Электрическая схема выпрямителя: Схемы простых выпрямителей для зарядки аккумуляторов

Содержание

Схемы простых выпрямителей для зарядки аккумуляторов

Что-то не так?


Пожалуйста, отключите Adblock.

Портал QRZ.RU существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Мы стараемся размещать только релевантную рекламу, которая будет интересна не только рекламодателям, но и нашим читателям. Отключив Adblock, вы поможете не только нам, но и себе. Спасибо.

Как добавить наш сайт в исключения AdBlock

Первая конструкция. Выпрямитель (рис. 26) собран по мостовой схеме на четырех диодах Д1—Д4 типа Д305. Сила зарядного тока регулируется при помощи мощного транзистора 77, включенного по схеме составного триода. При изменении смещения, снимаемого на базу триода с потенциометра R1, изменяется сопротивление цепи коллектор — эмиттер транзистора. Зарядный ток при этом можно изменять от 25 мА до 6 А при напряжении на выходе выпрямителя от 1,5 до 14 В.

Резистор R2 на выходе выпрямителя позволяет устанавливать выходное напряжение выпрямителя при отключенной нагрузке. Трансформатор собран на сердечнике сечением 16 см2. Первичная обмотка рассчитана на включение в сеть с напряжением 127 В (выводы 1—2) или 220 В (выводы 1—3) и содержат 350+325 витков провода ПЭВ 0,35, вторичная обмотка — 45 витков провода ПЭВ 1,5. Транзистор 77 устанавливают на металлическом радиаторе, площадь поверхности которого должна быть не менее 350 см” с обеих сторон пластины при толщине ее не менее 3 мм.

Рис, 26. Принципиальная электрическая схема выпрямителя (первая конструкция)

 

Рис. 27. Принципиальная электрическая схема выпрямителя (вторая конструкция)

Вторая конструкция. Схема, приведенная на рис. 27, отличается от предыдущей тем, что с целью увеличения максимального тока до 10 А транзисторы 77 и Т2 включены параллельно. Смещение на базы транзисторов, изменением которого регулируется зарядный ток, снимается с выпрямителя, выполненного на диодах Д5—Д6. При зарядке 6-вольтовых аккумуляторов переключатель устанавливается в положение /, 12-вольтовых — в положение 2. Обмотки трансформатора содержат следующее количество витков: Іа—328 витков провода ПЭВ 0,85; 16 — 233 витка провода ПЭВ 0,63; II — 41+41 виток провода ПЭВ 1,87; III — 7+7 витков провода ПЭВ 0,63. Сердечник — УШ35 X 55.

Схема электронного выпрямителя

Рис. .1. Структурная схема выпрямителя.

 

Рис. 2. Однополупериодный выпрямитель:

А — Схема выпрямления; Б — график токов и напряжений.

 

Рис. 3. Двухполупериодный выпрямитель со средней точкой:

А — Схема;

Б — График токов и напряжений.

 

Рис. 4. Мостовая двухполупериодная схема выпрямления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5 Графики напряжений и токов в мостовой схеме выпрямителя

 

 

 

Рис. 6. Схемы выпрямителей с удвоением (а) И утроением (б) напряжения.

 

Рис.7. Схемы сглаживающих фильтров:

А — простейший емкостный фильтр; Б И В — Фильтры типа LC; г И Д — Фильтры типа RC.

Рис.8. Схема трехфазного выпрямителя (а) и графики напряжений (Б).

 

 

 

 

 

 Рис.10 Структурная схема компенсационного стабилизатора постоянного напряжения

Рис.9 Схема (а) и временная диаграмма

выходного напряжения (б) однофазного

однополупериодного управляемого

выпрямителя.

 

 

Рис.11. Однокаскадный стабилизатор напряжения Рис. 12. Компенсационный стабилизатор напряжения с усилительным каскадом

Рис. 13. Преобразователь постоянного напряжения на транзисторах:

А -— структурная схема; б — электрическая схема двухтактного преобразователя; ВI— форма напряжения в коллекторной обмотке трансформатора.

Параметр

Схема выпрямления

Однополупериодная

Двухполупериодная со средней точкой

Мостовая

С удвоением напряжения

Максимальное обратное напряжение на вентиле Uобр

3,1U0

3.1U0

1.5U0

1.5U0

Максимальное значение тока вентиля Iвmax

7I0

3.5 I0

3.5 I0

7 I0

Среднее значение тока вентиля Iср

I0

0. 5 I0

0.5 I0

I0

 

Схема электронного выпрямителя - 4.0 out of 5 based on 1 vote

Электрическая Схема Выпрямителя Вса 5к

При этом необходимо руководствоваться следующим: — внутри каждой группы батареи соединяются последовательно, а группы друг с другом — параллельно; — в группы подбираются аккумуляторные батареи, которые имеют одинаковую емкость с примерно равной степенью разряженности; — число последовательно включенных аккумуляторов должно быть таким, чтобы на каждый аккумулятор батареи группы приходилось напряжение не ниже 2,7 В, т. В помещении, где расположены выпрямители, недопустимы кислотные, щелочные и другие агрессивные пары.


После формирования группы, аккумуляторные батареи для заряда подключают к зарядному устройству рисунок 2. Перед зарядом, пробки аккумуляторов вывертывают и аккумуляторные батареи подбирают в группу и соединяют между собой проводниками.

Электромонтаж выпрямителя выполнен гибким проводом.
Выпрямительные устройства ВСА 5к и ВСА 111к Паспорт

При включении сигнальная лампа горит, вольтметр не показывает напряжение.


Выпрямители не следует располагать вблизи предметов, излучающих тепло отопительные приборы, сильно греющиеся машины и пр. Если нужно больше напряжения на выходе, то вторая ступень позволит ее регулировку в диапазоне от 34 до 65 В.

При этом выпрямленное напряжение при номинальном токе должно быть не менее тех значений, которые указаны в табл.

Перед включением батареи на зарядку проверяется её полярность.

Допускается слабое точечное искрение под контактными щетками регулируемого трансформатора.

чудо 100% зарядка акб максиметер плюс 15 ст

403 таф access is denied

Восстановить контакт в патроне. На первой обмотке витков, а на второй Габариты выпрямителя составляют ДхШхВ хх мм.

Обрыв в цепи нагрузки. Нахождение щеток в неизменном положении при номинальной нагрузке допустимо не более 3-х часов.

Характерные неисправности и методы их устранения Перед началом ремонта отсоедините питающую сеть и нагрузку! Выходные электрические параметры выпрямителей при работе на активную нагрузку.


И еще, раньше, когда на устройстве были оригинальные предохранители, кстати их под кожухом два-один на входном переменном, а другой на выходном постоянном токе, -чаще всего они и сгорали, даже от короткого замыкания в доли секунды, когда по неопытности часто забывал выключать аппарат во время отсоединения подзарядившихся аккумуляторов. В помещении, в котором работают выпрямители, должны быть предусмотрены возможность — заземления выпрямителей и подвода питающих кабелей.

Запрещается снимать кожух, открывать люки и производить любой ремонт при включенном в сеть выпрямителе.

Указания о размещении и монтаже выпрямительных устройств типа ВСА Для работы выпрямители должны располагаться в сухих отапливаемых, освещаемых помещениях.

Перед вводом в эксплуатацию выпрямитель обязательно заземлить. Рисунок 2.
Зарядное устройство ВСА-5К , как им пользоваться

Метки: вса, вса 5к, зарядное устройство

Перед включением батареи на зарядку проверяется её полярность.

Во время заряда периодически проверяют напряжение аккумуляторов, плотность и температуру электролита.

Переход с одной ступени на другую производится переключателем SA1, а регулирование напряжения в пределах каждой ступени осуществляется вращением ручки регулятора напряжения. Проверить контакты клемм переменного тока. Пуско-зарядное устройство вса-5а выпрямитель таф access is denied С — стабилизированный выпрямительный агрегат, А — аппарат предназначенный для заряда аккумуляторов.

Вольтамперная характеристика селенового выпрямителя При токе в 3 А в прямом направлении падение напряжения на шайбе равно 1,5 V, а при токе mA в обратном направлении падение напряжения достигает порядка V. Число групп батарей, подключаемых для одновременного заряда, принимается в зависимости от мощности источника постоянного тока зарядного устройства. Затем, не возвращая регулятор напряжения в исходное положение, установите переключатель на 2-ю ступень и, вращая ручку регулятора, следите за показаниями вольтметра. При включении сигнальная лампа не горит, выпрямитель работает.


Во время заряда периодически проверяют напряжение аккумуляторов, плотность и температуру электролита. Запрещается снимать кожух, открывать люки и производить любой ремонт при включенном в сеть выпрямителе. Подготовка выпрямительных устройств типа ВСА к эксплуатации.

Рекомендованные сообщения


Нахождение щеток в неизменном положении при номинальной нагрузке допустимо не более 3-х часов. Допускается слабое точечное искрение под контактными щетками регулируемого трансформатора. Нет контакта в патроне сигнальной лампы.

Чтобы как-то облегчить транспортировку такой махины, предусмотрены две металлические ручки на корпусе. Переменное регулируемое напряжение со вторичной обмотки через контактные щетки регулятора напряжения подается на кремниевые диоды Д. На первой ступени регулятор напряжения вращается по часовой стрелке, тем самым поднимая показатель напряжения. В помещении, где расположены выпрямители, недопустимы кислотные, щелочные и другие агрессивные пары.

Выпрямители выпускаются готовыми для включения в сеть переменного тока напряжением в. После просушки нужно возобновить консервацию и хранить выпрямители в сухом помещении. В помещении, в котором работают выпрямители, должны быть предусмотрены возможность — заземления выпрямителей и подвода питающих кабелей. Плохой контакт щеток с зачищенной поверхностью обмотки трансформатора.

Работа ВСА-5К

для электриков и домашних мастеров

При формовке новых батарей и зарядке щелочных аккумуляторов, необходимо для уменьшения зарядного тока включить в цепь постоянного тока регулируемое сопротивление реостат.

Технические данные выпрямительных устройств типа «ВСА» Выходные электрические параметры выпрямителей при работе на активную нагрузку приведены в таблице 2. Принцип работы выпрямительных устройств типа ВСА Напряжение сети через переключатель SA1 и предохранитель F1 подается на первичную обмотку понижающего трансформатора Т1.

Поэтому с устройством, работой и порядком эксплуатации этих выпрямителей, представляющих определенный интерес и для радиолюбителей, мы и хотим познакомить читателей журнала Радио.

Проверить цепь нагрузки. При устанЪвке новых диодов, взамен вышедших из строя, не прилагайте к изолированному выводу диода усилия, превышающие 1 кг.

Статья по теме: Проектно сметная документация на замену проводки

По бокам можно заметить по два алюминиевых охладителя для диодов. Дабы закончить вопрос со схемами и инструкциями на свои зарядники для АКБ остаётся выложить инструкцию и схему для очень популярного в свой время ВСА.

Зарядку батарей производите в следующем порядке: — убедившись, что выпрямитель отключен от сети, присоедините батарею, строго соблюдая соответствие полярности клемм батареи и выпрямителя плюс к плюсу и минус к минусу ; — проверьте по вольтметру правильность подключения и исправность заряжаемой батареи; — выведите ручку регулятора на минимальное напряжение; — включите выпрямитель и производите зарядку в соответствии с инструкцией по эксплуатации аккумуляторов; — по окончании зарядки отключите выпрямитель от сети и нагрузки. При увеличении искрения выпрямитель следует отключить от сети, снять кожух и провести очистку контактной поверхности вторичной обмотки трансформатора от накопившейся пыли, после чего закрыть кожух и включить выпрямитель. После формирования группы, аккумуляторные батареи для заряда подключают к зарядному устройству рисунок 2.

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

При установке новых диодов, взамен вышедших из строя, не прилагайте к изолированному выводу диода усилия, превышающие 1 кг. Для управления моментом включения силовых тиристоров применена система импульсно-фазового управления с обратной связью по току и напряжению. Сигнальная лампа не горит, выпрямитель не работает.

Таблица 2. Рисунок 2. К установленному для эксплуатации выпрямителю должен быть обеспечен свободный доступ воздуха. В аппаратах ВСА цифра обозначает номер модели. Обрыв в цепи нагрузки.
ВСА-5к(ч 2)

Военно-техническая подготовка

1.7. Выпрямители

Выпрямитель (электрического тока) — преобразователь электрической энергии; механическое, электровакуумное, полупроводниковое или другое устройство, предназначенное для преобразования переменного входного электрического тока в постоянный выходной электрический ток.


1.7.1. Однополупериодный выпрямитель.

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 ёмкости 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 ёмкости (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).

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:

.

Эта величина вдвое меньше, чем в полномостовом. Важно отметить, что среднеквадратичное значение напряжения на выходе однополупериодного выпрямителя будет в меньше подведенного действующего, а потребляемая нагрузкой мощность в 2 раза меньше (для синусоидальной формы сигнала).


1.7.2. Двухполупериодный выпрямитель.

Двухполупериодный выпрямитель может строиться по мостовой или полумостовой схеме (когда, например, в случае выпрямления однофазного тока, используется специальный трансформатор с выводом от средней точки вторичной обмотки и вдвое меньшим количеством выпрямляющих ток элементов. Такая схема ныне применяется редко, так как более металлоёмка и имеет большее эквивалентное активное внутреннее сопротивление, то есть большие потери на нагрев обмоток трансформатора).

Рис 1. Двухполупериодный выпрямитель с сглаживающим ёмкостным фильтром.

При построении двухполупериодного выпрямителя со сглаживающим конденсатором следует всегда помнить, что переменное напряжение всегда измеряется в «действующем» значении, которое в 1,41 раза меньше его максимальной амплитуды, а выпрямленное напряжение на конденсаторе, в отсутствие нагрузки, будет всегда равно амплитудному. Это означает, что, например, при измеренном напряжении однофазного переменного тока 12 вольт до мостового однофазного выпрямителя со сглаживающим конденсатором, на конденсаторе, (в отсутствие нагрузки), будет напряжение до 17 вольт. Под нагрузкой выпрямленное напряжение будет ниже, (но не ниже величины средневыпрямленного напряжения переменного тока, если внутреннее сопротивление трансформатора — источника переменного тока — принять равным нулю) и зависеть от ёмкости сглаживающего конденсатора.

Соответственно, выбор величины переменного напряжения вторичной обмотки трансформатора, должен строиться исходя из максимальной допустимой величины подаваемого напряжения, а ёмкость сглаживающего конденсатора — должна быть достаточно большой, чтобы напряжение под нагрузкой не снизилось меньше минимально допустимого. На практике также учитывается неизбежное падение напряжения под нагрузкой — на сопротивлении проводов, обмотке трансформатора, диодах выпрямительного моста, а также возможное отклонение от номинального величины питающего трансформатор напряжения электрической сети.

Рис 2. Входное переменное напряжение (жёлтого цвета) и постоянное выходное напряжение однополупериодного выпрямителя с фильтрующей ёмкостью.

Следует отметить, что в выпрямителях с сглаживающим конденсатором диоды открываются не на весь полупериод напряжения, а на короткие промежутки времени, когда мгновенное значение переменного напряжения превышает постоянное напряжение на фильтрующем конденсаторе (т. е. в моменты вблизи максимумов синусоиды). Поэтому протекающий через диоды (и обмотку трансформатора) ток представляет собой короткие мощные импульсы сложной формы, амплитуда которых значительно превышает средний ток, потребяемый нагрузкой выпрямителя. Этот факт следует учитывать при расчёте трасформатора (вариант расчёта для работы не на активную нагрузку, а на выпрямитель с ёмкостным фильтром), и принимать меры для подавления возникающих импульсных помех.


1.7.3. Мостовая схема выпрямления переменного тока.

Диодный мост — электрическая схема, предназначенная для преобразования («выпрямления») переменного тока в пульсирующий.

На вход (Input) схемы подаётся переменное напряжение (обычно, но не обязательно синусоидальное). В каждый из полупериодов ток проходит только через 2 диода, 2 других — заперты:

Рис 3. Выпрямление положительной полуволны

Рис 4.  Выпрямление отрицательной полуволны

Рис 5. Анимация принципа работы

В результате, на выходе (DC Output) получается напряжение, пульсирующее с частотой, вдвое большей частоты питающего напряжения:

Рис 6. Красным — исходное синусоидальное напряжение , зелёным — однополупериодное выпрямление (для сравнения), синим — рассматриваемое двухполупериодное

Преимущества

  • Двухполупериодное выпрямление с помощью моста (по сравнению с однополупериодным) позволяет:
  • Получить на выходе напряжение с повышенной частотой пульсаций, которое проще сгладить фильтром на конденсаторе.
  • Избежать постоянного тока подмагничивания в питающем мост трансформаторе.
  • Увеличить его КПД, что позволяет сделать его магнитопровод меньшего сечения.

Недостатки

  • Происходит двойное падение напряжения по сравнению с однополупериодным выпрямлением (прямое напряжение диода × 2 ≈ 1 В), это иногда нежелательно в низковольтных схемах. Частично этот недостаток может быть преодолен за счет использования диодов Шоттки с малым падением напряжения.
  • При перегорании одного из диодов схема превращается в однополупериодную, что может быть не замечено вовремя, и в устройстве появится скрытый дефект.

Схемы неуправляемых выпрямителей | Полупроводниковые выпрямители

Страница 7 из 14

3. ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ НЕУПРАВЛЯЕМЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ ОДНОФАЗНОГО И ТРЕХФАЗНОГО ТОКА
Выпрямителем называется статическое устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии переменного тока в постоянный 1. Необходимость в таком преобразовании возникает, когда питание потребителя осуществляется постоянным током, а источником электрической энергии является источник переменного тока, например промышленная сеть частотой 50 Гц.
Процесс выпрямления осуществляется непосредственно вентильными элементами схемы выпрямления и заключается в том, что нагрузка циклически переключается с одной фазы источника переменного напряжения на другую. В настоящее время разработано и применяется на практике много схем выпрямителей однофазного и трехфазного тока. Выбор той или иной схемы определяется свойствами применяемых вентилей и условиями работы выпрямителя. Например, в выпрямительных агрегатах для зарядки аккумуляторных батарей, где требуются небольшие значения выпрямленного напряжения (24—48 В), наиболее приемлемыми оказались схемы однофазного выпрямления с вентилями на небольшие значения L/0gp. При выпрямлении высоких напряжений (до 1000— 1500 В) часто приходится прибегать к последовательному соединению вентилей или применять диоды на большие значения L/0gp. Следовательно, применение в таком выпрямителе трехфазной нулевой схемы выпрямления на кремниевых диодах позволит затратить меньшее число вентилей (три вместо четырех), получить более высокий КПД и снизить габариты выпрямителя (см. § 6).
Учитывая вышесказанное, рассмотрим работу основных схем выпрямления однофазного и трехфазного тока, предполагая вначале для простоты расчетов параметров и облегчения понимания физической сущности процессов в элементах схем, что выпрямитель работает на активную нагрузку и состоит из идеальных вентилей и трансформаторов, в которых можно пренебречь падениями напряжения, а также обратными токами вентилей, индуктивностями и намагничивающим током трансформатора.
Основными элементами, параметры которых подлежат расчету в схемах выпрямления, являются вентильные элементы и трансформатор. Исходными данными при расчете служат выпрямленные напряжения Ud и ток ld, а также действующее значение напряжения питающей сети Ux.
1 По ГОСТ 23414-79 для названия таких устройств допускается также применять термин "преобразователь''. 34
Устройство и основные элементы выпрямителей. Выпрямитель представляет собой электрический агрегат, который состоит в общем случае из следующих основных элементов (рис. 15): силового трансформатора 1. служащего для получения заданного напряжения на выходе выпрямителя, а также для электрического разделения цепи выпрямленного тока с питающей сетью, что необходимо при заземленной нагрузке; блока вентилей 2, соединенных по определенной схеме и обеспечивающих протекание тока в цепи нагрузки в одном направлении, в результате чего переменное напряжение преобразуется в пульсирующее; сглаживающего фильтра 3, который ослабляет пульсации выпрямленного напряжения в цепи нагрузки 4. Если выпрямитель управляемый, то в него входит еще узел 6, содержащий систему управления вентилями. Для защиты выпрямителя от повреждений при аварийных режимах в его схему может входить блок защиты и сигнализации 5, а для поддержания с определенной точностью значения Uвых при изменениях напряжения питающей сети Uc и сопротивления нагрузки RH — стабилизатор напряжения или тока.
В некоторых случаях в схеме выпрямителя могут отсутствовать отдельные элементы, например фильтр 3 при работе выпрямителя на нагрузку индуктивного характера или силовой трансформатор 1 в случае бестрансформаторного включения выпрямителя, что может иметь место в мостовых схемах выпрямления.
В зависимости от количества выпрямленных полупериодов питающего напряжения схемы выпрямления подразделяются на одно полупериодные и двухпопупериодные. По числу фаз первичной обмотки трансформатора выпрямители делятся на однофазные и трехфазные.
Выпрямители однофазного тока. При небольшой мощности нагрузки (до нескольких сотен ватт) преобразование переменного тока в постоянный осуществляют  с помощью однофазных выпрямителей, питающихся от однофазной сети переменного тока. Такие выпрямители предназначены для питания постоянным током различных устройств промышленной электроники, обмоток возбуждения двигателей постоянного тока небольшой и средней мощности и т.д.


Рис. . через который начинает протекать ток нагрузки.
Индекс d используется для обозначения элементов, токов и других величин на стороне постоянного тока.

Рис. 16. Однофазные выпрямители
а — однополупериодная схема; б — двухполупериодная схема; виг—, диаграммы напряжений и токов на элементах схем выпрямления
Недостатки этой схемы выпрямления следующие: плохое использование трансформатора, большое обратное напряжение на вентилях, большой коэффициент пульсации выпрямленного напряжения. Достоинства выпрямителя: простота схемы и питающего трансформатора; применяется только один вентиль или одна группа последовательно соединенных вентилей.
Данная схема широко применяется для снятия квалификационных параметров силовых диодов и тиристоров, когда в испытуемом вентиле обеспечиваются однополупериодный синусоидальный прямой ток и синусоидальное обратное напряжение.
Двухполупериодная однофазная схема со средней точкой представлена на рис. 16,6. Схема состоит из трансформатора Т, имеющего одну первичную и две последовательно соединенные вторичные обмотки с выводом общей (нулевой) точки у этих обмоток. Коэффициент трансформации п определяется отношением Ui/U2, где иг — напряжение каждой из вторичных обмоток (фазные напряжения), сдвинутые относительно друг друга на 180°.
Свободные концы вторичных обмоток а и b присоединяются к анодам вентилей VI и V2, катоды которых соединяются вместе. Нагрузка Rвключается между катодами вентилей, которые являются положительным полюсом выпрямителя, и нулевым выводом О трансформатора, который служит отрицательным полюсом.
Вентили в этой схеме, как и вторичные обмотки трансформатора, работают поочередно, пропуская в нагрузку ток при положительных значениях анодных напряжений и2а и и2Ь (рис. 16,г), в качестве которых обычно принимают направления, совпадающие с проводимостями вентилей.
Действительно, при изменении напряжения в точках а и b по закону и2 = Uzm sin ш в тот полупериод, когда напряжение в обмотке Оа положительно, ток проводит вентиль VI, анод которого положителен по отношению к катоду, связанному через резистор Rd с точкой О вторичных обмоток. обр. Спустя полупериод, начиная с момента времени t2, процесс повторяется: ток будет проводить вентиль VI, а вентиль V2 выключится и т.д.
Ток id в нагрузке все время течет в одном направлении — от катодов вентилей к нулевой точке О вторичных обмоток трансформатора, и на резисторе Rd появляется выпрямленное пульсирующее напряжение ud, содержащее постоянную и переменную составляющие.
Для однофазной нулевой схемы справедливы следующие соотношения между напряжениями, токами и мощностями в отдельных элементах выпрямителя.
Среднее значение выпрямленного напряжения
Ud = 0,91/2.         (11)
где U2 — действующее значение напряжения на вторичной полуобмотке, U2 = 1,11 Ud.         (12)
Для рассматриваемой схемы частота первой гармоники пульсаций fn(1) =2fc при частоте питающей сети fc = 50 Гц составляет 100 Гц. Подставляя в (19) т = 2. определяем коэффициент пульсации: q = 0.67, т.е. амплитуда первой гармоники ud для данной схемы составляет 67% Ud.
Однофазная мостовая схема состоит из трансформатора Тс двумя обмотками и четырех диодов VI - V4, соединенных по схеме моста (рис. 17,з). К одной диагонали моста (точки 1,3) присоединяется вторичная обмотка, а в другую (точки 2, 4) включается нагрузка Rd. Общая точка катодов вентилей VI и V2 является положительным полюсом выпрямителя, а отрицательным—точка связи анодов вентилей V3 и V4.
Вентили в этой схеме работают парами поочередно. В положительный полупериод напряжения иг, соответствующая полярность которого обозначена без скобок, проводят ток вентили VI и V3, а к вентилям V2 и V4 прикладывается обратное напряжение, и они закрыты. В отрицательный полупериод напряжения иг будут проводить ток вентили V2 и V4, а вентили VI и V3 закрыты и выдерживают обратное напряжение ио6р = = иг.
Далее указанные процессы периодически повторяются. Диаграммы токов и напряжений на элементах схемы (рис. 17,в) будут такими же, как для однофазного двух полу периодного выпрямителя со средней точкой.

Рис. 17. Однофазный мостовой выпрямитель
в — схема включения; б и в — временные диаграммы напряжений и токов на элементах схемы
Ток id в нагрузке проходит все время в одном направлении — от соединенных катодов диодов V1 и V2 к анодам диодов V3 и V4. Ток /2 во вторичной обмотке трансформатора (рис. 17,6) меняет свое направление каждые полпериода и будет синусоидальным. Постоянной составляющей тока во вторичной обмотке нет. Следовательно, не будет подмагничивания сердечника трансформатора постоянным магнитным потоком. Ток ii в первичной обмотке трансформатора также синусоидальный.

Однофазная мостовая схема:
Амплитуда обратного     значения на вентилях в 2 раза меньше, чем в нулевой схеме.
Вдвое меньше напряжение (число витков) вторичной обмотки трансформатора при одинаковых значениях напряжения Ud.
Трансформатор имеет обычное исполнение, так как нет вывода средней точки на вторичной обмотке.
Расчетная мощность трансформатора на 25% меньше, чем в нулевой схеме, следовательно, меньше расходуется меди и железа, меньше будут размеры и масса.
Данная схема выпрямителя может работать и без трансформатора, если напряжение сети (Д подходит по значению для по лучения необходимого напряжения Ud и не требуется изоляции цепи выпрямленного тока от питающей сети.
Выпрямители трехфазного тока. Питание постоянным током потребителей средней и большой мощности производится от трехфазных выпрямителей, применение которых снижает загрузку вентилей по току, уменьшает коэффициент пульсации и повышает частоту пульсации выпрямленного напряжения, что облегчает задачу его сглаживания. Для лучшего уяснения принципа выпрямления трехфазного тока и режимов работы элементов выпрямителей вначале рассмотрим трехфазную схему с нулевым выводом.


Рис. 18. Трехфазный выпрямитель с нулевой точкой: в — схема соединения обмоток трансформатора и вентилей; б — г — диаграммы напряжений и токов на элементах
Из временной диаграммы на рис. 18,6 видно, что напряжения игд, и2Ь и и2с сдвинуты по фазе на одну треть периода (773, или 120°) и в течение этого интервала напряжение одной фазы выше напряжения двух других фаз относительно нулевой точки трансформатора. Ток через вентиль /в, связанную с ним вторичную обмотку и нагрузку будет протекать в течение той трети периода, когда напряжения в данной фазе больше, чем в двух других. Работающий вентиль прекращает проводить ток тогда, когда потенциал его анода становится ниже общего потенциала катодов, и к нему прикладывается обратное напряжение.
Переход тока от одного вентиля к другому (коммутация тока) происходит в момент пересечения кривых фазных напряжений (точки а, б, в и г на рис. 18,6). Выпрямленный ток id проходит через нагрузку /?£/ непрерывно (рис. 18,в).
Напряжение ud на выходе выпрямителя в любой момент времени равно мгновенному значению напряжения той вторичной обмотки, в которой вентиль открыт, и выпрямленное напряжение представляет собой огибающую верхушек синусоид фазных напряжений игф трансформатора Т.
При изменении вторичного напряжения иг по синусоидальному закону ток /2 каждой из фаз на участке проводимости вентилей будет также синусоидальным
(21)
Следовательно, анодный ток /в будет иметь форму прямоугольника с основанием Т/3, ограниченного сверху отрезком синусоиды. .—, имеющую трехкратную частоту по отношению к частоте сети. Коэффициент пульсаций напряжения на выходе выпрямителя

Трехфазная мостовая схема выпрямления. Выпрямитель в данной схеме состоит их трансформатора, первичные и вторичные обмотки которого соединяются в звезду или треугольник, и шести диодов, которые разделены на две группы (рис. 19,з):
катодную, или нечетную (диоды VI, V3 и V5), в которой электрически связаны катоды вентилей и общий вывод их является положительным полюсом для внешней цепи, а аноды присоединены к выводам вторичных обмоток трансформатора;
анодную, или четную (диоды V2, V4 и V6), в ко торой электрически связаны между собой аноды вентилей, а катоды соединяются с анодами первой группы. Общая точка связи анодов является отрицательным полюсом для внешней цепи. Нагрузка подключается между точками соединения катодов и анодов вентилей, т.е. к диагонали выпрямленного моста.
Катодная группа вентилей повторяет режим работы трехфазной нулевой схемы. В этой группе вентилей в течение каждой трети периода работает вентиль с наиболее высоким потенциалом анода (рис. 19,6). В анодной группе в данную часть периода работает тот вентиль, у которого катод имеет наиболее отрицательный потенциал по отношению к общей точке анодов.
Вентили катодной группы открываются в момент пересечения положительных участков синусоид (точки а, б, в и г на рис. 19,6), а вентили анодной группы — в момент пересечения отрицательных участков синусоид (точки к, л, м и н). Каждый из вентилей работает в течение одной трети периода (Т/3, или 2 я/3).
При мгновенной коммутации тока в трехфазной мостовой схеме в любой момент времени проводят ток два вентиля — один из катодной, другой из анодной группы, при этом любой вентиль одной группы работает поочередно с двумя вентилями другой группы, соединенными с разными фазами вторичной обмотки (рис. 19,г и д). Иными словами, проводить ток будут те два накрест лежащих вентиля выпрямительного моста, между которыми действует в проводящем направлении наибольшее линейное напряжение и2п.

Рис. 19. Трехфазная мостовая схема выпрямителя:
а — схемр соединения элементов; 6 — е — временные диаграммы напряжений и токов

Таблица 1. Основные электрические параметры схем выпрямителей при активно-индуктивной нагрузке

Например, на интервале времени t\—t2 ток проводят вентили V1, V6. на интервале t2—t3 — вентили VI, V2, на интервале f3—Г„ — вентили V3, V2 и т.д. Таким образом, интервал проводимости каждого вентиля составляет 4> = 27г/3, или 120° (рис. 19,е), а интервал совместной работы двух вентилей равен я/3, или 60°. За период напряжения питания Г = 2ir происходит шесть переключений вентилей (шесть тактов), в связи с чем такую схему выпрямления часто называют шестипульсной.
Следует отметить, что нумерация вентилей в данной схеме не носит случайный характер, а соответствует порядку их вступления в работу при условии соблюдения фазировки трансформатора, указанной на рис. 19,з. Через каждую фазу трансформатора ток /2 будет проходить в течение 2/3 периода: 1/3 периода- положительный и 1/3 — отрицательный. Ток id в нагрузке все время проходит в одном направлении. Контур тока нагрузки при открытых вентилях VI и V6 показан на схеме рис. 19,з тонкой черной линией.
В течение рабочего интервала времени одновременно протекают токи во вторичных обмотках, расположенных на разных стержнях магнитной системы (см. токи /2а и i2b на рис. 19,з), при этом через две первичные обмотки, расположенные на тех же стержнях, также протекают токи. Намагничивающие силы от токов /"i и /2 на каждом из стержней в этом случае уравновешиваются, и однонаправленный поток Ф0 не возникает, что является одним из существенных достоинств данной схемы.
Выпрямленное напряжение ud в этой схеме описывается верхней частью кривых междуфазных (линейных) напряжений (рис. 19,в). Частота пульсаций кривой иj равна 6/,, коэффициент пульсаций напряжения на выходе выпрямителя
(30)
Обратное напряжение на закрытом вентиле определяется разностью потенциалов его катода и анода. Ординаты кривой "обр Для вентиля VI показаны на рис. 19,6 штриховкой, на рис. 19,е кривая иобр изображена полностью. Максимальное значение обратного напряжения на вентиле в трехфазной мостовой схеме равно амплитуде линейного напряжения вторичной обмотки трансформатора, т.е. Цэбр max = v2* U2 л. При открытом состоянии двух вентилей выпрямительного моста другие четыре вентиля закрыты приложенным к ним обратным напряжением. Выпрямленный ток id при работе на чисто активную нагрузку полностью повторяет кривую напряжения ud (см. черную кривую на рис. 19,в).

Соотношения между напряжениями и токами в трехфазной мостовой схеме приведены на табл. 1.
Шестифазная схема со средней точкой представлена на рис. 20.а. Питание схемы осуществляется через трехобмоточный трансформатор Т, на каждом стержне которого расположены три обмотки: по одной первичной, которые соединены в треугольник и подключены на ~ Uc. и две одинаковые вторичные обмотки, соединенные в шестифазную звезду с нулем. Начала обмоток обозначены точками. При этом вторичные обмотки / подключены к анодам диодов V1, V3 и I/5 началами, а обмотки // подключены к анодам диодов V4, \/6 и V2 концами. — вентили V2 и V3 и далее — в соответствии с порядковыми номерами вентилей. Коммутация тока с вентиля на вентиль происходит в моменты пересечения синусоид фазных напряжений вторичных обмоток трансформатора Т.
Кривая выпрямленного напряжения ud в этой схеме описывается верхней частью синусоид фазных напряжений и2 ф. Частота пульсаций кривой ud по отношению к частоте сети (]) = = 6/с, коэффициент пульсаций напряжения на выходе выпрямителя

Обратное напряжение на закрытом вентиле определяется разностью потенциалов его катода и анода. Из рис. 20,в видно, что для вентиля VI потенциал катода по отношению к нулевой точке изменяется по огибающей синусоид фазных напряжений, а потенциал анода — по кривой фазного напряжения uaJ (на рис. 20,в кривые этих напряжений показаны соответственно черной и синей линиями). Ординаты кривой ообр для вентиля VI показаны штриховкой.
Рис. 20. Шестифазный выпрямитель со средней точкой: а — схема соединения элементов; б - векторная диаграмма напряжений обмоток трансформатора; в - е - временные диаграммы напряжений и токов

Трехфазная схема с нулевой точкой:
Схема простая. Число вентилей в 2 раза меньше, чем в мостовой или шестифазной нулевых схемах.
Меньше потери в вентилях, так как в данной схеме ток id протекает через один диод, а в мостовой — последовательно через два диода.

Трехфазная мостовая схема:
Обратное напряжение, прикладываемое к вентилям, в 2 раза меньше, чем в трехфазной и шестифазной нулевых схемах, и вентили следует выбирать на напряжение, близкое к Ud
Напряжение (число витков) вторичной обмотки вдвое меньше, чем в трехфазной, и в 1,73 раза, чем в шестифазной нулевых схемах, но сечение провода соответственно в 1,41 и в 2 раза больше.
Нет вынужденного намагничивания сердечника трансформатора и нормальное исполнение обмоток.
Габаритная мощность трансформатора на 30% меньше, чем в трехфазной, и на 48% меньше, чем в шестифазной нулевых схемах, ток первичной обмотки имеет форму синусоиды.
Схема допускает соединение первичных и вторичных обмоток трансформатора звездой и треугольником. Она может быть применена и без трансформатора.
Шестифазная нулевая схема:
При соединении первичной обмотки трансформатора в треугольник поток вынужденного намагничивания практически не возникает.
Частота основной гармоники переменной составляющей выпрямленного напряжения, как и в мостовой схеме, в 2 раза выше, а коэффициент пульсации напряжения ud почти в 4,5 раза меньше, чем в трехфазной нулевой схеме.

Преимущества трехфазной схемы с нулевой точкой проявляются в случае, если главным требованием является простота выпрямителя или используется блок трех вентилей с общим катодом.
При применении полупроводниковых вентилей преимущества имеет мостовая схема, которая может работать непосредственно от сети, если напряжение Ut подходит по значению для получения нужного Ud и не требуется изоляция от питающей сети цепи выпрямленного тока.
Шестифазная схема с нулевой точкой в связи с наличием трансформатора с двумя вторичными обмотками уступает мостовой схеме. Однако для выпрямителей на низкое напряжение (около 100 В) и большой ток (500—1000 А) целесообразно применять шестифазную схему, так как нагрузочный ток в этой схеме

проходит через вентиль в течение 1/6 периода, а в трехфазны. схемах — в течение 2/3 периода, следовательно, среднее значение тока вентиля для шестифазной схемы будет в 2 раза меньше, чем для трехфазных схем выпрямления.
Это обстоятельство позволяет уменьшить число установленных вентилей и получить более высокий КПД выпрямителя (см. § 6) на значительный ток ом, когда /в,ср > 'п и в трехфазных схемах приходится использовать более мощные вентили либо применять параллельное соединение вентилей в плече выпрямителя. Например, при токе нагрузки ном = 210 А, имеющем прямоугольную форму, в трехфазной схеме предельный ток вентилей будет равен /п = 1,1-210/3 = 77 А, а в шестифазной /п = = 1,41-210/6=49,4 А. Следовательно, для первой схемы выпрямления нужно применить вентили на 100, а для второй — на 50 А.

Двухполупериодный полупроводниковый выпрямитель | Volt-info

   Для построения диодных выпрямителей чащё всего используются двухполупериодные схемы. Рассмотрим две, принципиально отличающиеся средствами достижения цели, но дающие одинаковый результат.

  Общее описание. 

      Двухполупериодный выпрямитель – устройство преобразования переменного напряжения в постоянное, работающее по принципу бесконтактной коммутации используемых выводов источника переменного напряжения с нагрузкой, создавая однополярное питание.

Трансформаторная схема с двойной обмоткой и общим выводом

Рисунок 1. Однофазный двухполупериодный выпрямитель. Трансформаторная схема с двойной обмоткой и общим выводом.

   На рисунке 1 а) изображена электрическая схема выпрямителя. На рисунках 1 б) и в) дано графическое пояснения принципа работы схемы. Прокомментирую:

   В один из полупериодов, назовём его условно "положительным", рисунок 1 б), на вторичной обмотке формируется напряжение положительной полярности на верхнем выводе относительно общего, и отрицательной полярности на нижнем выводе относительно общего. При этом, диод VD2 под действием обратного напряжения запирается, а диод VD1 под действием прямого напряжения открывается и коммутирует верхний вывод вторичной обмотки с нагрузкой. От верхнего вывода вторичной обмотки, через диод VD1, лампу HL1 и проводник, соединяющий лампу с общим выводом обмотки, течёт электрический ток. Ток изображён красной линией со стрелками, указывающими условное направление его протекания.

   Во второй, "отрицательный" полупериод, диод VD1 запирается обратным, а диод VD2 открывается прямым напряжениями. Ток течёт от нижнего вывода вторичной обмотки через диод VD2, лампу HL1 и проводник, соединяющий лампу с общим выводом вторичной обмотки.

   Обратите внимание на то, что в этой схеме оба полупериода являются рабочими. Поэтому схема носит название двухполупериодного выпрямителя. При этом в каждый из полупериодов через лампу течёт ток всегда в одном направлении, т.е. полярность питания на выводах лампы не изменяется. В этом суть выпрямления.

Диодный мост

   Ещё одна очень распространённая схема позволяет собрать выпрямитель без применения трансформатора. Это схема диодного моста, рисунок 2.

 

Рисунок 2. Однофазный двухполупериодный выпрямитель типа "диодный мост".

   На рисунке 2 а) показана электрическая схема питания нагрузки постоянного тока от источника переменного через диодный мост. На рисунке 2 б) и в) дано графическое пояснение принципа действия схемы.

   Рисунок 2 б) и в) имеет "развёрнутый" вид схемы диодного моста, рисунка 2 а). Это сделано для визуального удобства пояснений. Комментирую:

   В "положительный" полупериод, рисунок 1 б), диоды VD2 и VD3 закрываются, а VD1 и VD4 открываются и через них течёт ток нагрузки. Путь протекания тока отмечен непрерывной красной линией со стрелками, условно показывающими направление тока.

   В "отрицательный" полупериод происходит переключение диодов. Диоды VD1 и VD4 запираются, VD2 и VD3 открываются. Через открывшиеся диоды VD2 и VD3 протекает ток нагрузки.

   В этой схеме также оба полупериода являются рабочими, а ток в каждый из них через нагрузку всегда течёт в одном направлении.

Достоинства схем

   Достоинством представленных схем является их простота и достаточно высокая эффективность. Наиболее эффективно работает трансформаторная схема с двойной обмоткой и общим выводом, рисунок 1, поскольку при передаче электрической энергии в процессе каждого полупериода участвует только один диод, потери мощности происходят в проводниках и одном p-n переходе диода. Но эта конструкция является более дорогостоящей из-за необходимости использования специфичного трансформатора. Схема диодного моста, показанная на рисунке 2, имеет несколько сниженную эффективность, в ней потери энергии происходят в проводниках и двух p-n переходах одновременно работающих диодов в каждом полупериоде. Тем не менее, эта схема не требует обязательного использования трансформатора, является более универсальной и дешёвой, и получила очень широкое применение в различных электротехнических устройствах.   

Порядок включения выпрямителя - Сварка металлов


Порядок включения выпрямителя

Категория:

Сварка металлов



Порядок включения выпрямителя

После нажатия пусковой кнопки срабатывает магнитный пускатель, подключающий к электрической сети вентилятор. При нормальной работе вентилятора поток воздуха воздействует на реле контроля вентиляции, и оно замыкает свой нормально разомкнутый контакт. Через этот контакт подается напряжение на катушку контактора, который подключает к электрической сети трехфазный трансформатор выпрямителя — с этого момента на выходных зажимах выпрямителя появляется напряжение. При правильном направлении вентиляции поток воздуха должен засасываться в выпрямитель со стороны лицевой панели и выбрасываться с задней стороны выпрямителя. При неисправном вентиляторе или при неправильном направлении вращения его контакт реле контроля вентиляции остается разомкнутым, и трехфазный трансформатор выпрямителя не подключается к электрической сети.

Выпрямитель ВСС-300. Предназначен для однопостовой ручной сварки. Выпрямительный блок собран из селеновых пластин прямоугольной формы размером 100X400 мм. Выпрямитель имеет плавную регулировку сварочного тока изменением расстояния между обмотками трансформатора. Рукоятка плавного регулирования тока расположена на верхней крышке выпрямителя. Для изменения диапазона тока необходимо произвести переключение перемычек на доске зажимов трехфазного трансформатора, изменив схему соединения его обмоток в «звезду» или в «треугольник».

Выпрямитель ВКС-500. Предназначен для однопостовой ручной сварки и для механизированной сварки под слоем флюса.

Выпрямительный блок собран из кремниевых вентилей. Плавное регулирование сварочного тока изменением расстояния между обмотками трансформатора осуществляется при помощи специального механизма. Этот механизм состоит из асинхронного электродвигателя, редуктора, двух магнитных пускателей, однофазного трансформатора 380/36 В для питания иепи управления механизма регулирования. Управление механизмом регулирования кнопочное.

Возможно дистанционное регулирование сварочного тока при помощи выносного пульта управления.

Выпрямитель имеет два диапазона регулирования сварочного тока, соответствующих соединению первичной и вторичной обмо-то,к трехфазного трансформатора «звездой» или «треугольником». Переключение диапазонов тока осуществляется пересоединением перемычек на доске зажимов трансформатора.

Выпрямитель имеет защиту, отключающую его от электрической сети при выходе из строя одного из вентилей или при пробое на корпус вторичной обмотки трехфазного трансформатора. Защита состоит из магнитного усилителя, вспомогательного трансформатора и электромагнитного реле.

Выпрямитель ВД-306. Предназначен для однопостовой ручной сварки. Выпрямительный блок собран из кремниевых вентилей. Выпрямитель имеет переключатель диапазонов сварочного тока, который изменяет схему соединения обмоток трехфазного трансформатора. Плавная регулировка тока осуществляется изменением расстояния между обмотками трехфазного трансформатора.

Выпрямитель имеёт блок защиты, отключающий его от сети при Выходе из строя одного из вентилей или при пробое на корпус вторичной обмотки трансформатора (аварийные режимы).

В переключатель диапазонов регулирования тока встроен мик-ровыключатель. Если переключение диапазонов производится при невыключенном выпрямителе, контакт микровыключателя обрывает цепь катушки главного контактора и выпрямитель отключается от электрической сети.

Аналогично устроены выпрямители ВД-201, ВД-301.

Принципиальная электрическая схема выпрямителя ВД-306 изображена на рис. 33. Рассмотрим на примере этого выпрямителя работу электрической схемы.

Запуск выпрямителя производится кнопкой П — «пуск». При нажатии кнопки подается напряжение на катушку Кг силового контактора, контактор срабатывает, и его контакты подключают силовой трансформатор ТС к электрической сети. Кнопку П следует удерживать в замкнутом состоянии до тех пор, пока не придет во вращение электродвигатель М вентилятора и не сработает реле ветровое РВ.

Переключение диапазонов сварочного тока производится переключателем ПД. Предварительно выпрямитель необходимо отключить от электрической сети кнопкой С — «стоп». В переключатель диапазонов встроен микровыключатель MB. Если переключение диапазонов тока производится без отключения выпрямителя от сети, микровыключатель MB обрывает цепь питания катушки Кг силового контактора, который отключает выпрямитель от сети.

Блок защиты выпрямителя от аварийного режима состоит из магнитного усилителя УМ, вспомогательного трансформатора, электромагнитного реле. При срабатывании реле его нормально замкнутый контакт обрывает цепь питания катушки Кг силового контактора, и выпрямитель отключается от электрической сети.

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема выпрямителя ВД-309:
ТС — трансформатор силовой; В — выпрямительный блок; Кг — контактор силовой; ПД — переключатель диапазонов; М — электродвигатель вентилятора, П — кнопка «пуск», С — кнопка «стоп», УМ — усилитель магнитный, Т — трансформатор вспомогательный, К1 — реле электромагнитное, РВ — реле ветровое, MB — микровыключатель 1

Повторное включение выпрямителя после срабатывания защитных устройств производится кнопкой П после устранения причин отключения выпрямителя.

Для защиты выпрямительного блока от коммутационных перенапряжений на выходе выпрямителя имеется защитная цепочка, состоящая из активных сопротивлений R3—R4 и конденсатора.

Выпрямитель ВД-502. Предназначен для однопостовой ручной сварки и резки и для механизированной сварки под слоем флюса. Выпрямительный блок собран из кремниевых вентилей. Выпрямитель состоит из трехфазного трансформатора с неподвижными обмотками, дросселя насыщения, выпрямительного блока, сглаживающего дросселя, магнитного усилителя, блока управления.

Трансформатор имеет секционированную первичную обмотку с отпайками к переключатель для получения двух диапазонов сварочного тока. В диапазоне малых токов первичная обмотка соединяется в «треугольник» с полным числом витков. В диапазоне больших токов обмотка соединяется в «треугольник» с меньшим числом витков.

Выпрямительный блок собран из шести вентилей, соединенных в мостовую схему выпрямления переменного гока.

Дроссель насыщения, включенный между трансформатором и выпрямительным блоком, служит для формирования падающих внешних характеристик выпрямителя. Плавная регулировка сварочного тока осуществляется изменением тока подмагничивания дросселя насыщения.

Сглаживгющий (стабилизирующий) дроссель включен в сварочную цепь выпрямителя последовательно с дугой для стабилизации сварочного режима при колебаниях напряжения электрической сети.

Магнитный усилитель обеспечивает защиту, отключающую выпрямитель от электрической сети при аварийном режиме работы. Правильное направление вращения вентилятора — против часовой стрелки, если смотреть со стороны вентилятора.

Управлять выпрямителем можно с панели управления или дистанционно, при помощи выносного пульта.

Выпрямитель ВКСМ-1000. Предназначен для многопостовойруч-ной сварки и резки. Количество постов на один выпрямитель определяется по номинальному току одного поста и коэффициенту одновременности нагрузки, равному 0,6.

Выпрямитель состоит из силового понижающего трехфазного трансформатора, выпрямительного блока с вентилятором, пуско-регулирующей и защитной аппаратуры.

Трансформатор имеет неподвижные обмотки, расположенные на магнитопроводе концентрически (с нормальным магнитным рассеянием). Такой трансформатор обеспечивает выпрямителю жесткую внешнюю характеристику, необходимую для одновременного горения нескольких сварочных дуг. Первичная обмотка трансформатора соединена в «треугольник», вторичная — шестифазной «звездой».

Выпрямительный блок собран из кремниевых вентилей ВК-200. Схема выпрямления — шестифазняя кольцевая, по два вентиля параллельно в каждой фазе. В такой схеме каждый вентиль работает шестую часть периода, т. е. вдвое меньше, чем в трехфазной мостовой схеме,-Разновидности шестифазных схем широко используются в мощных сварочных выпрямителях.

Охлаждающий воздух при работе вентилятора засасывается сверху, проходя через блок вентилей и трансформатор.

К пускорегулирующей и защитной аппаратуре относятся: блок управления (амперметр, вольтметр, сигнальные лампы, кнопки, магнитные пускатели, пакетный переключатель) и блок защиты (автоматический выключатель, предохранители, конденсаторы и сопротивления, реле контроля вентиляции).

Включение выпрямителя производится на холостом ходу, при зШ отключенной нагрузке, в такой последовательности: замыкают сетевой рубильник, включают автоматический выключатель, нажатием кнопки «пуск» непосредственно подключают выпрямитель к электрической сети. Выключается выпрямитель кнопкой «стоп».

Выпрямитель способен обеспечить работу шести сварочных постов ручной сварки при номинальном токе каждого поста 315 А. Падающую вольт-амперную характеристику и регулирование сварочного тока на каждом посту обеспечивает балластный реостат.

Выпрямитель ВДМ-1001. Предназначен для многопостовой ручной сварки и резки. Может обеспечить нормальную работу семи постов ручной сварки при номинальном токе поста 315 А.

Общее устройство аналогично выпрямителю ВКСМ, отличается только внешним видом, значительно меньшими габаритами и массой. Блок вентилей состоит из двенадцати кремниевых вентилей, собранных по кольцевой схеме, в каждой фазе по два вентиля параллельно. Принципиальная электрическая схема выпрямителя изображена на рис. 2. Работает схема следующим образом:

Включить автоматический выключатель А при отключенной нагрузке (холостой ход). Включение выпрямителя производится кнопкой П — «пуск». При этом срабатывают магнитный пускатель Ki и контактор силовой Кг, подключая к электрической сети электродвигатель вентилятора М и силовой трансформатор ТС. Для исключения ложных срабатываний максимальной защиты автомата 1 А в цепь первичной обмотки силового трансформатора ТС подключены добавочные резисторы R1—R2. В момент включения эти сопротивления контактами пускателя подключаются последовательно первичной обмотке, а затем отключаются (шунтируются) главными контактами силового контактора.

Рис. 2. Принципиальная электрическая схема выпрямителя ВДМ-1001:
ТС — трансформатор силовой; В — выпрямительный блок; К2 — контактор силовой; А — автоматический выключатель; П — кнопка «пуск»; с — кнопка «стоп»; К\ — магнитный пускатель; М — электродвигатель вентилятора; Rb Rj — добавочные сопротивления

Кратковременное отключение выпрямителя без отключения автомата А производится кнопкой С — «стоп». Силовой трансформатор ТС защищен от перегрузок тепловыми реле, встроенными в силовой контактор Кг (магнитный пускатель).

Аварийное отключение выпрямителя при коротких замыканиях в электрической схеме и пробое вентилей осуществляется автоматом А.

Выпрямитель ВСУ-500. Является универсальным источником питания. Предназначен для однопостовой ручной сварки и резки, для механизированной сварки под слоем флюса и для механизированной сварки в среде защитных газов.

Выпрямитель состоит из трехфазного трансформатора е неподвижными обмотками, дросселя насыщения, выпрямительного блока из селеновых элементов, пусковой и защитной аппаратуры.

Сварочный ток при ручной сварке и напряжение при механизированной сварке регулируются изменением индуктивного сопротивления дросселя насыщения. Индуктивное сопротивление дросселя изменяется изменением тока подмагничивания его сердечннка.

Выпрямитель ВДУ-504. Является универсальным. Предназначен для нескольких способов сварки. Для ручной сварки и сварки под слоем флюса выпрямитель имеет падающую внешнюю характеристику, для сварки в среде защитных газов — жесткую. Изменение формы внешних характеристик обеспечивается использованием тиристоров (управляемых вентилей) и специальной схемы управления ими.

Выпрямитель состоит из трехфазного трансформатора с нормальным магнитным рассеянием, выпрямительного тиристорного блока, аппаратуры управления и защиты.

При ручной сварке переключатель внешних характеристик устанавливают в положение «крутопадающие». Плавное регулирование сварочного тока производят потенциометром на лицевой панели. Сварочный ток можно регулировать с места и дистанционно, при помощи выносного пульта.

ВДУМ-4Х401. Универсальный тиристорный выпрямитель. Предназначен для питания одновременно четырех сварочных постов ручной сварки и резки и при механизированной сварке в среде защитных газов. Сварочный ток каждого поста — до 400 А при коэффициенте одновременности включения постов — 0,7. Регулирование режимов на каждом посту — автономное.


Реклама:

Читать далее:
Параллельная работа сварочных выпрямителей

Статьи по теме:

Знакомство с выпрямительными схемами

Важное применение диода - это то, что имеет место в конструкции схемы выпрямителя. Проще говоря, эта схема преобразует переменный ток (AC) в постоянный (DC). Это важная схема в конструкции источника питания переменного тока в постоянный.

Схема выпрямителя

Для питания любой цепи необходим блок питания; А если вы хотите запитать электронные устройства от сети переменного тока, вам понадобится выпрямитель.

Рисунок 1.1 иллюстрирует схематическую диаграмму источника питания постоянного тока. Существует линия переменного тока 120 В (среднеквадратичное значение), 60 Гц, которая питает источник питания, который подает напряжение В O на электронную схему (блок нагрузки). В O должно быть стабильным постоянным напряжением для обеспечения правильной работы электронных схем.

Рисунок 1.1

Глядя на схему, сначала мы видим трансформатор. Этот трансформатор представляет собой понижающий трансформатор, который «понижает» высокое входное напряжение переменного тока до более низкого напряжения переменного тока, которое вводится в выпрямитель.Этот трансформатор состоит из двух отдельных обмоток катушки (первичная и вторичная обмотки), которые имеют разное количество витков: N 1 для первичной обмотки и N 2 для вторичной. Таким образом, переменное напряжение v S можно записать как 120 (N 2 / N 1 ) В (среднеквадратичное значение) и измеряется между двумя выводами вторичной обмотки.

Затем диодный выпрямитель преобразует переменное напряжение v S в постоянное напряжение. Это напряжение будет сильно колебаться и поэтому не будет подходить для электронных схем.Для сглаживания этих вариаций используется фильтр.

Однако даже после фильтрации напряжение будет показывать небольшие изменения, известные как пульсации. Следовательно, регулятор напряжения используется для значительного уменьшения пульсаций и создания надежной шины питания постоянного тока.

Схема полуволнового выпрямителя

Полупериодный выпрямитель устраняет отрицательные части входной синусоиды. На рисунке 1.2 (A) показан однополупериодный выпрямитель. В этой статье мы будем использовать модель диода с постоянным падением напряжения (CVD) из-за ее простоты.Из этой модели нам предоставляется

$$ v_ {0} = 0 $$, когда $$ v_ {S}

Уравнение 1.1 (A)

$$ v_ {0} = v_ {S} -V_ {D} $$, когда $$ v_ {S} \ geq V_ {D} $$

Уравнение 1.1 (B)

, где В D ≈ 0,7 В. Приведенные выше уравнения приводят к передаточной характеристике, показанной на рисунке 1.2 (B). На рисунке 1.2 (C) показано выходное напряжение, которое обеспечивается, когда входное напряжение v S является синусоидальным.

Рисунок 1.2 (A) Однополупериодный выпрямитель

Рисунок 1.2 (B) Передаточные характеристики выпрямительной цепи

Рисунок 1.2 (C) Формы сигналов на входе и выходе

При определении того, какие диоды использовать в выпрямительной цепи, необходимо принять во внимание две вещи: 1) способность диода выдерживать ток, который следует выбирать на основе наибольшего тока, который, как ожидается, будет проводиться диодом, и 2) пиковое обратное напряжение (PIV), которое является самым высоким обратным напряжением, которому будет подвергаться диод; диод должен выдерживать PIV.Глядя на рисунок 1.2 (A), мы можем заметить, что, когда напряжение v S отрицательное, диод будет отключен, а напряжение v O будет иметь нулевое значение, что приведет к обратному напряжение на диоде величиной В S . Таким образом, PIV - это пик v S :

PIV = В S

Уравнение 1.2

, где В S (с буквой V в верхнем регистре) представляет пиковую амплитуду входной синусоиды.

Следует отметить одну вещь: очевидно, что схема не будет работать эффективно, если пиковая амплитуда входной синусоиды ненамного превышает В D . Например, синусоидальный вход с пиковой амплитудой 200 мВ вообще не будет выпрямляться, потому что диод никогда не «включится», т.е. он никогда не будет проводить значительный ток.

Схема двухполупериодного выпрямителя

В отличие от полуволнового выпрямителя, двухполупериодный выпрямитель может использовать как отрицательную, так и положительную часть входного переменного напряжения.Чтобы получить униполярный выходной сигнал, отрицательная часть синусоидального сигнала должна быть инвертирована. Это можно сделать, используя схему, показанную на Рисунке 1. 3 (A).

РИСУНОК 1.3 (A) Двухполупериодная схема выпрямителя; трансформатор имеет вторичную обмотку с центральным отводом

В этой конфигурации вторичная обмотка понижающего трансформатора называется «отводом по центру». Центральный ответвитель или CT - это электрический контакт, включенный на полпути вдоль обмотки.Этот трансформатор тока используется для обеспечения двух равных напряжений v S на двух половинах вторичной обмотки трансформатора. Когда входное напряжение положительное, оба сигнала v S также будут положительными, а когда входное напряжение станет больше V D , диод D 1 будет проводящим, а диод D 2 будет обратным смещением. Ток, протекающий через диод D 1 , также будет проходить через резистор R , а затем обратно в трансформатор тока.Схема ведет себя так же, как однополупериодный выпрямитель в течение положительного полупериода входной синусоиды.

Во время отрицательного полупериода оба напряжения v S будут отрицательными. Теперь диод D 1 имеет обратное смещение, а диод D 2 является проводящим. Ток, протекающий через D 2 , затем будет протекать через резистор R и обратно к трансформатору тока.

Таким образом, ток течет в течение обоих полупериодов, и, кроме того, ток через резистор всегда будет течь в одном и том же направлении.В результате получается униполярное выходное напряжение, как показано на Рисунке 1.3 (C).

РИСУНОК 1.3 (B) Передаточная характеристика двухполупериодного выпрямителя

Если рассматривать работу схемы в течение положительного полупериода, напряжение на катоде D 2 составляет ( В S - В D ), а напряжение на аноде D 2 - v S .Таким образом, PIV будет ( V S - V D ) - (- V S ):

PIV = 2 В S - В D

Уравнение 1.3

Обратите внимание, что PIV примерно вдвое больше, чем у полуволнового выпрямителя.

Рисунок 1.3 (C) Формы сигналов на входе и выходе

Заключение

В этой статье мы обсудили назначение выпрямительной схемы, а также два конкретных типа выпрямителей: однополупериодный выпрямитель и двухполупериодный выпрямитель.Выпрямители - это важные схемы для источников питания, которые преобразуют входное напряжение переменного тока в источник постоянного напряжения, который можно использовать для питания электронных схем. Мы видели, что полуволновой выпрямитель использует чередующиеся полупериоды входной синусоидальной волны, тогда как двухполупериодный выпрямитель использует как положительные, так и отрицательные полупериоды.

Спасибо за внимание. Если у вас есть вопросы или комментарии, оставьте их ниже!

Чтобы узнать больше о схемах выпрямителя, ознакомьтесь с записью учебника AAC здесь.

Схема выпрямителя

- JavaLab


Диод

Диоды - это электронные компоненты, пропускающие ток только в одном направлении. Направление, в котором ток может течь через диод, называется «прямым», а направление, в котором ток не может течь через диод, называется «обратным».
Если сравнить диод с человеческим телом, он похож на клапаны кровеносных сосудов. Клапан предотвращает обратный ток крови. Точно так же диоды также предотвращают протекание тока в нежелательных направлениях.

Если вы подключаетесь, как показано на левой стороне рисунка выше, соединение становится прямым. При прямом подключении ток течет хорошо. С другой стороны, если вы подключитесь к правой стороне рисунка, это станет обратным подключением. При подключении в обратном направлении диод блокирует ток.

Схематический символ диода позволяет легко узнать, в каком направлении диод находится в прямом направлении. Если вы посмотрите на диод, вы увидите стрелку.Направление этой стрелки - «вперед».

Схема выпрямителя и мостовой диод

Электропитание в вашем доме - переменный ток (AC). Кстати, в большинстве бытовых приборов внутри используется питание постоянного тока. Следовательно, бытовая техника должна переключать питание переменного тока на постоянное внутри. В этом случае диод можно использовать для преобразования мощности переменного тока в мощность постоянного тока.

Процесс получения постоянного тока от переменного тока называется выпрямлением, а схема называется выпрямительной схемой.Если вы видите четыре кремниевых диода рядом внутри электронного продукта, это схема выпрямителя.

Некоторые электронные компоненты представляют собой модули, в которых четыре диода объединены вместе, образуя схему выпрямителя. Эти диоды называются «мостовыми диодами».

На диоде моста есть две диаграммы направленности (~). Когда в это место подается питание переменного тока, мощность постоянного тока выводится из мест, отмеченных (+) и (-). Форма волны возникает из формы волны переменного напряжения.

Схема полноволнового мостового выпрямителя

Принципиальная схема полноволнового мостового выпрямителя

Схема двухполупериодного мостового выпрямителя

широко используется в преобразователях переменного тока в постоянный и схемах постоянного тока. Этот двухполупериодный выпрямитель называют мостовым выпрямителем из-за его формы. Он состоит из четырех диодов, расположенных в виде моста, и обычного понижающего трансформатора.


Мы знаем, что большинству электронных устройств или цепей для правильной работы требуется питание постоянного тока.Но мы получаем источник переменного тока (переменный ток), чтобы преобразовать его в источник постоянного тока, нам нужны схемы выпрямителя, есть три способа спроектировать выпрямитель: 1. Полупериодный выпрямитель, 2. Полнополупериодный выпрямитель 3. Мостовой выпрямитель, в целом эти три. мостовой выпрямитель обеспечивает лучшую эффективность и отсутствие пульсаций постоянного тока.

Принципиальная схема

Рабочие детали мостового выпрямителя

Понижающий трансформатор преобразует переменный ток высокого напряжения в источник переменного тока с низкой амплитудой, который также имеет синусоидальную форму (положительный и отрицательный циклы), в течение положительного цикла входного сигнала клемма A является положительной по отношению к клемме B.Здесь ток течет через диод D1 и RL, а затем через диод D3, наконец, он достигает клеммы B. Во время этого цикла диоды D2 и D4 не проводят ток.

Во время отрицательного цикла входа клемма B является положительной по отношению к клемме A, и теперь ток течет через диод D2, RL и диод D4, наконец, он достигает клеммы A. Во время этого цикла диоды D1 и D3 не проводят. Следовательно, как для положительного, так и для отрицательного циклов RL получает ток, поэтому его называют двухполупериодным мостовым выпрямителем.

Формы входных и выходных сигналов

Первая волна представляет входное напряжение, затем нанесены графики выходного тока и напряжения каждого диода, наконец, ток нагрузки появился на нагрузочном резисторе RL, когда мы используем мостовой выпрямитель, мы можем получить непрерывный ток и напряжение нагрузки.

Некоторые характеристики для каталожного номера

  • КПД: - 81,6%
  • Выход постоянного тока Ток: - 2Im / Π
  • RMS ток: - Im / √2
  • Пиковое обратное напряжение: - Vm
  • Коэффициент пульсации: - 0.483
  • Частота пульсаций: - 2fin
  • Коэффициент использования трансформатора: - 0,812

Прототипы приложений мостового выпрямителя

Мостовой выпрямитель IC

Найти микросхему мостового выпрямителя очень просто, в зависимости от ваших требований к току и напряжению, или вы можете создать свой собственный с четырьмя диодами.

Схема мостового выпрямителя

- основы электроники

В этом уроке мы поговорим о выпрямителях! Мы изучим основы их работы, а затем построим схему мостового выпрямителя из четырех диодов, которые можно будет использовать в ваших проектах для преобразования переменного тока в постоянный.

В предыдущем уроке мы говорили о диодах и о том, как они работают, чтобы контролировать направление, в котором ток может течь в цепи. Затем мы опирались на эти знания, чтобы создать схему зарядного устройства USB, которую можно использовать для питания стандартных USB-устройств путем преобразования 120 В переменного тока (или 220 В переменного тока) в регулируемое напряжение 5 В постоянного тока.

Давайте сделаем еще один шаг и расскажем о различных типах выпрямителей и о том, как их можно использовать в своих проектах.

Что такое мостовой выпрямитель?

Согласно определению из учебника, «диодный мост» состоит из четырех диодов в конфигурации мостовой схемы , которая обеспечивает одинаковую полярность выхода для любой полярности входа.Другими словами, гребневой выпрямитель преобразует переменный ток (AC) в постоянный (DC). Мостовые выпрямители обычно используются в источниках питания для преобразования электричества из настенной розетки в электричество постоянного тока, которое может использоваться устройствами бытовой электроники, такими как стереосистема, компьютер или телевизор.

Конечно, это не так-то просто для начинающих. Мы немного разберем это, чтобы действительно понять, что здесь происходит, но прежде, чем мы это сделаем, давайте рассмотрим основные типы выпрямительных схем.

Типы мостовых выпрямителей

Мостовые выпрямители можно разделить на несколько различных типов на основе некоторых простых критериев, но мы рассмотрим основные категории: однофазные выпрямители, трехфазные выпрямители, управляемые выпрямители и неуправляемые выпрямители. Некоторые из этих категорий можно объединить. Например, у вас может быть неуправляемый однофазный выпрямитель.

Однофазные и трехфазные выпрямители

По мере продвижения нашего руководства по мостовым выпрямительным схемам, мы можем разделить большинство выпрямителей на две категории: однофазные и трехфазные.Решение о том, какую схему использовать, так же просто, как определить источник питания. Если вы работаете с однофазными входами (большую часть времени), вы будете использовать однофазный выпрямитель. Во многих промышленных средах обычно используются трехфазные источники питания, и вам необходимо использовать трехфазный выпрямитель.

Независимо от фазы мостовой выпрямитель может быть управляемым или неуправляемым.

Неуправляемые мостовые выпрямители

Неуправляемые мостовые выпрямители - наиболее распространенный тип, который вы найдете в электронике и источниках питания.Они основаны исключительно на диодах и не используют никаких дополнительных компонентов для регулирования напряжения или тока. Эти типы цепей обычно встречаются в фиксированных источниках питания. Проще говоря, входное напряжение не контролируется, поскольку оно проходит на выходную сторону. Если в цепь поступает 12 В, выпрямленное напряжение ~ 12 В выходит из цепи.

Управляемые мостовые выпрямители

В управляемых мостовых выпрямителях диоды заменяются твердотельными компонентами, такими как кремниевые управляемые выпрямители (SCR) или тиристоры.Эти устройства могут изменять выходное напряжение. Это может быть очень удобно для использования в регулируемых источниках питания, которые необходимо адаптировать к различным нагрузкам.

Схема и схема мостового выпрямителя

Создание полезной схемы мостового выпрямителя - это несложно, если вы знаете основы. Чтобы получить все преимущества мостового выпрямителя, вам потребуется добавить несколько дополнительных компонентов. Мы настоятельно рекомендуем ознакомиться с нашим учебным пособием по схеме зарядного устройства USB, поскольку оно охватывает все основы работы этой законченной схемы.

Как работают мостовые выпрямители

Как я уже упоминал в начале этого руководства по мостовым выпрямителям, мы собираемся объяснить, как они на самом деле работают. То, что должен делать каждый любитель электроники. Как упоминалось в видео, вы можете купить мостовые выпрямители, но вы должны сделать свои собственные хотя бы один раз, потому что это фантастическая возможность для обучения!

Чтобы объяснить, как работают мостовые выпрямители, мы сосредоточимся на однофазных выпрямителях, чтобы упростить задачу.Однофазный мостовой выпрямитель работает путем подключения четырех диодов к нагрузке.

В положительном полупериоде переменного тока диоды D3 и D4 смещены в прямом направлении (ток течет), целые диоды D1 и D2 смещены в обратном направлении (ток заблокирован). В отрицательном полупериоде D1 и D2 становятся смещенными в прямом направлении, а D3 и D4 становятся смещенными в обратном направлении, как раз наоборот.

Это означает, что ток в нагрузке всегда течет в одном и том же направлении. Если вы все еще не знаете, как это работает, помните, что диоды пропускают ток только в одном направлении.

СВЯЗАННО: Как работают диоды

Итак, мостовой выпрямитель сам по себе не действительно преобразует переменный ток, как мы выяснили в демонстрационной схеме зарядного устройства USB. Он только преобразует переменный ток в импульс волны постоянного тока (или колебания постоянного тока). Требуются конденсаторы для очистки импульса и создания сигнала, более похожего на постоянный ток. Также неплохо было бы включить в схему регулятор напряжения, чтобы навести порядок и поддерживать стабильное напряжение, даже если входное напряжение дрейфует вверх или вниз из-за колебаний в сети.

Итак, теперь вы знаете, как схема мостового выпрямителя может преобразовывать переменный ток в постоянный, всего лишь немного тщательно спланировав дизайн вашей схемы!

Работа и применение схемы полноволнового мостового выпрямителя

Мост - это тип электрической цепи. Мостовой выпрямитель - это тип выпрямителя, в котором диоды расположены в виде моста. Это обеспечивает двухполупериодное выпрямление и имеет низкую стоимость. Поэтому он используется во многих приложениях.

Мостовой выпрямитель:

В мостовом выпрямителе используются четыре диода.Они подключаются, как показано на принципиальной схеме. Четыре диода подключены в виде моста к трансформатору и нагрузке, как показано на рисунке.

Схема мостового выпрямителя

Работа мостового выпрямителя:

Работа мостового выпрямителя проста. Принципиальная схема мостового выпрямителя приведена выше. Вторичная обмотка трансформатора подключена к двум диаметрально противоположным точкам моста в точках 1 и 3. Предположим, что на выходе подключена нагрузка.Нагрузка R Нагрузка подключена к мосту через точки 2 и 4.

Во время первого полупериода входа переменного тока верхняя часть вторичной обмотки трансформатора является положительной по отношению к нижней части. Таким образом, в течение первого полупериода диоды D1 и D , 4, смещены в прямом направлении. Ток протекает по пути 1-2, входит в нагрузку R L . Он возвращается обратно по пути 4–3. Во время этой половины входного цикла диоды D 2 и D 3 смещены в обратном направлении.Следовательно, ток по путям 2-3 и 1-4 не протекает.

Во время следующего цикла нижняя часть трансформатора является положительной по отношению к верхней части. Следовательно, во время этого цикла диоды D2 и D3 смещены в прямом направлении. Ток течет по пути 3-2 и течет обратно по пути 4-1. Диоды D1 и D4 смещены в обратном направлении. Таким образом, ток через пути 1-2 и 3-4 не протекает. Таким образом, отрицательный цикл выпрямляется, и он появляется на нагрузке.

Пиковое обратное напряжение (PIV) мостового выпрямителя = максимум вторичного напряжения

Анализ схемы мостового выпрямителя:

В схеме мостового выпрямителя среди четырех диодов два диода проводят в течение одного полупериода.Таким образом, прямое сопротивление становится вдвое больше, чем 2R F .

Пиковый ток:

Мгновенное значение приложенного к выпрямителю напряжения задается как

Vs = Vsmax sin wt

Предположим, что диод имеет прямое сопротивление RF Ом, а обратное сопротивление равна бесконечности, поэтому ток, протекающий через нагрузку RL, задается как

  • i1 = Imax Sin wt и i2 = 0 в течение первого полупериода и
  • i1 = 0 и i2 = Imax sin wt во время второго полупериода

Полный ток, протекающий через сопротивление нагрузки R L , сумма токов i1 и i2 задается как

i = i1 + i2 = Imax sin wt для полного цикла.

Пиковое значение тока, протекающего через нагрузку, R L задается как

Imax = Vsmax / (2R F + R L )

Выходной ток:

Текущий ток то же самое через нагрузку RL в двух половинах цикла переменного тока. Величина постоянного тока Idc, равная среднему значению переменного тока, получается путем интегрирования тока i1 между 0 и π или тока i2 между π и 2π.

  • Выпрямитель с центральным ответвлением сложно реализовать из-за использования специального трансформатора, называемого центральным ленточным.
  • Трансформатор с центральным ответвлением стоит дорого.
  • Основное различие между центральным ответвлением и мостовым выпрямителем заключается в количестве диодов, включенных в цепь.
  • Двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением имеет только 2 диода, тогда как мостовой выпрямитель имеет 4 диода.
  • Но поскольку диоды дешевле, чем трансформатор с центральным ответвлением, мостовой выпрямитель более предпочтителен в источниках питания постоянного тока.
  • Vsmax - максимальное напряжение на вторичной обмотке трансформатора, тогда как в выпрямителе с центральным ответвлением Vsmax представляет собой максимальное напряжение на каждой половине вторичной обмотки.
Мостовой выпрямитель Применения:
  • Из-за их низкой стоимости по сравнению с центральным ответвлением они широко используются в цепях питания.
  • Может использоваться для определения амплитуды модулированного радиосигнала.
  • Мостовые выпрямители могут использоваться для подачи поляризованного напряжения при сварке.

Для получения дополнительной информации о двухполупериодных выпрямителях прочтите сообщение: Работа двухполупериодного выпрямителя .

Мастер клапанов

Выпрямители

Мостовой выпрямитель
Мостовой выпрямитель используется для выпрямления переменного тока от трансформатора с одной обмоткой (т.е.е. без центрального крана) или всякий раз, когда вам нужно направить переменный ток в одном направлении. В любой момент два диода проводят, а два других выключены. Обратите внимание, что все диоды «указывают» на положительный выход.
Вы можете построить мостовой выпрямитель из отдельных диодов или купить единичную упаковку. Пакеты сильноточных мостовых выпрямителей часто имеют отверстие посередине, чтобы их можно было прикрепить к шасси болтами.
Первый конденсатор в источнике питания - накопительный конденсатор - будет заряжен до пикового значения напряжения трансформатора переменного тока (см. Страницу сглаживания).При небольшой нагрузке выходное напряжение постоянного тока будет равно:

В = 1,4 В среднеквадр.

Однако при полной нагрузке это обычно падает примерно до:

В = 1,3 В среднекв.

Разница связана с тем, что форма волны переменного тока несколько деформируется при большой нагрузке (пики усекаются). Более того, напряжение трансформатора переменного тока (Vrms) будет , а также проседать по мере увеличения тока нагрузки. Как правило, при небольшой нагрузке напряжение трансформатора будет на 5–10% выше заявленного значения.Только при полной загрузке напряжение трансформатора переменного тока упадет до заявленного значения.

Например, если вы покупаете трансформатор, рассчитанный на «300Vac 200mA», то вы можете рассчитывать, что он будет производить от 315V до 330Vac при небольшой нагрузке. После выпрямления будет получено напряжение постоянного тока где-то между:
1,4 315Vrms = 441Vdc, до 1,4 330Vrms = 462Vdc
Если вам нужна более высокая точность, вам необходимо вручную измерить напряжение трансформатора без нагрузки. или получить информацию от производителя (по какой-то причине они не указывают напряжения холостого хода в паспортах).
Когда трансформатор полностью нагружен до номинального значения 200 мА, напряжение переменного тока упадет до номинального значения 300 В среднеквадратического значения. Следовательно, напряжение постоянного тока упадет до:
1,3 300Vrms = 390Vdc
Вы также потеряете два диодных падения (около 1 В каждое для силовых диодов), поэтому фактическое напряжение может быть ближе к 388 В, но мы обычно игнорируем это при высоковольтном источнике питания. Однако при низком напряжении (например, для нагревателей постоянного тока) падение напряжения на диоде представляет собой значительную потерю, и ее следует учитывать.

Не забудьте добавить предохранители!

Требуемые характеристики диодов
Диоды мостового выпрямителя должны иметь средний номинальный прямой ток, превышающий максимальный постоянный ток нагрузки в вашей цепи.Популярный 1N4007 рассчитан на 1 ампер, что намного больше, чем максимальный ток HT для любого гитарного усилителя. Однако что-то вроде источника питания постоянного тока, вероятно, потребует более мощных диодов. У диодов также есть номинальные значения пикового и импульсного тока, но вам не нужно об этом беспокоиться, поскольку они всегда намного превышают то, что вам нужно, при условии, что средний текущий рейтинг соответствует работе.

Диоды также должны иметь максимальное значение обратного повторения (Vrrm), которое превышает пиковое напряжение переменного тока. (это может называться рейтингом пикового обратного напряжения (PIV) в старых таблицах данных).Пиковое напряжение переменного тока равно 1,4 В среднеквадратического значения. Популярный 1N4007 рассчитан на 1000 В. Это соответствует напряжению переменного тока 1000 В / 1,4 = 714 В среднеквадратического значения. Тем не менее, мы должны сбить 10%, чтобы учесть колебания сетевого напряжения, и сбейте еще 10%, чтобы напряжение на трансформаторе было высоким при небольшой нагрузке. Следовательно, мы не можем использовать 1N4007, если (заявленное) напряжение трансформатора выше 580 В (среднеквадратичное). К счастью, таких высоких напряжений в гитарных усилителях не встретишь. Иная история с двухфазным выпрямителем (см. Ниже).

Гибридный мостовой выпрямитель
Обычные двухполупериодные вентильные выпрямители нельзя использовать в качестве моста, поскольку они имеют один общий катод. Однако вы можете легко использовать пару кремниевых диодов для завершения моста. При небольшой нагрузке выходное напряжение постоянного тока снова будет равно:

В = 1,4 В среднеквадр.

Однако при более высокой нагрузке вы потеряете намного больше напряжения на диодах клапана. В качестве грубого приближения при полной нагрузке выходное напряжение постоянного тока обычно находится в пределах от 1 до 1.В 2 раза выше заявленного напряжения трансформатора. Вы можете прочитать о более точном прогнозе напряжения здесь.

Клапанные выпрямители не справляются с такими высокими уровнями тока, как кремниевые диоды. Например, GZ34 рассчитан на средний ток всего 250 мА. Для клапанных выпрямителей иногда также требуется токоограничивающее сопротивление, чтобы защитить их (см. Кратко) от чрезмерных пульсаций и импульсных токов. В гибридном мосте (гибридже?) Вам нужен только один такой резистор, поскольку он используется обоими вентильными диодами.

Двухфазный выпрямитель
Двухфазный выпрямитель используется с трансформатором с центральным отводом.На самом деле это пара однополупериодных выпрямителей, каждый из которых питает одну и ту же нагрузку. В любой момент один диод горит, а другой выключен. (Новички иногда называют двухфазный выпрямитель двухполупериодным выпрямителем. Это не верно. Мостовой выпрямитель - это , а также - двухполупериодный выпрямитель. Есть и другие.) В источниках питания
Vintage использовались двухфазные выпрямители, потому что для этого требовалось всего два диода, которые могли быть в одной бутылке. Это также означает, что для клапана выпрямителя требуется только одно питание нагревателя.В подавляющем большинстве ламповых гитарных усилителей по-прежнему используются двухфазные выпрямители, даже если в них используются твердотельные диоды. Отчасти это историческое явление, а отчасти потому, что трансформатор с центральным отводом позволяет легко генерировать отрицательное напряжение смещения.

Два двухполупериодных выпрямителя, ориентированных в противоположных направлениях, создают биполярное питание (положительный и отрицательный постоянный ток). Это обычное дело в твердотельных усилителях. Внешне это похоже на мостовой выпрямитель (и вы действительно можете использовать пакет диодных мостовых выпрямителей), но лучше всего рассматривать его как пару двухфазных выпрямителей.

Для двухфазного выпрямителя действуют те же основные принципы, что и для мостового выпрямителя. При небольшой нагрузке выходное напряжение постоянного тока будет равно:

В = 1,4 В среднеквадр.

При полной нагрузке обычно составляет примерно:

В = 1,3 В среднекв.
Помните, что напряжение трансформатора также будет проседать на 5-10% между холостым ходом и полной нагрузкой.

Требуемые характеристики диодов
Диоды в двухфазном выпрямителе должны иметь средний номинальный прямой ток, который комфортно превышает максимальный постоянный ток нагрузки в вашей цепи.Это не должно быть проблемой с современными кремниевыми диодами. Опять же, вам не нужно беспокоиться о номинальных значениях пикового и импульсного тока, при условии, что средний текущий рейтинг подходит для работы.

Диоды также должны иметь максимальное значение обратного повторения (Vrrm), которое превышает размах переменного напряжения (измеренное от одного конца до центрального отвода), вдвое больше, чем требуется для мостового выпрямителя. Это равно 2,8 Vrms. 1N4007 рассчитан на 1000 В. Это соответствует напряжению переменного тока 1000 В / 2.8 = 357 В среднекв. Отбейте 10%, чтобы учесть колебания напряжения сети, плюс еще 10% для регулирования трансформатора. и у нас осталось около 290Vrms. Другими словами, мы не должны использовать 1N4007 с чем-либо, кроме трансформатора на 290–0–290 В.

Что делать, если напряжение трансформатора выше этого? Лучше всего покупать диоды с более высоким номинальным напряжением, но они не так распространены, как 1N4007. Классическая альтернатива - использовать последовательно два или более диода, чтобы они разделяли нагрузку.Однако мы должны убедиться, что напряжение распределяется (по крайней мере примерно) поровну. Это можно сделать, добавив конденсатор от 10 до 100 нФ параллельно каждому диоду. В качестве альтернативы можно использовать дорогостоящие резисторы, но гораздо проще найти керамические конденсаторы на 1 кВ, чем на резисторы на 1 кВ.

Клапанные выпрямители
Обычные вентильные выпрямители содержат два диода с одним и тем же катодом (и нагревателем) в одном корпусе. В технических паспортах клапана-выпрямителя обычно указывается максимальное напряжение трансформатора RMS , которое клапан может выдержать в обычной двухфазной цепи выпрямителя. вместо того, чтобы указывать пределы пиковых значений, как в современных таблицах данных.В таблице данных GZ34 указано 550-0-550 В (хотя лично я бы не стал доверять современной производственной бутылке, чтобы справиться с этим). В техническом паспорте также будет указан максимальный средний постоянный ток, который может выдержать клапан. Для GZ34 это 250 мА для выпрямителя с конденсаторным входом с трансформаторным напряжением до 450–0–450 В, но предел уменьшается для более высоких напряжений трансформатора. Предел выше для цепей дросселирования, но гитарные усилители их не используют, так что вам не о чем беспокоиться. Большинству вентильных выпрямителей также требуется отдельный источник питания нагревателя.EZ81 - заметное исключение.

В дополнение к максимальным номинальным значениям переменного напряжения и постоянного тока вентильные выпрямители имеют еще два номинала, которые необходимо учитывать: максимально допустимая емкость резервуара и минимальное токоограничивающее сопротивление. Эти два предела взаимосвязаны и служат для удержания пикового тока пульсаций ниже определенного (неустановленного) уровня. Чем больше емкость резервуара, тем большее ограничивающее сопротивление вам нужно. В таблице данных GZ34 указана максимальная емкость 60 мкФ, хотя теоретически вы можете превысить ее, если пропорционально увеличите ограничивающее сопротивление.2 + любое дополнительное сопротивление

Где:
Rpri - сопротивление первичной обмотки трансформатора постоянному току;
Rsec - сопротивление постоянному току одной половины вторичной обмотки трансформатора, то есть измеренное от одного конца до центрального ответвления;
Vpri - первичное (то есть сетевое) напряжение;
Всек - это половина вторичного напряжения, то есть измеренное от одного конца до центрального ответвления.

В техническом паспорте будет представлена ​​таблица или графики, показывающие минимальное ограничивающее сопротивление, необходимое для данного применения.2 р

В качестве альтернативы вы можете использовать один резистор (с удвоенной номинальной мощностью) последовательно с катодом.

Клапанные выпрямители имеют очень высокое внутреннее сопротивление. Это вызывает значительную потерю напряжения, которая увеличивается с увеличением тока нагрузки, что приводит к провалу напряжения источника питания во время громких звуков. Технический паспорт обычно содержит различные графики и таблицы рекомендуемых условий эксплуатации. некоторые показывают, насколько напряжение будет проседать при разных токах нагрузки, так что экстраполировать эту информацию в ваш собственный проект будет довольно легко.Как правило, при полной нагрузке вентильный выпрямитель вырабатывает постоянное напряжение, которое в 1–1,2 раза превышает заявленное напряжение трансформатора.

Вакуумные выпрямители не должны иметь «горячего включения», то есть их нельзя предварительно нагревать с помощью переключателя режима ожидания перед подачей напряжения на накопительный конденсатор, так как это часто вызывает пробой.

Что вам нужно знать об этом

Назначение схемы активного выпрямителя - выпрямлять переменный ток, преобразуя его в постоянный ток.Выпрямитель получил свое название от латинского слова, которое означает «прямой». Вот ключевые моменты, которые нужно знать об активной схеме выпрямителя, которая подает ток в одном направлении.

Внутри активной схемы выпрямления

В основе выпрямления лежит схема на диоде, который также может называться выпрямителем. Диоды обычно используются для тех же целей, что и выпрямители, за исключением определенных приложений. Как только напряжение достигает определенного порога, диод сам по себе не может дублировать положительную сторону входного сигнала.

Другой важный компонент схемы активного выпрямителя - это операционный усилитель. Одним из преимуществ активного выпрямителя является то, что он содержит дополнительный диод, чтобы избежать насыщения на выходе. Мощность рассеивается до уровня напряжения на диоде. При выражении процесса преобразования в уравнении этот уровень напряжения умножается на величину тока, протекающего через диод. Резистор используется в принципиальной схеме для учета сопротивления нагрузки, которое позволяет преобразовывать ток в напряжение и сравнивать его с входным сигналом.

Активный выпрямитель управляет схемами выпрямления диода. В схеме используется отрицательная обратная связь и усиление, чтобы избежать напряжений, несовместимых со способностью диода проводить ток. Операционный усилитель с высоким коэффициентом усиления без обратной связи уравновешивает напряжение нагрузки с входным напряжением после того, как питание возвращается на инвертирующий входной терминал.

Выход запускает диод, проводящий ток, когда цепь следует по пути напряжения. Когда появляется отрицательная обратная связь, это означает, что напряжение инвертирующего терминала такое же, как напряжение неинвертирующего терминала.

Читайте также - 14 основных электронных компонентов и их функции

Как предотвратить перенасыщение

Более качественная схема активного выпрямителя необходима помимо простых приложений, которые полагаются на выходное насыщение. Отрицательное дифференциальное напряжение между клеммами умножается на усиление контура операционного усилителя, что приводит к нежелательным условиям, таким как нестабильность напряжения. Эта ситуация ограничивает функцию схемы по выпрямлению высокочастотных сигналов.

Также читайте - 5 общих применений обратноходовых трансформаторов

Перенасыщение можно предотвратить, подключив входной сигнал к инвертирующей входной клемме операционного усилителя, в то время как выходной узел отключен от выходной клеммы операционного усилителя.В конечном итоге улучшения будут результатом добавления диода, который поможет предотвратить насыщение выходного сигнала.

Международный союз компонентов

Allied Components International специализируется на разработке и производстве широкого спектра стандартных магнитных компонентов и модулей, таких как индукторы для микросхем, магнитные индукторы на заказ и трансформаторы на заказ.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *