Однополупериодный выпрямитель, принцип действия, коэффициент пульсации выпрямленного тока.
Схема однополупериодного выпрямителя (рис. 10) включает однофазный трансформатор TV , во вторичную обмотку которого включены последовательно диод VD и нагрузочное сопротивление RH . Первичная обмотка трансформатора присоединена к сети переменного тока. При подаче переменного напряжения на первичную обмотку трансформатора напряжение на зажимах его вторичной обмотки также будет переменным. Если напряжение на первичной обмотке является синусоидальным ( ), мгновенное напряжение на вторичной обмотке трансформатора при этом будет меняться во времени по синусоидальному закону ( ). Диод, как известно, проводит электрический ток только в том случае, когда его анод относительно катода будет иметь положительный потенциал. Поэтому ток в цепи (вторичная обмотка трансформатора TV, диод VD , нагрузка RH ) будет протекать только в одном направлении, т.е. в течение положительного полупериода переменного напряжения и1 на первичной обмотке трансформатора. Рис. 10. Принципиальная схема однополупериодного выпрямителя переменного тока: и1, и2, i 1 , i 2 - мгновенные значения напряжения и тока первичной и вторичной обмоток трансформатора соответственно. В результате этого ток, протекающий в цепи нагрузки, оказывается пульсирующим, неизменным по направлению, но изменяющимся по величине во времени. Временные диаграммы изменения напряжений и токов, соответствующих однофазному однополупериодному выпрямителю, представлены на рис. 11. Рис. 11. Временные диаграммы токов и напряжений однофазного однополупериодного выпрямителя. Из рис. 11 видно, что рассматриваемое выпрямительное устройство характеризуется значительными пульсациями выпрямленного тока i 2 и напряжения на нагрузке ин. Максимальное значение тока, проходящего через диод:
где U 2т , U 2 - максимальное и действующее значения напряжений. Мгновенное значение тока i 2, после разложения в гармонический ряд Фурье имеет вид:
Первое слагаемое этого ряда представляет собой среднее значение тока нагрузки за период Т' и называется постоянной составляющей выпрямленного тока. Амплитуда первой гармоники гармонического ряда Фурье
называют переменной составляющей выпрямленного тока (основной гармоникой), она имеет частоту ω напряжения на входе трансформатора (сети). Остальные слагаемые ряда называют составляющими высших гармоник. Амплитуды высших гармоник относительно невелики, поэтому при анализе их можно не учитывать. Среднее выпрямленное напряжение на нагрузке:
Уравнение связывает среднее выпрямленное напряжение Ucp со вторичным действующим значением напряжения трансформатора U 2.
Действующее значение тока I 2 во вторичной обмотке трансформатора TV находят как среднеквадратичное значение тока за период T: Максимальное обратное напряжение U обр.т диода равно амплитудному значению вторичного напряжения трансформатора, так как в отрицательный полупериод ток равен нулю и падения напряжения на RHнет. Качество выпрямления оценивается коэффициентом пульсации. Для рассматриваемого однополупериодного однофазного выпрямителя:
Это означает, что амплитуда A 1 переменной составляющей выпрямленного тока в 1,57 раза больше постоянной составляющей I ср . Диод в схеме должен выдерживать максимальное обратное напряжение выпрямителя, т.е. при выборе вентиля для выпрямителя следует выбирать Однополупериодный выпрямитель имеет низкую эффективность из-за высокой пульсации выпрямленного напряжения и находит ограниченное применение.
Популярное: Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (313)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |