Теорія ел і ел Турба Юдачов_ч2. Методичні вказівки до виконання лабораторного практикуму для студентів здіа спеціальності 90804 Фізична та біомедична електроніка

• Название: Методичні вказівки до виконання лабораторного практикуму для студентів здіа спеціальності 90804 Фізична та біомедична електроніка
• Анкор: Теорія ел і ел Турба Юдачов_ч2.doc
• Дата: 06.07.2018
• Размер: 1.8 Mb.
• Имя файла: Теорія ел і ел Турба Юдачов_ч2.doc
• Тип: Методичні вказівки; #21132
• страница: 4 из 6

Однонапівперіодна схема.

Схема однонапівперіодного випрямляча показана рис 5.2.


Рисунок 5.2 - Схема однонапівперіодного випрямляча
Це проста, і сама недосконала схема. Для простоти аналізу вважаємо вентиль ідеальним, а активні і індуктивні опори обмоток трансформатора рівними нулю. Оскільки вентиль ідеальний, то при позитивній півхвилі напруги в навантаженні протікатиме струм, миттєве значення якого:



При зворотній полярності напруги u₂ опори вентиля нескінченно велике і струм в навантаженні рівний нулю. Середнє значення випрямленої напруги на навантаженні (постійна складова):

(5.2)
Отже: U₂ - діюча напруга вторинної обмотки трансформатора повинна в 2.22 разу перевищувати випрямлену напругу на навантаженні (постійну складову).

Коли вентиль замкнутий u₀ = 0, то вся напруга u₂виявляється прикладеним до вентиля. Максимальне значення зворотної напруги:

_,

Провівши необхідні заміни, одержимо:
U_{обр мах} = πU₀

Таким чином,U_{обр мах} в π раз більше випрямленої напруги на навантаженні.

Максимальний струм діода:



значення струму що діє вторинної обмотки трансформатора:
(5.3)
тобто діючий струм вторинної обмотки трансформатора, що викликає намагнічення сердечника трансформатора, в 1,57 разу більше випрямленого струму.

Форма імпульсів вихідного струму може бути розкладена в ряд Фур'є:

З цього можна зробити висновок, що частота основної гармоніки вихідної напруги рівна частоті вхідної напруги.

Коефіцієнт пульсації К_П для однонапівперіодного випрямляча:
= 1,57 (5.4)
Таким чином, можна зробити висновок - великий К_П, низька частота основної гармоніки, а також погане використання обмоток трансформатора, намагнічення сердечника постійної складової випрямленого струму і велика зворотна напруга не дозволяють широко використовувати цю схему.

Двонапівперіодна схема з нульовим дротом

Схема двонапівперіодного випрямляча з нульовим дротом показана рис 5.3.



Рисунок 5.3 - Схема двонапівперіодного випрямляча з нульовим дротом
В схемі двонапівперіодного випрямляча з нульовим дротом вторинна обмотка трансформатора має додатковий висновок від середньої крапки. Напруга верхньої і нижньої вторинних обмоток трансформатора рівні по величині і протилежні по фазі. У перший напівперіодVD1 відкритий, VD2- закритий. Струм протікає через VD1 і навантаження в напрямі, вказаному суцільними стрілками. У другий напівперіод полярність напруги міняється. Струм проходитиме через VD2 інавантаження. VD1 знаходитьсяпід зворотною напругою і струму не пропускає (рис 5.4).



Рисунок 5.4 – Графіки напруг і струмів двонапівперіодного випрямляча з нульовим дротом
Струм в навантаженні протікає в одному напрямі протягом обох напівперіодів. Форма імпульсів вихідного струму може бути розкладена в ряд Фур'є:



Таким чином можна зробити висновок, що частота основної гармоніки вихідної напруги в два рази вища за частоту вхідного.

Середнє значення випрямленої напруги (постійна складова):

(5.5)

деU₂ діюча напруга однієї з вторинних обмоток трансформатора. Максимальний струм діода:

(5.6)

Максимальний струм вентиля так само, як і в однонапівперіодній схемі, в π раз більше його середнього струму. Струми у вторинних обмотках трансформатора і вентилях VD1 і VD2 протікаютьпо черзі, унаслідок чого використання обмоток трансформатора виявляється незадовільним. У первинній обмотці форма струмуi₁- синусоида. Напруга на закритому діоді:

(5.7)

Максимальна зворотна напруга на вентилі складається з і

(5.8)

Діюче значення струму вторинної обмотки:

(5.9)

краще використання трансформатора в двонапівперіодній схемі пояснюється відсутністю намагнічення сердечника трансформатора. Постійні складові струму вторинних обмоток створюють сили, що намагнічують сердечник трансформатора, направлені на зустріч один одному, в результаті їх магнітні потоки в сердечнику трансформатора компенсуються.

Частота пульсації вихідної напруги рівна 2f₀. Коефіцієнт пульсації в багатофазних випрямлячах можна порахувати по формулі:

, (5.10)

де U_П- амплітуда гармонійної пульсації порядку n, m - відношення частоти пульсації основної гармоніки до частоти мережі.

Тому в даній схемі

(5.11)

До достоїнств даної схеми можна віднести наступне:

1. 
   у даній схемі трансформатор використаний краще, ніж в однонапівперіодній,
   
2. 
   середнє і максимальне значення струму вентиля зменшуються в два рази при одному і тому ж струмі навантаження.
   
3. 
   Частота пульсацій збільшується в два рази.
   
4. 
   зменшується амплітуда пульсації.
   

недоліки даної схеми наступні:

1. 
   достатньо велика величина зворотної напруги на вентиляхU_{обр мах}.
   
2. 
   необхідно використовувати два вентилі і ретельно симетрувати вторинні обмотки.