- •1. Первичные источнки электропитания
- •Обобщенная структурная схема системы эл. Снабжения
- •Источники бесперебойного питания (ибп).
- •Структурные схемы выпрямительных устройств.
- •Показатели эпу
- •1.5 Показатели вторичных источников
- •Магнитные материалы
- •Основная формула трансформаторной эдс
- •Управление индуктивностью
- •Потери в магнитопроводе
- •Классификация трансформаторов и их конструкции
- •Режим хх и кз трансформатора
- •Нагруженный режим работы трансформатора
- •Мощность трансформатора
- •Кпд трансформатора
- •Трёхфазные трансформаторы
- •Принципы выпрямления переменного тока
- •Вентиль и его характеристики
- •Схемы выпрямления
- •Расчётные соотношения в неуправляемых выпрямителях
- •Схемы пассивных сглаживающих фильтров и их характеристики
- •Индуктивный характер нагрузки выпрямителя
- •Емкостный характер нагрузки, схемы удвоения и умножения напряжения
- •Стабилизаторы. Классификация и параметры
- •Параметрические стабилизаторы тока и напряжения
- •Феррорезонансный и ферромагнитный параметрические стабилизаторы
- •Компенсационный стабилизатор (ксн). Основное уравнение стабилизатора
- •Принцип действия импульсных стабилизаторов. Их классификация
- •Функциональные схемы повышающего, понижающего и инвертирующего стабилизаторов.
- •Преобразователи напряжения. Классификация…
- •Однотактный преобразователь с прямым включением выпрямительного диода
- •Двухтактный преобразователь с самовозбуждением
- •Мостовой и полумостовой инверторы. Принцип действия, особенности работы
- •Корректор коэффициента мощности.
- •1.6 Примеры задач с решениями
- •2.6 Примеры задач с решениями
- •Примеры задач по выпрямителям с решениями
- •Определите среднее значение напряжения (постоянную составляющую) u0.
- •Пример 3.9.5
- •Из линейности внешней характеристики выпрямителя следует:
- •3.10 Примеры задач по сглаживающим фильтрам с решениями
- •Пример 3.10.4
- •Определите уровни токов и напряжений (расчёт по постоянному току рис. 3.62б и в момент коммутации). Изобразите ожидаемые диаграммы переходных процессов при периодической коммутации ключа к.
- •Пример 3.10.5 Исходные данные: Схемы пассивного (а) и активного (б) сглаживающих фильтров приведены на рисунке 3.64.
- •Примеры задач по стабилизаторам с решениями Пример 4.6.1
- •Падение напряжения на балластном резисторе:
- •Пример 4.6.7 Исходные данные: Для схемы мостового стабилизатора напряжения параметры используемых стабилитронов приведены на рисунке 4.34.
- •Определите коэффициент стабилизации по напряжению.
- •Пример 4.6.12
- •5.5 Примеры задач по преобразователям с решениями
-
Расчётные соотношения в неуправляемых выпрямителях
Неуправляемый выпрямитель характеризуется рядом показателей к которым относятся, выходное напряжение – U 0, коэффициент пульсаций – КП, частота первой гармоники пульсаций – fп, коэффициент выпрямления и др.
Простейший выпрямитель (рис. 3.15, пульсность р=1
Мгновенное напряжение Ud на интервале подчиняется закону косинуса (повторяет напряжение U2)
Среднее значение выходного напряжения равно
. (3.10)
Отношение называют коэффициентом выпрямления. Он показывает степень использования трансформатора. Для нашего случая
т.е. довольно низкая величина.
Найдём теперь коэффициент пульсаций по первой гармонике.
Если грубо принять напряжение Ud гармоническим и считать, что его амплитуда , то . Поэтому, такие схемы без сглаживающих фильтров не используют.
Обратное напряжение на вентиле равно Uобр = Um2.
Для двухфазной однотактной схемы (рис. 3.17 пульсность р=2).
Среднее значение (постоянная составляющая) выходного напряжения (рис.3.24 б) равно
Коэффициент выпрямления равен
Если грубо принять напряжение Ud гармоническим и считать, что , то . Если же периодическую кривую напряжения Ud разложить в ряд Фурье и выделить первую гармонику, то получим КП = 0,667. Это соответствует аналитическому выражению
,
которое справедливо при .
-
Схемы пассивных сглаживающих фильтров и их характеристики
Сглаживающий фильтр включается между выходом выпрямителя и нагрузкой, представляет собой ФНЧ и служит для сглаживания пульсаций (выделения постоянной составляющей – U0) выходного напряжения. Фильтры бывают пассивные и активные.
Пассивные сглаживающие фильтры Их сглаживающее действие основано на накоплении энергии в реактивных элементах от сети в моменты её максимума и передачи в нагрузку в моменты её минимума. Основные схемы пассивных фильтров приведены на рис.3.25.
Рисунок 3.25 – Схемы пассивных сглаживающих фильтров
Сглаживающий фильтр характеризуется коэффициентом сглаживания пульсаций, под которым понимают отношение коэффициента пульсаций на входе к коэффициенту пульсаций на выходе фильтра [3]:
(3.23)
Отношение постоянной составляющей на выходе к постоянной составляющей на входе называют КПД фильтра, тогда
, (3.24)
где – КПД фильтра.
В общем случае, сглаживающий фильтр является частотно зависимым делителем напряжения Z1 и Z2, как показано на рис.3.26.
-
Индуктивный характер нагрузки выпрямителя
Постановка пассивного сглаживающего фильтра на выходе выпрямителя существенно влияет на физические процессы в самом выпрямителе. Индуктивный характер имеет место при работе выпрямителя на фильтр, начинающийся с индуктивности или на обмотку реле, контактора, обмотки возбуждения электрических машин и др. Схема простейшего выпрямителя с индуктивным характером нагрузки приведена на рис.3.34. В этих схемах, как правило, выполняется условие >> т.е. индуктивное сопротивление дросселя на частоте пульсаций больше сопротивления нагрузки. Известно, что ток в индуктивности отстаёт от напряжения на π/2 и процесс нарастания и спада тока заканчивается в пределах одного периода.
Ток в цепи (i2) несинусоидален, так как кроме ЭДС вторичной обмотки в ней действует ЭДС индукции дросселя .
При увеличении тока происходит накопление энергии в магнитном поле дросселя, а при уменьшении тока – освобождение этой энергии.
Таким образом, результатом включения индуктивности является “затягивание” тока вентиля. Угол протекания тока зависит от постоянной времени , где R=RН + rД + r2, rД - сопротивление диода, r2 - омическое сопротивление вторичной обмотки трансформатора (рис.3.35).По выпрямителям с индуктивным характером нагрузки можно сделать следующие выводы:
-
Индуктивная составляющая сопротивления и нагрузки должна быть соизмерима с Rн (иначе КПД будет низким).
-
Форма кривой тока вентиля приближается к прямоугольной.
-
Длительность работы каждой фазы не зависит от индуктивности в цепи нагрузки, а определяется числом фаз выпрямления (пульсностью) и индуктивностью рассеяния трансформатора.
-
Наличие индуктивности рассеяния приводит к перекрытию токов фаз, при этом U0 снижается, а пульсации на входе сглаживающего фильтра возрастают.