Методы расчета цепей Основные понятия о выпрямителях

Выпрямитель – устройство , преобразующее переменный ток в постоянный, точнее, пульсирующий с той или иной частотой, но имеющей одно направление . Его принцип действия основан на односторонней проводимости некоторых электронных приборов (вентилей). В качестве последних могут использоваться электровакуумные, ионные и полупроводниковые приборы. Наиболее широко в настоящее время используются полупроводниковые вентили: неуправляемые – диоды и управляемые – тиристоры. В состав выпрямительного агрегата, как правило, входят силовой (вентильный) трансформатор, блок вентилей, сглаживающий фильтр, блоки управления, защиты и сигнализации.

Выпрямители можно классифицировать по числу фаз, мощности и возможности регулирования. Пример. В схеме рис. 28 с заданными параметрами элементов (E1=100 В; E2=20 В; E3=30 В, E4=10 В; R1=R2=40 Ом; R3=R4=20 Ом; R5=R6=10 Ом) определить ток в выделенной ветви I6 методом эквивалентного генератора.

В зависимости от числа фаз источника переменного напряжения выпрямители делятся на однофазные и трехфазные. В свою очередь, однофазные бывают однополупериодными, двухполупериодными с нулевой точкой и мостовыми. Наиболее часто используются на практике в однофазных цепях двухполупериодные схемы. Широкое применение в промышленности находят трехфазные выпрямители. Основными схемами таких агрегатов являются: схема с нулевой точкой и мостовая. Причем обе эти разновидности используются как самостоятельно, так и в составе более сложных схемных решений. В последнем случае нулевая или мостовая схема включаются последовательно или параллельно, с уравнительным реактором или без такового. Усложнение схемы позволяет повысить качество выпрямленного напряжения.

По выходной мощности выпрямительные агрегаты можно условно разделить на установки малой (до единиц киловатт), средней (до десятков киловатт) и большой мощности (сотни и более киловатт).

По возможности регулирования напряжения выпрямители делятся на неуправляемые, в которых вентилями служат диоды, и управляемые, построенные полностью или частично на полупроводниковых управляемых вентилях ─ тиристорах или ионных управляемых приборах ─ тиратронах.

Во всех выпрямителях вентили выполняют функции коммутирующих устройств, подключающих нагрузку к обмоткам вентильного трансформатора таким образом, что по ней проходит ток одного направления. Процесс перехода тока с одного вентиля на другой, называется коммутацией, а моменты времени, в которые это происходит, называются моментами коммутации. У идеального выпрямителя коммутация тока происходит мгновенно. В реальных схемах, из-за наличия индуктивности сети, индуктивности обмоток вентильного трансформатора и индуктивности токоведущих шин, коммутация тока с диода на диод происходит в течение некоторого времени, называемого временем коммутации. Это время зависит от эквивалентной индуктивности цепи, по которой протекает коммутируемый ток, от величины коммутируемого тока и от рабочего напряжения выпрямителя. В преобразовательной технике принято представлят

3.3.4.1. Постоянную времени цепи якоря (Td) в секундах при неучете взаимоиндукции с обмоткой возбуждения следует определять по формуле

Td = Tя = Lя / Rя, (19)

где Lя - суммарная индуктивность обмоток цепи якоря, Гн, которая равна

Lя = La + Lп + Lw, (20)

где La - индуктивность якорной обмотки, Гн;

Lп - индуктивность последовательной обмотки, Гн;

Lw - индуктивность компенсационной обмотки и обмотки добавочных полюсов, Гн.

3.3.4.2. Постоянную времени обмотки возбуждения (Tf) в секундах при неучете взаимоиндукции с якорной и последовательной обмотками следует определять по формуле

Tf = Lf / Rf, (21)

где Lf - индуктивность обмотки возбуждения, Гн;

Rf - активное сопротивление обмотки возбуждения, Ом, которое допустимо определять как

Rf = E0 / If0. (22)

ь время коммутации как некоторую долю периода переменного входного напряжения выпрямителя. Тогда время коммутации можно измерять в угловых единицах (градусах), а термин “время коммутации” преобразуется в “угол коммутации”.

Расчеты цепей постоянного и переменного тока