инфо, измер техника реферат. Реферат по дисциплине информационноизмерительная техника Вариант14 Тема Выпрямительные преобразователи амплитудного значения. Выполнил студент гр. 102305 Ульянов А. Ю
 Скачать 117.47 Kb.
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Псковский государственный университет» Институт инженерных наук Кафедра электроэнергетики, электропривода и систем автоматизации Реферат по дисциплине «ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА» Вариант№14 Тема «Выпрямительные преобразователи амплитудного значения.» Выполнил студент гр. 1023-05 Ульянов А. Ю. Подпись: ___________________ Проверил Коробов В.М. Подпись: ___________________ Дата: «__» ___________ 20__ г. ПСКОВ 2022 Содержание. Выпрямительные устройства и их характеристики Структурная схема и параметры выпрямителей Однофазные выпрямители. Схемы, принцип действия, параметры и характеристики Двухполупериодная мостовая схема Сглаживающие фильтры Индуктивный фильтр Внешние характеристики выпрямителей Выпрямительные устройства и их характеристики 1. Структурная схема и параметры выпрямителей ВЫПРЯМИТЕЛЬ - это устройство, преобразующее переменный ток в постоянный. Структурная схема выпрямителя  Трансформатор регулирует напряжение до необходимой величины. Вентильная группа содержит элементы с односторонней проводимостью: выпрямительные диоды в неуправляемых выпрямителях и тринисторы - в управляемых выпрямителях. Сглаживающие фильтры предназначены для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения. Стабилизатор напряжения поддерживает неизменным напряжение на нагрузочном резисторе Rн . Существуют однофазные и трехфазные, управляемые и неуправляемые выпрямители. 2. Однофазные выпрямители. Схемы, принцип действия, параметры и характеристики Для выпрямления однофазного переменного напряжения применяют три схемы: 1) однополупериодная; 2) двухполупериодная мостовая; 3) двухполупериодная трансформаторная (с выводом средней точки). Однополупериодная схема - в которой ток проходит через вентиль только в течение одного полупериода переменного напряжения источника. Двухполупериодные схемы - в которых ток проходит через вентильную группу в течение двух полупериодов переменного напряжения источника. Рассмотрим соотношения параметров в выпрямителях при следующих допущениях: 1) Индуктивное сопротивление рассеяния трансформатора и активное сопротивление его обмоток равны нулю; 2) Сопротивление вентиля в прямом направлении равно нулю, а в обратном равно бесконечности. Однополупериодный однофазный выпрямитель Временные диаграммы напряжений и токов: Определим постоянную составляющую выпрямленного тока:    .Так как  , то  .Но так как  , т.е.  , то или  .Постоянная составляющая напряжения, выраженная через максимальное значение:  .Постоянная составляющая напряжения, выраженная через действующее значение:  Таким образом, в данной схеме максимальное напряжение на диоде  ,т.е. напряжение на диоде в три раза больше, чем на нагрузке. Среднее значение тока диода в этой схеме  .Величину пульсаций выпрямленного напряжения характеризуют коэффициентом пульсаций  ,где U1m – амплитуда переменной составляющей напряжения, изменяющегося с частотой повторения импульсов, т.е. амплитуда первой гармоники. Для однополупериодной схемы  , а  .Недостатки схемы: 1) большое значение коэффициента пульсаций  ;2) напряжение на нагрузке почти в 3 раза меньше, чем на диоде; 3) постоянная составляющая выпрямленного тока  значительно меньше тока  во вторичной обмотке трансформатора, что приводит к его недостаточному использованию по току.Двухполупериодная мостовая схема   I0 в 2 раза больше, чем в однополупериодной схеме. Поэтому:   ; ;Частота выпрямленного тока в 2 раза больше, чем у сети.  .Двухполупериодная схема с выводом средней точки вторичной обмотки трансформатора   Это фактически сочетание двух однополупериодных выпрямителей, включенных на нагрузочный резистор Rн в различные фазы. Соотношения параметров в данной схеме такие же, как и в мостовой схеме. Преимущества двухполупериодных выпрямителей по сравнению с однополупериодным: Среднее значение выпрямленных тока и напряжения в 2 раза больше, а пульсации меньше. Но двухполупериодные выпрямители имеют более сложную конструкцию и стоимость. Сравнение двухполупериодных схем: 1) Мостовая схема конструктивно проще, ее габариты, масса и стоимость ниже, чем трансформаторной схемы. 2) Максимальное обратное напряжение на закрытых диодах в мостовой схеме в 2 раза меньше (на каждый из двух диодов приходится половина напряжения). 3) Но в мостовой схеме необходимо в 2 раза больше диодов. При выпрямлении токов I >Iпрmax для одного диода параллельно включают однотипные диоды с добавочными сопротивлениями:  Величины токов определяются их сопротивлениями в прямом направлении. Но сопротивления диодов в прямых направлениях Rдпр даже для однотипных диодов различны. Для выравнивания токов диодов последовательно включают добавочные сопротивления. Причем Rд в 5…10 раз больше Rдпр .  При выпрямлении напряжения, превышающего максимально допустимое для диода Uобр.max , используют последовательное соединение диодов, шунтированных резисторами. При этом обратное напряжение на диодах распределяется в соответствии с их обратными сопротивлениями Rд.обр . Для выравнивания обратных напряжений параллельно диодам включают шунтирующие резисторы Rш , величина которых равна: Rш =(0,1…0,2) Rд.обр . 3. Сглаживающие фильтры Схемы, принцип действия, параметры и характеристики Для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения применяют сглаживающие фильтры (СФ). Снижение пульсаций оценивается коэффициентом сглаживания  ,где Kп и Kп ’ – коэффициенты пульсаций до и после фильтра. Основными требованиями к сглаживающим фильтрам является максимальное уменьшение высокочастотных составляющих токов в сопротивлении нагрузки. У индуктивного элемента  , а у емкостного элемента ,где k – номер гармоники. Поэтому индуктивность устанавливают последовательно, а емкость – параллельно нагрузке. Емкостной фильтр   Конденсатор заряжается до напряжения U2 , когда U2 > Uс (интервал t1 – t2 ). В течение интервала времени (t2 – t3 ) напряжение Uс > U2 – диод закрыт, а конденсатор разряжается через резистор Rн с постоянной времени  .С момента времени t3 Uс < U2 – конденсатор заряжается и т.д. То есть, когда диод пропускает ток конденсатор заряжается, а когда к диоду приложено обратное напряжение – конденсатор разряжается на нагрузку Rн . Индуктивный фильтр   В течение положительного полупериода напряжения u2 , когда ток i нарастает, индуктивная катушка Lф запасает энергию, а в отрицательный полупериод – энергия расходуется на поддержание тока. Длительность импульсов тока iн определяется постоянной времени  . Чем больше индуктивность Lф , тем больше затягивается импульс и его амплитуда снижается из-за индуктивного сопротивления  . Падает и среднее значение тока.Обычно индуктивность Lф в однополупериодных схемах не применяют, а используют в двухполупериодных:  Разновидности сглаживающих фильтров:  LC- RC-фильтры; Г-, П-, Т- образные фильтры. 4. Внешние характеристики выпрямителей Сопротивление нагрузки Rн при работе изменяется, что вызывает изменение нагрузочного тока Iн . Трансформаторы и вентили (диоды) имеют определенные величины активных сопротивлений Rтр и Rпр . На этих сопротивлениях происходит падение напряжения от тока Iн , приводящее к изменению напряжения на нагрузке Uн . Внешняя характеристика выпрямителя Uн (Iн ).  ,где Uхх – выпрямленное напряжение при Iн =0;  - среднее значение падения напряжения на сопротивлении диода в прямом направлении; - среднее значение падения напряжения на активном сопротивлении вторичной обмотки трансформатора.Внешняя характеристика определяет границы изменения нагрузочного тока, при котором выпрямленное напряжение не снижается ниже допустимой величины.  1 – выпрямитель без фильтра (характеристика нелинейна из-за Rпр ); 2 – Выпрямитель с емкостным фильтром; В режиме ХХ (Iн =0) выпрямленное напряжение равно амплитудному значению Umхх , а без фильтра – среднему значению. Для однополупериодного выпрямителя  ;Для двухполупериодного -  .При росте тока нагрузки кривая 2 падает более резко, поскольку падение происходит также за счет более быстрого разряда конденсатора на меньшее сопротивление, что снижает напряжение на нагрузке. 3 – Выпрямитель с Г-образным RC-фильтром. Дополнительное снижение напряжения вызвано падением напряжения на последовательно включенном резисторе Rф . Список литературы 1.Тарасов Ф.И. Как построить выпрямитель. -- М.: Госэнергоиздат, 1949. -- 50000 с.2.Вересов Г.П. Электропитание бытовой радиоэлектронной аппаратуры. -- М.: Радио и связь, 1983. -- 128 с. -- 60000 экз.3. В.В. Китаев и др Электропитание устройств связи. -- М.: Связь, 1975. -- 328 с. -- 24000 экз.4.Костиков В.Г. Парфенов Е.М. Шахнов В.А. Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование: Учебник для ВУЗов. -- 2. -- М.: Горячая линия -- Телеком, 2001. -- 344 с. -- 3000 экз. -- ISBN 5-93517-052-3 |