Билет №13. Однофазные неуправляемые вы-прямители, их структура, свойства, назначение, типы, достоинства и недостатки, параметры и характеристики.
Структурная схема однофазного выпрямительного устройства изображена на рис.
На вход выпрямителя подается переменное
напряжение U1, которое с помощью трансформатора Тр изменяется до требуемого значения u2. Кроме
того, трансформатор осуществляет электрическую развязку источника выпрямляемого напряжения и нагрузочного устройства, что позволяет получать с помощью нескольких вторичных обмоток различные значения напряжений U2,гальванически не связанных друг с другом. После трансформатора переменное напряжение u2 а вентильной группой ВГ (или одним вентилем) преобразуется в пульсирующее напряжение Uo1. Количество вентилей зависит от схемы выпрямителя. В выпрямленном напряжении Uo1 помимо постоянной составляющей присутствует переменная составляющая, которая с помощью сглаживающего фильтра СФ снижается до требуемого уровня, так что напряжение Uo2 на выходе фильтра имеет очень малые пульсации. Установленный после фильтра стабилизатор постоянного напряжения Cm поддерживает неизменным напряжение Uн на нагрузочном устройстве Rн при изменении значений выпрямленного напряжения или сопротивления Rн. Для выпрямления однофазного переменного напряжения широко применяют три типа выпрямителей: однополупериодный и два двухполупериодных.
Основными электрическими пара-метрами однополупериодного выпрямителя всех выпрямителей являются: средние значения выпрямленных тока и напряжения Iн. ср и Uн. ср; мощность нагрузочного устройства Pн.cp= U.н.срIн.ср и амплитуда основной гармоники выпрямленного напряжения Uосн т юэффициент пульсаций выпрямленного напряжения p=Uocн m/Uн.ср; действующие значения тока и напряжения первичной и вторичной обмоток трансформатора I1, U1 и I2, U2; типовая мощность трансформатора Sтр=0,5 (S1+S2), где S1=U1I1, а S2=U2 I2; коэффи-циент полезного действия ?=Pн.ср/Pн.ср+Pтр+Pд), где Pтр — потери в трансформаторе, а Рд — потери в диодах. Основным преимуществом однополу-периодного выпрямителя является его простота. Анализ электрических параметров позволяет
сделать вывод о недостатках этого вы-прямителя: большой коэффициент пульсаций, малые значения выпрямленных тока и напряжения. Однополупериодный выпрямитель применяют обычно для питания высокоомных нагрузочных устройств (например, электроннолучевых трубок), допускающих повышенную пульсацию; мощность не более 10—15 Вт. Диод в выпрямителях является основным элементом. Поэтому
диоды должны соответствовать основным электрическим параметрам выпрямителей. Двухполупериодные выпрямители бывают двух типов: мостовыми и с выводом средней точки вторичной обмотки трансформатора.
Эти выпрямители являются более мощными, чем однополупериодные, так как с их помощью нагрузочные устройства используют для своего питания оба полупе-риода напряжения сети. Они свободны от недостатков, свойственных однопо-лупериодным выпрямителям, имеют более высокий к.п.д. Однако это достигается за счет усложнения схем двухполупериодных выпрямителей. Наибольшее распространение получил двухполупериодный мостовой выпрямитель. Он
состоит из трансформатора и четыpex диодов, подключенных к вторичной обмотке трансформатора по мостовой схеме. К одной из диагоналей
моста подсоединяется вторичная обмотка трансформатора, а к другой — нагрузочный резистор Rн. Каждая пара диодов (Д1, Д3 и Д2, Д4) работает поочерёдно. Двухполупериодные выпрямители применяют для питания нагрузочных устройств малой и средней мощностей.