Однофазный мостовой выпрямитель
Мостовой выпрямитель
ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОФАЗНОГО МОСТОВОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ
В трансформаторе используется явление взаимоиндукции. Конструктивные параметры трансформаторов при расчете выбирают из условия обеспечения допустимого падения напряжения на обмотках и их перегрева. При выборе магнитопровода определяющими являются трансформируемая мощность и частота тока. Исходными данными для расчета силового трансформатора являются: При чисто активной нагрузке расчет трансформатора, как правило, выполняется сравнительно просто. Однако чаще всего силовой трансформатор работает на выпрямитель, и существенное влияние оказывает вид нагрузки — активная, активно-емкостная или активно-индуктивная, а также наличие противо-ЭДС. Нагрузка с противо-ЭДС возникает, например, в том случае, когда от выпрямителя питается двигатель постоянного тока. Для выпрямления однофазного переменного напряжения широко применяют три типа выпрямителей: Падение напряжения на кремниевом диоде около 1 В обычно мало по сравнению с питающим. Напряжение на выходе выпрямителя имеет вид однополярных импульсов, форма которых практически повторяет форму положительной полуволны переменного напряжения. Габаритная мощность трансформатора без учета КПД. Двухполупериодный выпрямитель со средней точкой рис. В нем вторичная обмотка состоит из двух половин и имеет отвод от середины. Эту схему можно рассматривать как сочетание двух однополупериодных выпрямителей, включенных на одну нагрузку. Однофазный мостовой выпрямитель схема Греца рис. В каждый полупериод открыта пара диодов, расположенных в противоположных плечах моста. Масса и стоимость трансформатора меньше чем с выводом от средней точки, мощность выпрямителя выше за счет более рационального использования трансформатора. Частота пульсаций, как и в предыдущей схеме, вдвое больше частоты сети. Однополупериодный выпрямитель, работающий на активно-емкостную нагрузку рис. Чем больше емкость конденсатора, тем меньше коэффициент пульсаций, но тем больше амплитуда зарядного тока через диод, а значит, и больше падение напряжения на выходном сопротивлении выпрямителя. В отличие от выпрямителя со средней точкой, где обмотки трансформатора используются примерно на Кроме того, в нем можно использовать диоды с вдвое меньшим допустимым напряжением. Недостаток мостовой схемы — удвоенное количество диодов по сравнению с выпрямителем со средней точкой. Однако суммарное сопротивление постоянному току двух диодов и обмотки мостового выпрямителя чаще оказывается меньше сопротивления одного диода и обмотки выпрямителя со средней точкой. Временные диаграммы, иллюстрирующие работу двухтактных выпрямителей на емкостной фильтр, приведены на рис. При работе выпрямителя на емкостной фильтр диод в плече оба диода для мостовой схемы открывается, когда напряжение на входе выпрямителя становится равным напряжению точнее, превышает его на порог открывания диода на конденсаторе сглаживающего фильтра момент t1. При этом в интервале t1-t2 ток через открытые диоды ограничен только сопротивлением обмотки трансформатора и открытых диодов. В момент времени t2 напряжение на входе выпрямителя вновь становится равным напряжению на конденсаторе, и открытый диод закрывается. При этом начинается разряд конденсатора фильтра на сопротивление нагрузки. Открывание другого диода происходит в момент времени t3. Наличие у трансформатора индуктивности рассеяния приводит к определенной задержке выключения открытого диода показано пунктирной линией. Схема удвоения напряжения схема Латура рис. Схема удвоения как и однополупериодного выпрямителя имеет круто падающую нагрузочную характеристику. Кроме того, при пробое одного из диодов переменное напряжение оказывается приложенным к электролитическому конденсатору, что обычно приводит к его взрыву. В устройствах с повышенными требованиями к пульсациям и стабильности напряжения питания при изменении нагрузки используют выпрямители, работающие на Г-образный LC-фильтр рис. Эти выпрямители обладают меньшим выходным сопротивлением по сравнению с выпрямителями, работающими на одну емкость. Коэффициент использования обмотки трансформатора в схеме на рис. Коэффициент сглаживания фильтра q представляет собой отношение первой гармоники пульсаций на входe фильтра к амплитуде первой основной гармоники на его выходе:. При работе выпрямителя на фильтр LC-типа ток, протекающий через каждый из открытых диодов, начиная с некоторой критической величины, имеет прямоугольную форму рис. Напряжение на нагрузке практически равно среднему значению напряжения на входе фильтра, а переменная составляющая этого напряжения выделяется на дросселе фильтра. При этом нагрузочная характеристика имеет вид прямой, наклон которой характеризуется выходным сопротивлением выпрямителя. Минимально допустимая индуктивность дросселя Lmin, при которой сохраняется режим непрерывного тока в дросселе:. Для двухполупериодных выпрямителей в том числе и для схемы удвоения Латура формула 16 примет вид:. Введение в дроссель дополнительной компенсирующей обмотки позволяет увеличить коэффициент сглаживания фильтра в Во избежание наводок на дроссели фильтра, они должны быть максимально удалены от силового трансформатора и других источников магнитных полей, сравнительный анализ нагрузочной способности и коэффициента сглаживания фильтров для выпрямителя Греца с входным напряжением 50 В на нагрузке сопротивлением от 10 до Ом приведен в табл. Г-образный фильтр имеет более "жесткую" нагрузочную характеристику и стабильный коэффициент сглаживания во всем диапазоне изменения нагрузки. Разбив емкость конденсатора фильтра на 2 равные емкости и включив между ними дроссель индуктивностью 50 мГн П-образный фильтр , можно более чем на порядок снизить напряжение пульсаций при незначительном ухудшении нагрузочной характеристики. Ориентировочные значения падения напряжения на дросселе фильтра при частоте 50 Гц приведены в табл. Диоды для схем выбирают с максимально допустимыми параметрами, не ниже полученных в предварительном расчете. Максимальное обратное напряжение выпрямительных диодов Uобр. Вспомогательные расчетные коэффициенты В0 и D0 в табл. Когда сердечник из магнитного материала находится в переменном магнитном поле, часть энергии этого поля расходуется в сердечнике на вихревые токи и на перемагничивание гистерезис. Вихревые токи токи Фуко — это электрические токи, возникающие вследствие электромагнитной индукции в проводящей среде обычно в металле при изменении магнитного поля в этой среде. Потери на вихревые токи зависят от удельного сопротивления материала сердечника и от частоты магнитного поля. Чем выше частота, тем больше потери. Сердечник трансформатора работает в условиях постоянного перемагничивания. Чтобы иметь минимальные потери от гистерезиса, необходимо применять ферромагнитные материалы с узкой петлей гистерезиса, то есть магнитомягкие. К таким материалам относится листовая электротехническая сталь. Потери на гистерезис зависят от индукции в сердечнике—чем больше индукция, тем больше потери. Свойства материала оценивают суммарными удельными потерями Рс. Широкое применение в трансформаторах получили холоднокатанные анизотропные текстурированные стали марок Первая цифра в обозначении марки стали характеризует ее структуру и вид прокатки. Цифре 1 соответствует горячекатан-ная изотропная тонколистовая сталь, цифре 2 — холоднокатанная изотропная сталь. Цифра 3 означает, что сталь — холоднокатанная, анизотропная, с ребристой структурой. В этих сталях при холодной прокатке получается ориентация кристаллов вдоль направления проката. При расположении магнитных силовых линий вдоль направления проката стали например, в витых ленточных сердечниках получается наибольшая индукция и наименьшие потери, что позволяет уменьшить габариты трансформатора. В штампованных сердечниках часть магнитных силовых линий проходит перпендикулярно направлению проката, что приводит к большим потерям в стали. Вторая цифра характеризует содержание легирующих элементов, в частности, кремния. Третья цифра соответствует группе например, цифра 2 — удельные потери при магнитной индукции 1,0 Тл и частоте Гц. Четвертая цифра — порядковый номер стали. Старые обозначения некоторых распространенных марок электротехнической стали указаны в скобках: Стали марок и имеют меньшие потери и большее значение индукции насыщения около 1,9 Тл в средних и сильных полях и повышенную по сравнению с пермаллоевыми сплавами устойчивость к механическим воздействиям. Недостатками этих сталей являются значительные коэрцитивная сила и удельные потери. Магнитопроводы трансформаторов и дросселей необходимо изготавливать из материалов, обладающих высокой магнитной проницаемостью в сильных переменных магнитных полях. Кроме того, эти материалы должны иметь малые потери на вихревые токи и перемагничивание, чтобы обеспечивался допустимый нагрев магнитопровода. Индукция В связана с напряженностью поля через магнитную проницаемость:. При выборе материалов для магнитопровода необходимо учитывать назначение трансформатора, требования к его весу и стоимости, наличие постоянного подмагничивания, а также мощность. Магнитные материалы, применяемые для изготовления трансформаторов низкой частоты, приведены в табл. Стоимость материалов типа 79НМ и 80НХС примерно в 15 раз больше стоимости сталей , что приводит к увеличению стоимости трансформаторов в Для трансформаторов применяют три типа магнитопроводов: Буква Л в обозначении типа означает, что магнитопровод изготовлен из ленты. Часть магнитопровода, на котором расположена катушка, называется стержнем, все остальное — ярмом боковым, торцевым. Сравнительно недавно разработаны магнитопрово-ды типов ШЛМ и ПЛМ, предназначенные для трансформаторов источников питания. Они обладают наиболее оптимальной геометрией и характеризуются более узким окном, а трансформаторы на их основе — уменьшенным расходом меди, меньшей массой и стоимостью. Пластины изолируют друг от друга слоем изоляционного лака или оксидным слоем для уменьшения потерь на вихревые токи. Для снятия наклепа в материале после штамповки и для восстановления магнитных свойств, пластины отжигают при температуре Ленточные магнитопроводы изготавливают из стальной ленты так, чтобы направление магнитных силовых линий совпадало с направлением проката. Изоляция ленты должна выдерживать высокую температуру отжига Для уменьшения магнитного сопротивления поверхность стыковки шлифуют. Ленточные магнитопроводы по сравнению с пластинчатыми допускают магнитную индукцию на В отсутствие подмагничивающего поля тороидальные магнитопроводы обладают наибольшей магнитной проницаемостью, минимальными полем рассеяния и расходом меди. Следом по этим параметрам идут стержневые магнитопроводы и только потом — броневые. Воздушный зазор вводят в магнитопроводах дросселей, работающих с подмагничиванием постоянным током, а также для расширения диапазона рабочих частот трансформаторов. После сборки магнитопровод трансформатора стягивают болтами или шпильками, которые изолируют от пластин магнитопровода, чтобы предотвратить образование короткого замыкания магнитопровода или его части. Из формулы 24 видно, что при прочих равных условиях габаритная мощность трансформатора зависит от произведения S о S с. Кроме того, при одинаковом произведении S о S с мощность стержневого трансформатора, а значит и кольцевого — в 1, Если нормализованный магнито-провод не подходит, и возникает необходимость расчета размеров магнитопровода, рекомендуется пользоваться соотношениями:. Рекомендуемые значения безразмерных коэффициентов х, у и z для разных типов магнитопроводов следующие:. Броневые сердечники используют для маломощных трансформаторов. Применение одной катушки упрощает их конструкцию, но такие трансформаторы имеют значительные индуктивность рассеяния и собственную емкость, большую чувствительность к внешним воздействиям, малую степень симметрии обмоток и относительно большой расход провода из-за увеличенного диаметра среднего витка. Стержневую конструкцию используют для трансформаторов большой и средней мощности. Наличие двух катушек увеличивает площадь теплоотдачи и тем самым улучшает тепловой режим обмоток. К достоинствам стержневой конструкции относится и более слабое внешнее магнитное поле, так как поля двух катушек направлены навстречу друг другу. Наименьшее внешнее поле имеют трансформаторы на кольцевых сердечниках. Для получения минимального немагнитного зазора в магнитопроводе торцы сердечников склеивают пастой, содержащей ферромагнитный материал. Режим работы трансформатора, при котором первичная обмотка подключена к источнику питания, а вторичная — разомкнута, называют режимом холостого хода. В этом режиме через первичную обмотку проходит ток l0, создающий в сердечнике магнитный поток Ф о. Ток холостого хода I o состоит из: Активная составляющая тока первичной обмотки при работе трансформатора под нагрузкой слагается из двух частей: Ориентировочное значение тока первичной обмотки можно определить по формуле:. Магнитный поток Ф о , замыкаясь через магнитопровод, пронизывает первичную и вторичную обмотки, в результате чего в них индуцируется ЭДС:. Если ко вторичной обмотке трансформатора подключить нагрузку R н , то через обмотку пойдет ток I 2 и появится поток Ф 2 , направленный навстречу потоку Ф о и ослабляющий его. При этом уменьшится ЭДС Е 1 , направленная навстречу приложенному напряжению U 1. В результате ток, проходящий через первичную обмотку, увеличится до значения I 1 , а поток — до такого значения Ф 1 , при котором разность Ф 1 -Ф 2 будет незначительно меньше Ф о за счет падения напряжения на обмотках. Индуктивность катушки с ферромагнитным сердечником, у которого практически весь поток замыкается через сердечник, определяют по формуле:. Зависимость индукции от ампер-витков для сталей и и различных размеров сердечника, полученная экспериментально, показана на рис. Сплошной линией показаны зависимости для стали толщиной 0,08 мм, штрихпунктирной — для стали толщиной 0,35 мм. В случае, если известно падение напряжения на обмотке, потери в меди можно определить по формуле:. Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу: Новости О проекте Ссылки Контакты. Даташиты Datasheets Статьи, аналитика Инструкции, user manuals Принципиальные схемы Программы Радиолюбителю Книжная полка Справочник Глоссарий Ремонт электроники Выставки Статьи, партнеры. Документация Главная Справочник Документация. ГДЕ вы НАШЛИ СХЕМУ ГРЕЦА??? Греца - это именно однофазный мост. Надо только среднюю точку соеденить с землей. Но почему то везде навалОм информации по холодным сталям. И хоть бы кто добрый вспомнил про Э42 что нибудь Аффтару зачот и респект.
Вентили V1, VЗ, V5 с объединенными катодами образуют катодную группу. В любой момент времени работают два вентиля. Отметим на временных диаграммах фазных напряжений рис. U 2 - фазное напряжение питания, U 2л - линейное напряжение. Максимальное обратное напряжение в данном случае равно амплитудному значению линейного напряжения. В качестве источника питания используют блок ИсН1. Измерения этих напряжений выполняют c помощью осциллографа. Результаты измерений заносят в табл. Осциллограмму выпрямленного напряжения зарисовывают на кальку. На осциллограмме указывают амплитудное и среднее значения напряжения. Для определения коэффициента пульсаций выпрямителя с емкостным фильтром по осциллографу измеряют U max и U min. Коэффициент пульсаций определяется для трех значений Rн и вычисляется по формуле:. FAQ Обратная связь Вопросы и предложения. Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого бывш. Среднее значение выпрямленного напряжения определяют по формуле: Коэффициент пульсаций определяется для трех значений Rн и вычисляется по формуле: U max и U min - показания осциллографа. Соседние файлы в папке Электротехн Условные графические обозначения на электрических схемах Учебные экспериментальные исследования по электротехнике и электронике
Обидно до слез стихи
Трещины во рту причины
Откосы из сэндвич панелей своими руками видео
15 школа ачинск результаты огэ 2017
Брачный договорна квартиру образец