Трехфазная мостовая сема выпрямления (сх. Ларионова)

Эта схема по сравнению с трехфазной схемой Миткевича имеет:

напряжение на вентиле в 2 раза меньше, лучшее использование трансформатора, отсутствие вынужденно намагничивания магнитопровода, меньшую амплитуду и большую частоту пульсации, возможность непосредственно от сети без трансформатора. Недостатком мостовой схемы по сравнению со схемой Миткевича являются: большое количество вентилей и повышенное падение напряжения в вентильном комплекте.

Мостовая схема выпрямления трёхфазного переменного тока (сх. Ларионова) и временные диаграммы её работы приведены на рисунке 7.

Основные преимущества трехфазной мостовой схемы по сравнению с однополупериодной трехфазной следующие: коэффициент пульсации 5,7% против 25%; частота пульсации 300Гц против 150Гц; расчетная мощность трансформатора всего на 5% превышает мощность выпрямленного тока, в то время как в однополупериодной на 35%; отсутствует подмагничивание магнитопровода трансформатора, можно применять трансформатор без вывода средней точки вторичной обмотки.
^К недостаткам схемы Ларионова следует отнести необходимость применения удвоенного числа диодов (6 против 3), что в настоящее время не является решающим при выборе схемы выпрямителя.

43. Выпрямление однофазного тока.

Выпрямителем называется электронное устройство, преобразующее энергию переменного тока (обычно синусоидального) в энергию постоянного тока.

Выпрямитель состоит из трансформатора ТV, первичная обмотка которого включена в сеть переменного тока, а последовательно со вторичной включен диод VD и сопротивление нагрузки. Трансформатор служит для получения необходимого уровня переменного напряжения и гальванической развязки цепей переменного и выпрямленного тока.

При этом для простоты анализа будем считать активное сопротивление обмоток трансформатора и прямое сопротивление диода равными нулю. В первый полупериод (0 – ) напряжение положительно, диод открыт, в сопротивлении нагрузки возникает ток . Во время напряжение отрицательно – диод закрыт. Ток нагрузки равен нулю и все напряжение приложено ко второму диоду.

Достоинством такой схемы является ее простота. Недостатками – высокий коэффициент пульсации выпрямленного напряжения (q=1.57) и наличие постоянной составляющей тока во вторичной обмотке трансформатора, Низкий коэффициент использования габаритной мощности трансформатора (около 0,45), униполярный ток, который проходя через вторичную обмотку, намагничивает сердечник трансформатора, изменяя его характеристики и уменьшая КПД; малое значение выпрямленного напряжения ;

применяется в импульсных блоках питания с частотой переменного напряжения свыше 10 кГц, широко применяющихся в современной бытовой и промышленной аппаратуре(электронно-лучевые трубки, трубки рентгеновских аппаратов). Объясняется это тем, что при более высоких частотах пульсаций выпрямленного напряжения, для получения требуемых характеристик (заданного или допустимого коэффициента пульсаций), необходимы сглаживающие элементы с меньшими значениями емкости (индуктивности). Вес и размеры источников питания уменьшаются с повышением частоты входного переменного напряжения. U_ср = 0,318 U_max

Двухполупериодный (мостовой) выпрямитель состоит из трансформатора ТV и четырех диодов VD1 – VD4, включенных по мостовой схеме

.

К одной диагонали моста подключена обмотка трансформатора, к другой – нагрузочное сопротивление . Каждая пара диодов работает поочередно. В первый полупериод напряжения U2 открыты диоды VD1 и VD3, а VD2 и VD4 закрыты. Ток нагрузки протекает через диоды VD1, VD3 и сопротивление в направлении от точки 1 к точке 2. В следующий полупериод напряжение отрицательно, диоды VD1, VD3 заперты, а диоды VD2, VD4 открыты. Ток нагрузки протекает через диоды VD2, VD4 и сопротивление в направлении от точки 1 к точке 2.

U_cp=0,636U_max, меньший коэф пульсации q=0.667

Двухполупериодный выпрямитель с выводом средней точки вторичной обмотки трансформатора можно рассматривать как объединенные вместе два однополупериодных выпрямителя. В каждый полупериод напряжения работает или верхняя, или нижняя часть схемы. При положительном напряжении диод VD1 открыт, диод VD2 закрыт. Ток нагрузки протекает через диод VD1 и от точки 1 к точке 2. В следующий полупериод положительно направление . Диод VD1 закрыт, VD2 – открыт. Ток нагрузки протекает через диод VD2 и также от точки 1 к точке 2

Эта схема имеет те же преимущества перед однополупериодным выпрямителем, что и мостовая схема. Количество диодов в два раза меньше, чем у мостового выпрямителя, но применение трансформатора увеличивает ее массу и габариты.