Выпрямители

Служат для преобразования переменного напряжения в постоянное с помощью полупроводниковых выпрямительных диодов.

• Схема однополупериодного выпрямителя – ток I_н через диод проходит в нагрузку R_н только в положительные полупериоды напряжения U₂, т.к. отрицательные полупериоды оно запирает диод. Ток в нагрузке (заштрихован) имеет прерывистый характер, а его постоянная составляющая I₀ представляет собой среднее значение тока, протекающий за период, и создает на нагрузке постоянную составляющую напряжения

U₂ и U_max2 – действующие и амплитудное значение синусоидального напряжения вторичной обмотки трансформатора.

В отрицательный полупериод к запертому диоду приложено обратное напряжение Поэтому диод выбирают по условию

Фильтры

Для питания РЭА допускаются пульсации, не превышающие доли процента. Для уменьшения пульсаций питания после выпрямителя применяют сглаживающий фильтр.

Коэф.пульсации

Коэф.сглаживания

Для дальнейшего снижения пульсации применяют Г-образные LC-фильтры (в). Индуктивное сопротивление стремится сделать как можно большеR_н для того, чтобы переменные составляющие выпрямительного напряжения с частотами пульсации от основной ω и выше “задерживалось” фильтром в виде падения напряжения на не достигая нагрузки. Емкостное сопротивлениевыполняют значительно меньше, чемR_н, для того, чтобы переменные составляющие выпрямительного тока замыкались через минуяR_н. При этом постоянная составляющая тока, для которой ,, не создает падения напряжения наи не замыкается через, целиком поступая в нагрузку. Недостаток: громоздкость и трудность изготовления. Поэтому используютRC-фильтры при токах нагрузки несколько миллиампер.

Стабилизаторы напряжения

Это устройство, автоматически поддерживающие напряжение на нагрузке при изменении в определенных пределах таких дестабилизирующих факторов, как напряжение первичного источника, сопротивление нагрузки, t⁰ окружающей среды.

Существует 2 вида линейных стабилизаторов:

1.Параметрический – использует элементы, в которых напряжение остается неизменным при изменении протекающего через них тока. Применяют, в качестве источников опорного (эталонного) напряжения в мощных компенсационных стабилизаторах.

2.Компенсационный – принцип работы основан на сравнении фактического напряжения на нагрузке с эталонным и увеличении или уменьшении в зависимости от этого отклонения выходного напряжения. Эталонное напряжение формируется источником опорного напряжения ИОН. В сравнивающем элементе СЭ происходит сравнение напряжения на нагрузке с эталонным и выработка управляющего сигнала рассогласования. Этот сигнал усиливается усилителем У и поддается на регулирующий элемент РЭ, который обеспечивает такое изменение выходного напряжения, которое приводит к приближению фактического напряжения на нагрузке к эталонном значению. Основной параметр – коф.стабилизации – отношение изменения напряжения на входе и на выходе.

3. Измерение активной мощности в трехфазных цепях. Схемы включения приборов.

В симметричной трехфазной цепи достаточно одного ваттметра, включенного на измерение мощности одной из фаз. Например, на рис. 1 каждый ваттметр измеряет мощность одной из фаз. Для определения мощности всей цепи его показание необходимо утроить.

Активная мощность трехфазной цепи

,

При симметричной нагрузке

. 

.

В несимметричной трехфазной цепи в общем случае необходимо использовать три ваттметра, подключая их к каждой из фаз. Мощность всей цепи получают арифметической суммой показаний всех ваттметров. При этом должен быть обеспечен доступ к нейтральной точке электроприемника либо источника. При отсутствии такового создают искусственную нейтральную точку, соединяя цепи напряжения ваттметров в звезду и выдерживая условия её симметрии.

Однако в трехпроводных трехфазных цепях (без нейтрального провода) существует возможность вместо трех ваттметров использовать только два, что даёт выгодный экономический эффект. Схема двух ваттметров называется схема Арона.

Активная мощность трехфазной системы Р является суммой фазных активных мощностей, а для каждой из них справедливо основное выражение активной мощности цепей переменного тока. Следовательно, фазная активная мощность Рф = 3UфIфcos φ и при симметричной нагрузке активная мощность трехфазного устройства

Р = ЗРФ = 3 UфIф cos φ (3.7)

Но в трехфазных установках в большинстве случаев приходится выражать активную мощность устройства не через фазные, а через линейные величины. Это легко сделать на основании соотношений фазных и линейных величин, заменив в выражении активной мощности фазные величины линейными. При соединении звездой Uф = Uл / √3 ; 1Ф = Iл, а при соединении треугольником Uф = Uji; Iф = Iл/√3 .После подстановки этих выражений в формулу (3.7) получим одно и то же выражение для активной мощности трехфазной симметричной установки:

Хотя это выражение относится только к активной мощности симметричной системы, тем не менее им можно руководствоваться в большинстве случаев, так как в промышленных устройствах основная нагрузка редко бывает несимметричной.

Реактивная мощность в симметричной системе, так же как и полная мощность, выражается через линейные величины подобно активной мощности:

Простейшие условия измерения активной мощности трехфазной системы имеются в том случае, если фазы приемников соединены звездой с доступной нейтральной точкой. В этом случае для измерения мощности одной фазы цепь тока ваттметра соединяют последовательно с одной из фаз приемника (рис. 3.12 а), а цепь напряжения включают под напряжение той фазы приемника, в которую включена цепь тока ваттметра, т. е. зажимы цепи напряжения ваттметра присоединяются один к линейному проводу, а второй—к нейтральной точке приемника. В подобных условиях измеренная мощность

а мощность симметричного приемника

Часто нейтральная точка недоступна или фазы приемника соединены треугольником. Тогда применяется измерение с помощью искусственной нейтральной точки (рис. 12 6).

Такая точка (точнее узел) составляется из цепи напряжения ваттметра с сопротивлением rnm-n и двух добавочных резисторов С такими же сопротивлениями. При таком соединении цепь напряжения ваттметра находится под фазным напряжением, а через цепь тока прибора проходит фазный ток. Следовательно, и при таком измерении

Для измерения активной мощности в четырехпроводной установке (т. е. установке с нейтральным проводом) при несимметричной нагрузке применяют способ трех ваттметров (рис. 3.13). В такой установке каждый из ваттметров измеряет активную мощность одной фазы, а активная мощность установки определяется как сумма мощностей, измеренных тремя ваттметрами:

Если включить два ваттметра в трехпроводную систему постоянного тока (рис. 3.14), то они будут измерять мощность всей установки. При этом не имеет знамения, каковы напряжения отдельных пеней, объединенных в трехпроводную систем. Если вместо постоянных тока и напряжения рассматривать мгновенные значения напряжений и токов трехфазной системы, то в таких условиях ваттметры будут показывать средние значения мгновенных мощностей, т. е. активные мощности. Но следует иметь в виду, что хотя Р = Р1 + Р2, мощность системы равна сумме показаний двух ваттметров, но эта сумма алгебраическая, т. е. показание одного из ваттметров может быть отрицательным — стрелка одного из ваттметров может отклоняться в обратную сторону, за нуль шкалы. Чтобы отсчитать в таких условиях показание ваттметра нужно переключить зажимы цепи напряжения. Показания прибора после такого переключения следует считать отрицательными.

Рис. 3.14 Схема измерения активной мощности в трехфазной трехпроводной системе (способ двух ваттметров)