Главная  Электронные лампы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [ 103 ] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]

Подставив (17.16) в (17.15), получим

К, = 1,57.

Такая большая величина коэффициента пульсации является основным недостатком однополупериодной схемы выпрямления. Кроме того, постоянная составляющая выпрямленного тока в данной схеме значительно меньше действующего значения тока во вторичной обмотке трансформатора (/„ = 0,636/з). Это приводит к недостаточному использованию обмоток трансформатора по току. При больших значениях тока силовой трансформатор оказывается очень громоздким. Поэтому однополупериодная схема выпрямления в современных выпрямительных устройствах применяется редко.

17.2. ДВУХПОЛУПЕРИОДНАЯ СХЕМА ВЫПРЯМЛЕНИЯ (С ВЫВОДОМ СРЕДНЕЙ ТОЧКИ)

Двухпблупериодные схемы выпрямления делятся на два вида: схемы с выводом средней точки вторичной обмотки силового трансформатора и мостовые схемы.

-с>н

--и

-t>h


Рнс. 17,3. Двух полу пер йодный выпрямитель со средней точкой: а - ссма; б - график токов и напряжений.

В схеме с выводом средней точки (рис. 17.3) вторичная обмотка силового трансформатора имеет три вывода: два ~ от ко!нгов обмотки Л и £ и третий - от ее середины О. По существу данная схема представляет собой сочетание двух однополупернодных выпрямителей, работающих на общую нагрузку R. По числу фаз вторичной обмотки трансформатора схему южиo считать двухфазной, так как напряжения и V% подводимые к каждому диоду, равны по величине, гю противополол<:ны по фазе.

В одшг из полупериодов, когда конец обмотки А положителен по

отношению к среднему выводу, ток проходит от вывода Л, через диод Л1, нагрузочное сопротивление R и замыкается через вторичную обмотку О А в направлении от О к Л. В следующий иолупериод, когда вывод Б положителен по отношению к точке О, ток (г проходит от вывода Б через диод i?2, нагрузочное сопротивление R и замьпса-ется через вторичную обмотку ОБ в направлении от О к . Через сопротивление нагрузки токи 1% и ь проходят в оба полу периода в одном



н том же направлении, создавая на этом сопротивлении выпрямленное напряжение V.

На рис. 17.3, б приведены кривые выпрямленного напряжения и тока для двухполупернодной схемы со средней точкой. Из рисунка видно, что выпрямленные ток и напряжение имеют форму синусоидальных импульсов, повторяющихся в течение каждой половины периода. При одинаковых амплитудных значениях импульсов U2m постоянные составляющие тока и напряжения для двухполуперпод-[юй схемы оказываются в два раза больше, чем при одно полу пер йодном выпрямлении. Поэтому с учетом соотношения (17.2) получим

=4-/2 0,636/2;. (17.17)

Вследствие того, что выпрямленное напряжение Ug = IR, можгю записать

U,0.636f2rnR,. (17.18)

Если пренебречь внутренинм сопротивлением диода для прямого тока, то падение напряжения hm можно считать равным максимальному напряжению на зажимах каждой половины вторичной обмотки трансформатора, т. е.

Поэтому

и, = 0,mU2m = ~V2m. (17.19)

Заменив амплитудное значение напряжения U-2:n его действующим значением, получим

6о = 0,92- (17.20)

Из схемы, приведенной на рис. 17.3, с, следует, что в течение того полупериода, когда работает диод Д1, «анод» диода Д2, соединенный с точкой Б вторичной обмотки, находится под отрицательным потенциалом. В то же время «катод» диода Д2 имеет положительный потенциал, равный потенциалу точки А вторичной обмотки (падением напряжения на проводящем диоде Д1 можно пренебречь). Следовательно, обратное напряжение, приложенное к диоду Д2, рав>ю разности потенциалов между концами А w Б вторичной обмотки трансформатора. Максимальное значение этой разности потенциалов равно удвоенному амплитудному значению напрял1ения на одной по.ювине вторичной обмотки трансформатора. Очевидно, при полкой симметрии плеч двухполупернодной схемы такое же обратное напряжение в следующий полупериод будет приложено к диоду Д}. Таким образом, в рассматриваемой схеме

Uo62U2rn = 2V2U. (17.21)

Определив Un из (17.19) и подставив его в (17.21), получим

г/обр == 2 и,п = 3, ни,. (17.22)

11* 315



Это выражение показывает, что в двухполупсриодной схеме максимальное обратное напряжение на диоде более чем в 3 раза превышает выпрямленное напряэюение.

Среднее значение тока, проходящего через каждый диод, для двух-полупериодной схемы

/ср-0,5/о. (17.23)

Отсюда нетрудно заключить, что в двухполупериодпой схеме величина тока, проходящего через каждый диод, в два раза меньше, чем е однополупериодной. Поэтому при одинаковом значении требуемого выпрямленного тока в двухполупериодпой схеме можно использовать диоды, рассчитаиньш на меньшую величину допустимого тока, чем в однополупериодной схеме.

Действующее значение тока, проходящего через вторичную обмотку трансформатора, для двухполупериодпой схемы составляет

= 0,785/о. (17.24)

Эта величина действующего значения тока /.. в два раза меньиде, чем в однополупериодной схеме. Следовательно, в двухполупериодпой схеме значительно лучше, чем в однополупериодной. используются обмотки трансформапюра по току, что позволяет уменьшить раз.меры и массу силового трансформатора.

Из рисунка 17.3, б видно, что напрял1енпе на нагрузке достигает максимума два раза за период. Следовательно, частота пульсации-напряжения на нагрузке в двухнолупериодной схеме равна удвоенной частоте сети:

2/с- (17.25)

Нетрудно доказать, что в двухполупериодиой схеме (при полной симметрии плеч) юк первой гармоники в сопротивлении нагрузки отсутствует. Действительно, мгновенные значения токов первой гармоники каждого плеча ii и 1\ с учетом сдвига фаз на 180° между ними могут быть записаны в виде:

i\ hm sin <jit, i"i = hmsm {Ш ± 180). Для нахождения тока первой гармоники в сопротивлении нагрузки необходимо сложить токи ii и (при этом будем считать, что вследствие симметрии схемы lun = /п« = hm),

i\ + = /{[sino; + sin((o ± 180)1 = Iim{sinoit~sm<t)i) = 0. (17.26)

Следовательно, колебания выпрямленного напряжения в данной схеме обусловлены второй гармоникой тока, изменяюидейся с частотой 2/ и имеющей меньшую амплитуду по сравнению с первой гармоникой.

Для двухнолупериодной схемы, работающей на чисто активную нагрузку,

КОМ (17.27)

Следовательно, двухполупериодная схема дает более сглаженное выпрямленное напряжение, чем однополупериодная, что, однако, не



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [ 103 ] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]

0.0012