluvremenom, struja ispunjava veliki otpor, jer u suprotnom smjeru otpor ventila stotinama ili čak hiljadama puta veći i struja ne prolazi kroz njega. Tako, uključivanjem električno kolo   ventil naizmenične struje, u ovom krugu više ne primamo naizmeničnu struju. Struja u ovom krugu će se razlikovati samo u veličini i neće promeniti njegov smjer. Takva struja se naziva pulsirajuća struja. Možete ga, na primjer, koristiti za punjenje baterija. Za snabdevanje radio uređaja takva struja nije dobra. Dalje pomjeranje je potrebno kako bi se struja pretvorila iz pulsacije na trajno. Ovo se postiže primjenom filtera.

U najjednostavnijem slučaju, kondenzator dovoljno velikog kondenzatora može delovati kao filter. Na sl. 5 prikazuje dijagram kola sa ventilom i kondenzatorom C, koji je filter. Smoothing pulsations (filtriranje) ispravljene struje je zbog činjenice da se kondenzator napuni strujom koja prolazi kroz ventil i skladišti električna energija. Čim će početi struje kroz ventil za smanjenje i napon opterećenja ispravljač RL počinje padati - i to se dešava na kraju svakog pozitivnog pola ciklusa, - kondenzator daje im akumulirane za pozitivnu pola ciklusa energije. Grafički, to je prikazano na slici 6. Kao što se vidi iz slike, struja još nije postala potpuno konstantna, a vidljive su i oštre pulsacije. Potreban je savršen filter, koji bi se obezbedio direktnom strujom uz vrlo malo pulsiranja na opterećenju, što neće imati značajan uticaj na rad uređaja koji se napaja iz ispravljača.

Postoji nekoliko vrsta ispravljača. Najjednostavnije od njih je polu talas, čije je kolo prikazano na Sl. 7. U takvom ispravljaču se koriste samo polu-ciklusi ispravljene struje. Frekvencija pulsiranja ove struje je jednaka frekvenciji mrežnog napona, a za ispravljanje pulsacija ispravljač, sastavljen u poluprovalnom krugu, zahteva dobar filter. Takvi ispravljači se koriste za napajanje opreme koja troši malo struje, s obzirom da će uz povećanje struje biti potrebno složiti filter ispravljača.

Šema poluprovalne rektifikacije je češća, gde se koriste dva ventila B1 i B2 (vidi sliku 8). Struja u opterećenju stalno stoji u jednom pravcu. Napon ispravljanja je sledeći. U jednom trenutku, jedan (gornji, prema šemi) sekundarnog namotaja transformatora Tp1 imaće pozitivan napon u odnosu na drugi (donji) kraj. Struja će proći kroz ventil B1 i imati pravac napred   mali otpor, a zatim kroz opterećenje do srednje tačke sekundarnog namotaja transformatora. Na sl. 8 tok struje pokazuje čvrsta strelica. Ovo će se nastaviti u prvom pozitivnom polu ciklusu. Ako se promeni struja u mreži, gornji kraj transformatora će već imati negativan napon i struja kroz ventil B1 neće ići, jer će ventil imati vrlo visoku otpornost. Na donjem kraju sekundarnog namotaja transformatora će sada biti pozitivan napon i struja će proći kroz ventil B2, opterećenje i srednju tačku sekundarnog namotaja - transformator Tp1.

Sa ovim uključivanjem ventila, koriste se oba polu-perioda ispravljenog napona. Ovo frekvencije valova ispravljač dva puta i zbog toga mnogo lakše filtriranje ispravljene napona. Prema spoj full-wave okupio gotovo sve ispravljači za radija, televizije i magnetofona.

Postoji i sklop mostova za povezivanje ispravljača. U javlja ovom slučaju full-wave ispravljanja krug, ali transformator ima jednostavnu strukturu, ona se sastoji od sekundarnog namotaja pola okreta i ne zahtijeva povlačenje iz središte. Međutim, u ispravljač, okupljeni u krug most, potrebno je udvostručiti ventil nego sa spoja na full-wave. Shema mostičnog ispravljača prikazana je na Sl. 9. Strelice označavaju prolaz struje u oba polu-perioda.

Kao rektifikacijski ventil za naizmeničnu struju, selen ili poklopci za kafu   , kenotrona, gasa ili poluprovodničkih dioda.

Za napajanje radio mediji najčešće kenotrons i selen ispravljači. Nedavno, germanijum power diode   tip DG-C21-27.

cijev ventila je vakuum, obično staklo, radio, ima dvije elektrode - anode i katode. Dvonodni kenotron ima dve anode. imovine ventil kenotron se očituje u činjenici da je struja kroz cijev ventila može ići samo u jednom smjeru - od anode do katode. U suprotnom smjeru - trenutni ne ide, jer elektroni emituju samo od površine grijanog katode i može da se kreće samo na anoda, ako trenutno ima pozitivan napon u odnosu na katodu.

Jednostavan polutalasni ispravljač spoja pomoću kenotron ventil kao što je prikazano na slici. 10. Pravac trenutne I označava strelica. Kondenzatori C1 i C2 i čok Dp1 čine filter za ublažavanje pulsacija. Detalji o filterima će biti opisani u nastavku.

Postoji mnogo različitih vrsta kenotrona, od kojih je svaki namenjen određeni uslovi   D: Neki moguće dobiti veliki ispravljenog struja na relativno niskom naponu, dok drugi rade u ispravljač daje visoki napon na slabe struje je zanemarljiv.

Prilikom projektovanja ispravljač prvo je potrebno odabrati pravu vrstu kenotron. Da biste to učinili, morate znati što trenutne i napon na opterećenje hranio iz ispravljača, au skladu sa podacima direktorija za izabrati odgovarajuću vrstu kenotron. Pretpostavimo da želite da izaberete cijev ventila, koji se očekuje da će biti instalirana u eliminator za prijemnik napajanje. Prijemnik ima četiri lampe, ne računajući kenotron.

Konstantni napon potreban za napajanje radio-cevi prijemnika je 250 V. Ukupan strujni protok svih prijemnih lampi od anodnih ekrana je oko 40 mA.

Najpogodniji za naše ispravljač će kenotron 6TS4P koja, upućuje, može pružiti struja do 70 mA na pročišćavanje kruga full-wave. Ovaj ventil cijevi napon također vrlo pogodan, jer je full-wave ispravljanja kolo obrnutim napona koji se javlja u ispravljač ne prelazi napon triple opterećenja i jednaka 250h3 = 750 V, i cijev ventila 6TS4P izdržati do 1000 V obrnutim napona.

Selenium podloške se koriste kao ventil u selenskom ispravljaču.

Selenić za pranje je pegla disk ili pravougaoni željeza ploča, koji s jedne strane tanki sloj poluvodiča pretrpjela - selen. Top selen sloj je obložen, da se stvori kontakt, tanki sloj niskog topljenja metala.

Valna svojstva selena se manifestuju u činjenici da ima jednostranu provodljivost. Kada je željezo ploča služila pozitivan pol strujni izvor, Selenić za pranje ima zanemariv otpor, i obrnuto, kada je otpor promjeni polariteta se povećava za pranje stotine puta.

Izbor selena ispravljača ventil se proizvodi struja i napona, opterećenje potražnje. Treba imati na umu da je jedan za pranje Selenić izdržati napon do 20 V, dakle, ako je opterećenje razvija napona većeg od ove vrijednosti, selen podloške mora biti povezan u seriju.

Za naš primjer dovoljno je naoružati svaki full-wave ispravljač staviti na 13 golova, što je napon opterećenje je 250 V, a broj golova dobijete kada podijeliti 250 do 20 V. rezultat frakcijski broj će se zaokružiti na najbliži cijeli broj. Kako bi se utvrdilo što promjera trebate staviti pak, morate imati na umu da se na jednom kvadratnom centimetru površine selena podloške dozvoljena struja od 30 mA. Stoga, kako bi se utvrdilo na području selena ispravljač za naše ciljeve, potrebno je podijeliti količinu struje koju troši prijemnika, na dozvoljene gustine struje (trenutne vrijednosti dozvoljenih za 1 cm 2). Područje za pranje je 40/30 = 1.33 cm. Promjer za pranje se lako odrediti iz poznate formule obodna površina

S = 0,25 * π * D 2,

od kojih je prečnik pranja

D = (4 * S / π) 0,5 = (4 * 1,33 / 3,14) 0,5 ≈ 1,3 cm.

Ne možete izvršiti ovu obradu i izvaditi prečnik pranja direktno iz imenika. U slučaju, ako postoje radio amater za pranje različitog promjera, mogu se koristiti u ispravljača. Ako podloške imaju veći promjer nego da dobijeni proračunom, mogu se postaviti kao ventil bez bilo kakve promjene u ispravljač krug, imajući u vidu samo da je dozvoljena stres za svaku za pranje ne smije biti veći od 20 V.

Ako podloške promjera dostupan je manje od toga dobija proračuna, podloške mogu biti povezani paralelno na takav način da je ukupna površina od dva podloške spojen paralelno je jednaka ili veća od rezultira praktičnost. Kada ste povezani paralelno, broj ciljeva je udvostručen zbog potrebe da se u skladu sa stanjem dozvoljenih stresa za svaki za pranje.

Proračun ventila, koji se koristi kao germanij dioda (Sl. 11) je sličan. Znajući struje opterećenja i napon preko njega se bira odgovarajući tip direktorija diode. Može se dogoditi da je na raspolaganju germanij diode tipa DG-C nisu pogodni za dozvoljena struja   ili napon. Ako se diode nisu pogodne za tekuću (trenutno opterećenje je veća od dozvoljene), potrebno je postaviti nekoliko dioda spojen paralelno. Ako se diode ne poklapaju sa naponom, oni su povezani u nizu. Izračunavanje broja serije povezanih dioda se svodi na da izaberu broj diode, pri čemu je pad napona preko svakog od njih ne prelazi dozvoljene.

U tipu serijsku vezu diode DW-C svaki shunt otpornik treba biti najmanje 100 oma, snaga 1W. Odvođenje dioda je neophodno za izjednačavanje padova napona na svakom od njih. Proizvedena diode imaju značajne parametre raspršuju, a može biti slučaj gdje je jedan od njih će biti pad napona je nekoliko puta veći od drugih, koji su oštećeni izlaze diode. To se neće dogoditi ako svaka dioda je gurnuti otpor i pad napona ravnomjerno raspoređena između svake diode.

Paralelno povezivanje poluprovodničkih dioda   tipa DG-C, njihov broj se izračunava jednostavnim formulama. Dakle, za tip DG-TS21 diode - 24, broj paralelnih povezanih dioda je jednaka

Za diode tipa DG-C25-27, broj paralelno povezanih dioda

n = 15.4I0 - 0.54.

U ovim formulama I0 predstavlja ispravljenu struju u amperima. Može se dogoditi da je broj dioda n, izračunata prema ovoj formuli, razlomljeni. Onda treba da bude zaokružen do najbližeg većeg celog broja. Ponekad se u izračunavanju dobija 0 ili negativan broj. To znači da je potrebno staviti samo jednu diodu i ne paralelne veze   nije potrebno, pošto će izabrana dioda obezbediti potrebnu količinu ispravljene struje.

Filter za glačanje

Kao što je navedeno gore, da izgladi pulsiranje nakon uključen ispravljača na izlaznog filtra. Tipično, filter se sastoji od prigušnica DR1 (Sl. 12), od kojih navijanje je napravljena od nekoliko hiljada skretanja tankih žica, nalazi se na čeličnu jezgru. Filter takođe uključuje dva ili više filter kondenzatora. Na mjestu ovih kondenzatora u većini slučajeva koriste elektrolitskih kondenzatora imaju relativno male veličine i velikog kapaciteta (10 ... 50 microfarads).

Filter značajno smanjuje varijabilne komponente ispravljene napona i ima malo efekta na DC komponenta koja radi na snagu prijemnika kola anoda ekranu.

kvalitete filter je određen koeficijent filtracije koji pokazuje koliko je puta varijabilne komponente izlaznog filtera je oslabljena u varijabilne komponente ulazu.

Dozvoljene varijabilnu komponentu izlaznog filtra ovisi o hardveru koji pokreće ovaj ispravljač. Niskih frekvencija pojačala anodnog napona valovitost amplituda ne bi trebalo da prelazi 0,5-1% željene naponski signal mjeren u anoda krug kaskade. Za faze pojačanje srednje frekvencije i visoke amplitude, to ne bi trebalo da prelazi 0.05-0.1% (0,1-0,2 V).

Operacija filtera zavisi proizvod induktivnosti kondenzatora kapaciteta prigušnica na izlazu. Kapacitet ovog kondenzatora se obično uzima u rasponu od 10-40 μF. Induktor za male snage ispravljača obično ne prelazi 20-30 Gn.

Kada filter procjenjuje se podaci mogu koristiti sljedeće pravilo: proizvod induktivnost filtera čok zavojnica, izražen u Henrys, kapacitet kondenzatora na izlazu filtera, izražena kao mikofaradah mora biti jednak 200.

Da biste poboljšali filtriranje, možete sastaviti filter za poravnavanje više veza. poboljšanja filtriranje se može postići primjenom gas konfigurirana za ovaj prigušnica je povezan paralelno konstanta kondenzator kapaciteta (na sl. 12, veza je prikazano na fantom).

Kapacitet kondenzatora se uzima u rasponu 0.05-0.1 microfarads iu svakom slučaju je empirijski.

Čok filter može biti uključen u "+" i "-" ispravljač, to ne utiče na kvalitet filtera. U nekim slučajevima, kada se želi iskoristiti pad napona na čok zavojnice filter za isporuku negativne pristranosti na kontrolu mrežu prijemnika pojačala lampa čok uključen u minus ispravljač kolo.

Kada se pokreće malolampovyh prijemnika umjesto prigušnica može uključivati ​​namota (ili navijanje) transformatora niskih frekvencija.

Strukturalno čok za glačanje filtera je sličan trafo male snage. Razlika je u tome što transformator ima nekoliko navoja, zadnja osovina je samo jedna. Core induktor mora imati prazninu zraka, što eliminira mogućnost zasićenja magnetskog jezgra trajna struja koja teče kroz prigušnicu navijanje.

Magnetskog zasićenja čok induktivitet smanjuje, što pogoršava filter.

U konstruktivnom smislu, prigušnica i transformatora snage ispravljača može se izračunati sledeći članak objavljen u dodatku № 1 za početnike "Izračunavanje i proizvodnja energetskog transformatora"   (poslat sa časopisom Radio No. 5 za 1957.). Potrebno je samo uzeti u obzir da, pitajući se napon na izlazu ispravljača, mora uzeti u obzir pad napona preko induktor filtera, te da u slučaju full-wave kenotron ispravljač s kondenzator filter efikasan napona i struje jačanje namotaja spojen na napon i struja na izlazu ispravljača sljedećim jednadžbe: Napon na sekundarnom namotaju se uzima u 2..2,2 puta napon na izlazu ispravljača i struja u namotaja 1..1,2 I0. Struje i napona namota i vlaknom kenotron izabere podataka kenotron vlaknom i lampe, koji je dizajniran da dostavi izračunati ispravljač.

Umjesto filtera induktor se ponekad koristi otpora koji za dobar filtriranje bi trebao biti značajan.

Nedostatak takvog filtera je veliki pad napona na otporu filtera, međutim, filter se može primijeniti samo u low-power pojačala. Prilikom izračunavanja ispravljač sa filterom set dozvoljeni pad ispravljenog napona preko otpornika uključeni u filteru Upad, onda je vrijednost ovog otpora R daje

gde je I0 struja u mA, uzeta iz ispravljača.

Vrlo često, drugačije stalni napori. Da bi koristili za tu svrhu na isti ispravljač na ulazu uključuje lanac nekoliko serija povezanih konstantna vrijednost otpora od nekoliko hiljada oma. Ovi otpori ne bi trebala biti prevelika, jer u protivnom napon uzeti iz šestar snažno će zavisiti od veličine opterećenja. Oni takođe ne moraju biti vrlo mali da ne preopterećuju ispravljač.

Najjednostavniji jednofazni ispravljač je polutalasni ispravljač spoja (Sl. 3.4-1a). Grafovi za objašnjavanje svoj rad sa sinusoidalni ulazni napon \\ (U_ (Rin) = U_ (Rin max) \\ sin (\\ left (\\ omega t \\ right)) \\), prikazani su u Sl. 3.4-1b.

Fig. 3.4-1. Naizmenično polutalasni ispravljač (a) i vremenski dijagrami za objašnjavanje njegov rad (b)

U vremenskom intervalu \\ (\\ left [(0;) T / 2 \\ right] \\) poluvodičke diode ispravljača je naprijed pristran i napon, a time i struje u opterećenja otpornik od Ulazni signali se ponavlja. U intervalu \\ (\\ left [T / 2 (;) T \\ right] \\) dioda je obrnuto pristran i napon (struja) na teret je nula. Prema tome, prosječna vrijednost napona na otporniku opterećenja će biti:

\\ (U_ (N CP) = \\ cfrac (1) (T) (\\ ogroman \\ int \\ normalsize) _ (0) ^ (T) U_n \\ operatorname (d) t = \\ cfrac (1) (T) (\\ \\ (= - \\ cfrac (U_ (Rin max)) (T \\ omega) \\ cos (\\ left (\\ omega t \\ right)) (\\ ogroman \\ vert \\ normalsize) _ (0) ^ (T / 2) \\ gdje je \\ (U_ (d Rin) \\) - rms AC ulazni napon ispravljača.

Slično tome, za prosečnu struju opterećenja:

\\ (I_ (n cp) = \\ cfrac (1) (2 \\ pi) (\\ ogroman \\ int \\ normalsize) _ (0) ^ (\\ pi) I_ (max) \\ sin (\\ left (\\ omega t \\ right )) \\ operatorname (d) t \\ približno \\ cfrac (I_ (max)) (\\ pi) = (0,318) \\ cdot I_ (max) \\),

gdje je \\ (I_ (max) \\) - maksimalna amplituda ispravljene struje.

Efektivne vrednosti struje opterećenja \\ (I_ (n d) \\) (teče kroz diodu iste struje):

\\ (I_ (n d) = \\ sqrt (\\ cfrac (I_ (max) ^ 2) (2 \\ pi) (\\ ogroman \\ int \\ normalsize) _ (0) ^ (\\ pi ^ ()) \\ sin (\\ Odnos prosječne vrijednosti ispravljen napon \\ (U_ (vidi n) \\) u vrijednosti rms ulaznog AC napon \\ (U_ (d Rin) \\) je

faktor ispravljanja

  (\\ (K_ (un) \\)). Za ovo kolo \\ (K_ (MY) = (0.45) \\).

Maksimalni obrnutom napona na dioda \\ (U_ (mod max) = U_ (Rin max) = \\ pi U_ (vidi n) \\), i.e. više od tri puta više od prosječne ispravljenog napona (ovo treba uzeti u obzir pri odabiru dioda ispravljač). spektralni sastav rektificiranog napona ima oblik (ekspresija Fourierove serije): \\ (U_n = \\ cfrac (1) (\\ pi) U_ (Rin max) + \\ cfrac (1) (2) U_ (Rin max) \\ sin (\\ left (\\ omega t \\ right)) - \\ cfrac (2 ) (3 \\ pi) \\ cos (\\ left (2 \\ omega t \\ right)) - \\)

\\ (- \\ cfrac (2) (15 \\ pi) U_ (Rin max) \\ cos (\\ left (4 \\ omega t \\ right)) - (...) \\)

Koeficijent pulsiranja

Jednak omjer amplituda manja (osnovni) harmonika pulsiranje na prosječnu vrijednost ispravljenog napona, za polutalasni ispravljač spoja opisan je:

\\ (K_p = \\ cfrac (U_ (puls max 01)) (U_ (vidi n)) = \\ cfrac (\\ pi) (2) = (1.57) \\).

Kao što se vidi, pola vala ispravljanja ima nisku efikasnost zbog visokih žubor ispravljene napona.{!LANG-d4542eded08d1191df91766640bc07f8!}

{!LANG-2310ea9d6ba6ecd62f567a0e86c340a5!}

{!LANG-67c9d520fc045e6f14af92758b82b407!}

Još jedan negativan aspekt rektifikacije poluvremena povezan je sa neefikasnom upotrebom energetski transformator, iz koje se uzima naponski napon. To je zbog činjenice da u sekundarnoj vijčani struji transformatora postoji konstantna komponenta jednaka prosječnoj vrijednosti rektificirane struje. Ova komponenta nije transformisana, tj.

\\ (I_1 \\ cdot w_1 = \\ lijevo (I_2 - I_ (n sr) \\ right) w_2 \\),

gdje je \\ (I_1 \\), \\ (I_2 \\) - struje primarnog i sekundarnog namotaja, i \\ (w_1 \\), \\ (w_2 \\) - broj okreta primarnog i sekundarnog namotaja transformatora.

A vremena dijagram strujnog transformatora primarnog namota (sl. 3,4-2) dijagram sličan postojećem sekundarne navijanje, ali je pomak od vrijednosti \\ (I_ (vidi n) \\ cfrac (w_2) (w_1) \\).

Fig. 3.4-2. Šema dinamike struja u primarnim i sekundarnim namotajima energetskog transformatora, napunjenog na jednofaznom poluvremenu

U jezgru transformatora, zbog konstantne komponente sekundarne struje navođenja, stvoren je konstantni magnetni fluks \\ (\\ Phi_0 = w_2 \\ cdot I_0 \\). Ova pojava se obično naziva prisilna magnetizacija jezgra transformatora. To može izazvati zasićenje magnetnog sistema transformatora, tj. povećanje struje bez opterećenja, efektivna vrijednost primarne struje i, stoga, izračunati kapacitet   primarni namotaj transformatora, što uzrokuje povećanje potrebnih dimenzija transformatora u cjelini.

Dodatni nedostatak rektifikacije poluvremena je prisustvo stabilnog segmenta struje, što takođe smanjuje efikasnost korišćenja transformatora na snazi. Maksimalni faktor snage transformatora za ovo kolo ne prelazi \\ (k_ (tp P) \\ approx (0.48) \\).

Da bi se smanjio nivo pulsiranja na izlazu ispravljača, uključeni su i različiti induktivno-kapacitivni filteri. Prisustvo kondenzatora i induktivnosti u krugu kola ima značajan uticaj na rad ispravljača.

Kod ispravljača male snage, obično se koristi najjednostavniji kapacitivni filter, koji je kondenzator povezan paralelno sa opterećenjem (slika 3.4-3).

Fig. 3.4-3. Shema jednofaznog poluvremena ispravljača s kapacitivnim filterom (a) i dijagramima vremena koji objašnjavaju njegovu operaciju (b)

U stacionarnom stanju rada, kada je otvoren napon na ulazu ispravljač \\ (U_ (Rin) \\) je veći od napona opterećenja \\ (U_n \\) i ispravljač dioda, kondenzator će se puniti, akumulira energija koja dolazi iz vanjskog izvora. Kada je ulazni napon ispravljača diode padne ispod otvaranje i nivo zatvara, kondenzator počinje da obavlja kroz \\ (R_n \\), dok je sprečavanje brzog pada nivoa napona na teret. Dakle, rezultat napon na izlazu ispravljača (opterećenje) će na taj način ne pulsiraju, ali će biti znatno poravnati, i jači veći kapacitet će se koristiti kondenzator.

Tipično, kapacitivnost filter kondenzatora je odabrana tako da je njegova reaktanca   bilo je mnogo manje od opterećenja opterećenja (\\ (1 / \\ omega C \\ ll R_n \\)). U ovom slučaju, naponske pulsacije na opterećenju su male i dozvoljeno je pretpostaviti da je ovaj napon konstantan (\\ (U_n \\ approx (const) \\)). Uzimamo: \\ (U_n = U_ (vh max) \\ cos (\\ beta) \\), gde je \\ (\\ beta \\) neka konstanta koja određuje vrijednost napona na opterećenju. Očigledno, u opštem slučaju, \\ (\\ beta \\) zavisi od kapacitivnosti kondenzatora, otpora opterećenja, frekvencije ulaznog napona i tako dalje. Fizičko značenje ove količine može se razumeti iz dijagrama vremena prikazanih na Sl. 3.4-4. Kao što se može vidjeti, \\ (\\ beta \\) predstavlja trajanje vremenski interval u jednom periodu oscilacija vanjski napon kada je ispravljač dioda je u otvorenom stanju (\\ (\\ beta = \\ omega \\ cdot T_ (na otvorenom) / 2 \\)). Ugao \\ (\\ beta \\) se obično zove ugao preseka.

Fig. 3.4-4. Parametar funkcije \\ (A (\\ beta) \\)

Za struju koja prolazi kroz dioda u otvorenom stanju, možemo napisati:

\\ (I_d = \\ cfrac (U_ (in) - U_n) (r) \\),

gde je \\ (r \\) aktivni otpor zbog otpornosti diode u otvorenom stanju i otpornosti sekundarnog navijanja transformatora (ponekad se zove otpornost fazne rectifier).

Uzimajući u obzir da \\ (U_ (vh) = U_ (vh max) \\ sin (\\ left (\\ omega t \\ right)) \\):

\\ (I_d = \\ cfrac (U_ (Rin max)) (r) \\ left (\\ sin (\\ left (\\ omega t \\ right)) - \\ cos (\\ left (\\ beta \\ right)) \\ right) = \\ Srednje vrijednosti za period diode ispravljene struje (s obzirom da je dioda je otvoren samo u regiji \\ (\\ varphi = \\ left [\\ pi / 2 - \\ beta; \\ pi / 2 + \\ beta \\ right] \\):

\\ (I_ (d cp) = \\ cfrac (1) (2 \\ pi) (\\ ogroman \\ int \\ normalsize) _ (\\ frac (\\ pi) (2) - \\ beta) ^ (\\ frac (\\ pi) ( 2) + \\ beta) \\ cfrac (U_ (Rin max)) (r) \\ left (\\ sin (\\ left (\\ varphi \\ right)) - \\ cos (\\ left (\\ beta \\ right)) \\ right) \\ \\ (= \\ Cfrac (U_ (Rin max)) (\\ pi r) \\ left (\\ sin (\\ left (\\ beta \\ right)) - \\ beta \\ cos (\\ left (\\ beta \\ right)) \\ right) \\)

Od \\ (U_ (u max) = \\ cfrac (U_n) (\\ cos (\\ left (\\ beta \\ right))) \\):

\\ (I_ (d cp) = \\ cfrac (U_n) (\\ pi r) \\ cdot \\ cfrac (\\ sin (\\ left (\\ beta \\ right)) - \\ beta \\ cos (\\ left (\\ beta \\ right)) ) (\\ cos (\\ left (\\ beta \\ right))) = \\ cfrac (U_n) (\\ pi r) A \\ left (\\ beta \\ right)

gdje je \\ (A \\ left (\\ beta \\ right) = \\ cfrac (\\ sin (\\ left (\\ beta \\ right)) - \\ beta \\ cos (\\ left (\\ beta \\ right))) (\\ cos (\\ left (\\ beta \\ right))) = \\ operatorname (tg) \\ left (\\ beta \\ right) - \\ beta \\) (3.4.2)

Formula (3.4.2) je veoma važna za izračunavanje ispravljača. Nakon kut cutoff \\ (\\ beta \\) se ne zna unaprijed početnih parametara, obično to mora biti izračunata na osnovu unapred izlazni napon (\\ (U_n \\)), otpor (\\ (R_n \\)) ili struje opterećenja (\\ (I_n \\)), kao i parametri primenjene diode i transformatora (koji određuju fazni otpor \\ (r \\)). Imajući ove podatke i uzimajući u obzir (3.4.2), možemo odrediti vrijednost koeficijenta \\ (A \\):

\\ (A \\ left (\\ beta \\ right) = \\ cfrac (I_ (sr) \\ pi r) (U_n) \\)

Prosječna struje kroz diodu \\ (I_ (d sr) \\) je jednaka srednja struja opterećenja \\ (I_ (n prosjek) \\), a obzirom na to da se pretpostavlja konstantna napon teret, onda je trenutna vrijednost struje kroz opterećenja jednaka je struji diode: \\ ( I_n = I_ (d sr) \\). Na ovaj način:

\\ (A \\ left (\\ beta \\ right) = \\ cfrac (I_ (n) \\ pi r) (U_n) = \\ cfrac (\\ pi r) (R_n) \\)

Da biste pronašli ugao kruga \\ (\\ beta \\) za poznati koeficijent \\ (A (\\ beta) \\), graf se obično koristi u praksi (slika 3.4-4).

Maksimalna vrijednost struje diode je postignut na \\ (U_ (Rin) = U_ (Rin max) \\) u vrijeme kada je \\ (\\ varphi = \\ pi / 2 \\), i.e. prema izrazu (3.4.1):

\\ (I_ (d max) = \\ cfrac (U_ (Rin max)) (r) \\ left (1 - \\ cos (\\ left (\\ beta \\ right)) \\ right) = \\ cfrac (U_n) (r) \\ \\ (I_ (d max) = \\ cfrac (I_ (vidi d) \\ cdot \\ pi) (A \\ left (\\ beta \\ right)) \\ cdot \\ cfrac (1- \\ cos (\\ left (\\ beta \\ right) )) (\\ cos (\\ left (\\ beta \\ right))) \\), gdje je \\ (F \\ left (\\ beta \\ right) = \\ cfrac (\\ pi \\ cdot \\ left (1 - \\ cos (\\ left ( \\ beta \\ right)) (\\ sin (\\ left (\\ beta \\ right)) - \\ beta \\ cos (\\ left (\\ beta \\ right))) \\)

Grafikon funkcije \\ (F (\\ beta) \\) je prikazan na Sl. 3.4-5. Iz toga se može vidjeti da s smanjenjem ugla odsječnosti \\ (\\ beta \\), amplituda struje kroz ventile značajno povećava.

Fig. 3.4-5. Grafikon funkcije \\ (F (\\ beta) \\)

Stoga, kapacitivna priroda opterećenja ispravljača dovodi do činjenice da

ispravljača dioda

  ispada da je otvoren na kraći vremenski period, a amplituda strujnog prolaza u ovom trenutku kroz diodu je veća nego u sličnom krugu koje radi na čisto aktivnom opterećenju. Ova činjenica se mora uzeti u obzir prilikom odabira dioda, koji moraju izdržati ponoviti struja odgovara amplitudi i dalje normalno nositi početni nalet trenutne kada su uključeni, kada je početno punjenje kondenzatora.

Ova regularnost važi ne samo za opisanu šemu jednofazne poluvremene rektifikacije. Slično tome, rad drugih planova koji su razmotreni u nastavku, koji imaju kapacitivno opterećenje. {!LANG-8f8cdd4af8e9f78b534af566963b1e95!}{!LANG-111982b9794ee243b304ed66d2606912!}

{!LANG-6bd9ff952ce900d15762ef35d644390c!}

Potreban faktor pulsiranja na izlazu jednogfaznog poluvremena ispravljača s kapacitivnim filterom \\ (K_n \\) može se dobiti s pravi izbor   kapacitet glatkog kondenzatora. Da biste je našli, koristite sledeću formulu:

\\ (C = \\ cfrac (H (\\ beta)) (r \\ cdot K_n) \\),

gde je \\ (H (\\ beta) \\) - ovo je još jedan pomoćni koeficijent, čija vrijednost je na grafu (slika 3.4-6).

Fig. 3.4-6. Grafikon funkcije \\ (H (\\ beta) \\)

Kapacitivni filter je tipičan za ispravljače dizajnirane za male struje. Kod visokih struja obično se koriste induktivni filteri. Ovakav filter je induktor (obično sa feromagnetnim jezgrom) koji je serijski povezan sa opterećenjem (slika 3.4-7). Prisustvo induktivnosti u krugu kola, kao i kapacitivnost, značajno utiče na režim rada ispravljačkih ventila.

Fig. 3.4-7. Shema jednogfaznog poluvremena ispravljača sa induktivnim filterom (a) i vremenskim dijagramima koji objašnjavaju njen rad (b)

Rad kola na sl. 3.4-7 opisuje jednačina:

\\ (U_ (Rin max) \\ sin (\\ left (\\ omega t \\ right)) = L \\ cfrac (\\ operatorname (d) I_n) (\\ operatorname (d) t) + R_n I_n \\)

Uzimajući struja u krug u početnom trenutku \\ ((t = 0) \\) je nula, odlučujući ova jednačina dobijamo sledeći izraz za struju u kolo opterećenja:

\\ (I_n (t) = \\ cfrac (U_ (Rin max)) (\\ sqrt (R_n ^ 2 + (\\ left (\\ omega L \\ right)) ^ 2)) \\ left (\\ sin (\\ left (\\ omega t- \\ theta \\ right)) + e ^ (- \\ cfrac (R_n t) (L)) \\ sin ((theta)) \\ right) \\)

gdje \\ (\\ theta = \\ operatorname (arctg) \\ left (\\ cfrac (\\ omega L) (R_n) \\ desno) \\)

Dijagram vremena koji odražava ovu zavisnost je prikazan na Sl. 3.4-7 (b). Prikazuje fizičko značenje konstantne \\ (\\ theta \\). Predstavlja ugao kod koga glavni opterećenost struje u opterećenju zaostaje za inicijalnim naponom na ulazu ispravljača.

Ako analiziramo ovisnost struje opterećenja \\ (I_n (t) \\), može se vidjeti da je njegova amplituda sa porastom od induktor pada (ili smanjenje i njegova prosječna vrijednost). Ie. prosječna vrijednost napona na opterećenju je manja nego u odsustvu induktivnosti, ujedno se smanjuje i pad napona. Oscilacije same struje pomjerene su u odnosu na oscilacije ulaznog napona za ugao \\ (\\ theta \\). Ovo uzrokuje nagli prijavu dioda u trenutku zaključavanja negativnih obrnuti napon do \\ (U_ (mod) = U_ (Rin max) \\).

Opisana operacija ventila (vuku struje, smanjivanja amplitude, diskontinuirano obrnuti napon aplikacije) u prisustvu induktivni filtera režim karakteristika svih ispravljača kola. Induktivni filter se obično koristi u strujnim krugovima velike snage, jer u ovom slučaju je induktivnost potrebna za značajnu promjenu parametara izlaznog napona zanemarljiva.

Najefikasnije izravnavanje žubor ispravljene napon pomoću složene multi-tier filtera i koji uključuju induktora i kondenzatori (osnova kao što filteri su tzv T ili U-oblika veze).

Ispravljanje električnih oscilacija, to je proces, zbog čega se promenljiva ulazna oscilacija pretvara u izlaznu oscilaciju samo jednog znaka (slika 1.5). Proces rektifikacije se koristi u napajanju (agregatima) i demodulatorima.

Rektifikacija se uvek vrši korišćenjem nelinearnih elemenata koji imaju svojstvo jednosmernog prenosa električna struja. Zahvaljujući ovim svojstvima pripremljena je izlazna struja elementa pročišćavanje isti znak.

Ispravljanje poluvodiča i vakuum primjenjuje (kenotron) diode, ispuštanje plina diode (Gazotron), thyratrons, silikona i selen elemenata, tiristori i drugih elemenata sa nelinearnim svojstvima, ovisno o primjeni,

vrednosti ispravljenih napona i struja koje je izabrao opterećenje. Niske snage elektronskih uređaja za pročišćavanje najčešće koriste poluvodičke diode.

Naziv "ispravljač" se primarno koristi za krugove koji pretvaraju AC u DC. Praviljak se naziva i elementom sa jednosmernim svojstvima koji se koriste u procesu ispravljanja.

Pun-talasni ispravljač   nazvanu ispravljač, na izlazu koji nakon procesa rektifikacije ostaju oscilacije istog znaka. Krug poluprovalnog ispravljača uzbuđen sinusoidnim signalom prikazan je na slici 1.6.

Diod se uključuje tako da stvara struju samo za pozitivne polu-periode ulazne oscilacije, tj. kada je napon na njegovoj anodi veći od potencijala katode. Prosječna vrijednost oscilacije dobijene kao rezultat ispravke sinusoidnog napona sa efektivnom vrijednošću i maksimalnom vrijednošću je

.

Na primjer, kada se napon ispravi sa trenutnom vrijednošću, nakon ispravke dobijamo napon.

U negativnom polu-ciklusu, dioda ne vrši struju, a svi napon koji se primjenjuje na ispravljač deluje na diode kao obrnuti napon ispravljača. Ako se promena smera uključivanja diode promijeni, ona će se odvijati u negativnim polu-periodima i ne dovesti do pozitivnih polu-ciklusa.

Razmatrani strujni krug se naziva sekvencijalni. Ime se odnosi na činjenicu da je opterećenje uklopljeno u nizu sa nelinearnim elementom (ventilom).

Pun-talasni ispravljač   nazvanu ispravljač, u kojem, nakon procesa rektifikacije, ostaju delovi ulazne oscilacije koji imaju jedan znak. Za njih, nakon što se znak promeni, dodaju se površine sa suprotnim znakom.

Šematski dijagram puna talasnog ispravljača kontrolisan sinuzoidnim signalom od transformatora prikazan je na slici 1.7.

Tokom vremenskih perioda kada se na anodu diode D1 dešava pozitivni napon, na anodi diode D2 postoji negativni napon i obrnuto. To je zato što je srednja tačka sekundarnog namotaja transformatora zasnovana, i stoga ima potencijal nule. Sa pozitivnim poluvremenom napona na sekundarnom namotaju, dioda D1 prolazi struju, a dioda D2 ne prolazi. U slučaju negativnog poluvremena, pozitivni napon deluje na diodu D2, koja zatim provodi, a dioda D1 pomjerena u suprotnom smeru ne sprovodi. Prosječna vrijednost dobijenog napona

  na izlazu puna-talasnog ispravljača je 2 puta veći od napona dobijenog na izlazu poluvilnog ispravljača.

Tehnički parametri   ispravljač:

- Ripple Ripple Factor   Odgovara se maksimalna vrijednost varijabilne komponente napona na izlazu ispravljača na vrijednost njegove konstantne komponente na ovom izlazu. U većini primjena poželjno je da se odnos razmaka bude što manji. Smanjenje pulsiranja postiže se primenom odgovarajućih filtera.

- Koeficijent upotrebe transformatora u sklopu ispravljača, definiše se kao odnos dva kapaciteta: izlazna snaga jednosmerne struje i nominalna snaga sekundarnog namotaja transformatora.

- Koeficijent efikasnosti, ovo je parametar koji karakteriše efikasnost ispravljačkog kruga prilikom pretvaranja izmenjivog napona na konstantnu. Efikasnost ispravljača izražava se odnosom izlazne snage DC u opterećenju do ulazne snage naizmenične struje. Efikasnost se određuje za otporno opterećenje.

- Frequency Ripple Rectifier, ovo je osnovna frekvencija varijabilne komponente koja postoji na izlazu ispravljača. U slučaju poluvalnog ispravljača, frekvencija pulsiranja je jednaka učestanosti ulazne oscilacije. Pritisak filtriranja je lakši što je veća frekvencija pulsiranja.

Klasifikacija i osnovni parametri ispravljača

Primjena poluprovodničkih dioda. Jednofazni ispravljači

Ispravljač je uređaj dizajniran da pretvori naponski napon na konstantni napon.

Glavni elementi ispravljača su transformator i diode, preko kojih jednosmerna struja protiče u kolo opterećenja, što dovodi do toga da se izmenjeni napon pretvara u pulsirajuću. Pomoću transformatora u ispravljačima konvertovana je vrijednost napona, električno razdvajanje pojedinačnih kola i konverzija broja faza.

U zavisnosti od broja faza naponskog napona, razlikuju se šeme jednofazne i trofazne rektifikacije.

Glavne vrednosti koje karakterišu operativne osobine ispravljača su:

Prosječne vrijednosti ispravljenog napona U   d ( U   cp) i struja Ja   d ( Ja   cp);

Koeficijent efikasnosti h;

Faktor snage c;

Eksterna karakteristika - zavisnost napona od opterećenja na struju opterećenja U   d = f(Ja   (d);

Koeficijent pulsiranja To   n je odnos amplitude pulsiranja izlaznog napona na prosječnu vrijednost ispravljenog napona (konstantna komponenta).

U zavisnosti od prirode opterećenja, mod rada transformatora i dioda se menja. Razlikuju načine rada ispravljača na čisto aktivnim, aktivno-induktivnim i aktivno-kapacitivnim opterećenjima.

Razmislite o poslu razne šeme jednofazni ispravljači   na aktivno opterećenje.

Krug jednogfaznog poluvremena ispravljača prikazan je na Sl. 3.1.

Fig. 3.1. Jednofazni polu-talasni ispravljač

Sledeći naponi i struje se koriste u krugu:

- U 1 , U   2 - efektivne vrednosti napona primarnog i sekundarnog namotaja transformatora;

- Ja 1 , Ja   2 - efektivne vrednosti struja primarnog i sekundarnog namotaja transformatora;

- Ja   a je prosečna struja diode VD;

- U   d je prosječna vrijednost ispravljenog napona;

- Ja   d je prosječna vrijednost ispravljene struje.

Mi ćemo analizirati rad kola koristeći pojednostavljenu proceduru, bez uzimanja u obzir gubitaka napona pri aktivnom otpornosti namotaja transformatora i dinamičkog otpornosti otvorene diode.

Razmotrite vremenski dijagram rada kola (slika 3.2).

Fig. 3.2. Vremenski dijagram rada jednogfaznog puna-talasnog ispravljača

Pod akcijom aC napon u 2 = U 2 m   sinteza sekundarnog namotaja, struja u krugu opterećenja može proći samo za neparne polu-cikle kada anoda diode ima pozitivan potencijal u odnosu na katodu. U čak pola perioda, kada anodni potencijal postane negativan, struja u krugu je nula.

Trenutne ispravljene struje:

, sa 0

Za str

gdje je maksimalna vrijednost ispravljene struje.

Prosječna vrijednost ispravljenog napona:

Prosečna vrednost ispravljene struje (kao i struje dioda):

. (3.2)

Efektivna (efektivna) vrednost struje dioda:

Maksimalni obrnuti napon na diodi dostigne vrednost amplitude sekundarnog napona navoja:

Prema pronađenim vrijednostima Ja a, Ja a.   i U b. max   dioda je odabrana za rad u krugu. Prema dobijenim rezultatima, dioda treba da omogući maksimalni obrnuti napon od 3,14 puta napon u opterećenju, ili Ö2 puta sekundarni napon namotaja transformatora. Varijabilna komponenta ispravljenog napona i struje za ovo kolo, kako slijedi iz dijagrama vremena za u   i i, je velika, a osnovni harmonik pulsiranja ima frekvenciju koja je jednaka frekvenciji mreže snabdevanja.

Razmotrimo način rada transformatora. Efektivna vrednost sekundarne struje:

.

Odnos efektivne vrednosti fazne struje Ja   2 do njegove srednje vrednosti Ja   2 cp se zove trenutni faktor formi D   (ili To   f):

Konstantna komponenta fazne struje:

, (3.6)

gde m   2 - broj faza sekundarnog namotaja transformatora. U šemi koja se razmatra m 2 = 1.

Shodno tome, za planiranu shemu trenutni oblik faktora:

. (3.7)

Efektivna vrijednost sekundarnog napona napajanja transformatora:

.

Nazivna snaga sekundarnog namotaja transformatora:

gde P   d = U   d × Ja   d je snaga DC u opterećenju.

Efektivna vrijednost struje u primarnom namotaju transformatora može se odrediti iz jednačine magnetne ravnoteže transformatora ako je magnetizirajuća struja zanemarena i omogućiti činjenicu da se DC komponenta struje ne transformiše u primarni namotaj. Jednačina magnetne ravnoteže transformatora u odnosu na naizmeničnu struju

Ukupna snaga primarnog namotaja.

Ako pretpostavimo da je napon napajanja sinusoidan, onda . Shodno tome, faktor snage

, (3.12)

gde faktor izobličenja;

j 1 - ugao faznog pomaka između napona mreže snabdevanja i prvog harmonika primarne vijčane struje.

U predmetu koji se razmatra, j 1 = 0, ali faktor snage je manji od jedinstva, pošto je n = 0,9< 1. Это является одной из причин, вызывающих увеличение габаритных размеров трансформатора.

Aktivna snaga ispravljene struje izračunava se kao prosječna vrijednost snage pulsirajuće struje za period:

, (3.13)

to jest, snaga P   i više snage DC u opterećenju je oko 2,5 puta, što je takođe razlog povećanja veličine transformatora.

U jezgru transformatora, zbog konstantne komponente sekundarne struje navijanja, stvoren je dodatni konstantni magnetni tok, zasićujući jezgro transformatora. Ova pojava se obično naziva prisilna magnetizacija   (pristrasnost) transformatora.

Kao rezultat magnetizacije magnetna struja transformatora povećava se nekoliko puta u odnosu na struju tokom normalnog rada (bez pristrasnosti). Povećanje struje magnetizacije zahteva povećanje preseka primarnog namotaja i veličine transformatora u celini. Poluvaljni ispravljač zbog navedenog nedostaci   retko se koristi.