Режим работы трансформатора

1)Номинальный. - при номинальных зн-ях напряж и тока первичной обмотки трансф-ра.

2)рабочий. Напряж. первичной обмотки близко к номинальному, а ток меньше номинального зн-я.

3) х/х. режим ненагруженного тр-ра, цепь вторич. обмотки разомкнута(I2=0) или подключена к приемнику с большим сопр-ем нагрузки-вольтметр.

4) к.з-вторичная обмотка коротко замкнута(U2=0) или приемник с малым сопротивлением -амперметр

17.ОПЫТ ХОЛОСТОГО ХОДА

х/х это испытание тр-ра при разомкнутой цепи вторич. обмотки и номинальном первичном напряж. U1x=U1ном. Опр-ют коэф трансформации k=E2/E1=U2/U1=w2/w1=I1/I2 и мощность потерь в магнитопр: P_x=I²_x*R₁+Pcт≈Pcт; (из-за малости I²_x*R₁ м/о пренебречь) т.е это потери в стали при номинальном первичном напряжении. Они не зависят от нагрузки тр-ра и наз-ся постоянными.

Опыт к/з – испыт. при короткозамкнутой цепи вторичной обмотки (U2=0) и номинальном первичном токе I1K=I1ном. Опыт служит для опр-я мощности потерь в проводах, внутр. падения напряжения. Напряж. к.з: Uк=Uк/U1ном*100% Т.к. Uк<<U1ном, то пропорциональный напряжению м.поток Ф имеет небольшую величину, и вызываемые им потери в сердечнике незначительны. Мощность при к/з расходуется только на нагрев обмоток, т.е. равна потерям в меди при номинальном режиме:

Активное сопротивление к. з. Rk=Pпотерь/I21k

Индуктив:. Xk= √(Z2k - R2k)= √((U1k / I1ном)2 - R2k)

Полное: Zk= √(R2k + X2k)

Напряжение к. з: uk = (Zk*I1ном /U 1ном)*100%

Коэф. трансформации: n21 ≈ I1k/ I2k (повышающий)

n12 ≈ I2k/ I1k (понижающий тр-р)

18. ВНЕШНЯЯ Х-КА И КПД ТР-РА

В нешняя х-ка определяет зависимость значений вторичного напряжения U2 от тока нагрузки I2. Коэф. загрузки тр-ра: β= I₂/I_2ном;

I_2ном=I_1ном /n₂₁ - номинальный ток нагрузки при номин. первичном токе I_1ном.

КПД -отношение активной мощности P2 на выходе тр-ра к актив. мощ. P1 на входе, η= (P2 / P1) 100%. P1=Рпр1-Рс-Рпр2, Рпр-мощность потерь на нагрев проводов, Рс - на гистереис и вихревые токи в магнитопроводе. Потери в проводах обмоток – переменные, а в магнитопроводе – пост. потери.

 – коэф. загрузки тр-ра; ΔP-мощность потерь; P_K.НОМ – мощ.потерь в проводах обмоток при номинальных токах; сosφ-коэф.мощности.

КПД мах при =√(Рс/Рк.ном),

Трехфазные тр-ры. У 3х однофазных тр-ров первичные и вторичные обмотки размещены на 1 стержне сердечника, а др. стержени не имеют обмотки, их м/о объединить в один 0. Т.к Σ магнитных потоков Фа + Фb + Фс=0, то в 0 стержне м. потока нетдостаточно 3 стержня в 1 плоскости.

На каждом стержне - обмотки высшего и низшего напряжения. Стержни соединяются ярмом. Длина магнитных лилий потока среднего стержня < чем крайних стержней. Поэтому в фазе, обмотка которой помещена на среднем стержне, протекает меньший намагничивающий ток. В стандартных схемах, обмотки высшего напряжения соединены звездой, т.к тогда фазное напряжение в √3 раз < линейного  упрощается изоляция обмоток. Обмотки низшего напряжения соединяются треугольником, т.к тогда тр-р менее чувствителен к не симметрии нагрузки фаз.

19. АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Статор - полый цилиндр из пластин эл.технической стали. На внутр. поверхности - пазы где уклад-ся с 3 фазные обмотки началами С₁, С₂, С₃. Концы обмоток выносятся на плату.Соединяются обмотки:

Y 

РΔ=3РY. Число оборотов магнитного поля статора: n1=60f/P; f=50Гц-магнитная частота, Р-число пар полюсов. Ротор- цилиндрический магнитопровод на внешней пов-ти - пазы в которые укладываются коротко замкнутые или 3фазные обмотки соединенные по схеме звезда.

1-обмотки ротора

2-контактные кольца

3-пусковые реостаты

Принцип действия АД

При подведении 3хфазного переменного тока к обмоткам статора получается вращ-ся магн. поле. Оно и наводит в стержнях обмотки ротора ЭДС. Т.к обмотка ротора замкнута, то в стержнях возникают токи. Взаимодействие этих токов с полем статора создает на проводниках обмотки ротора э/м силы Fпр, ( направление по правилу «левой руки»). Силы Fпр стремятся повернуть ротор в направлении вращения магн. поля статора. Совокупность сил Fпр проводников, создает на роторе э/м момент М, приводящий его во вращение.

Относительная величина отставания n2 от n1 наз-ся скольжением: S=(n2-n1)/n1, n2 – число оборотов ротора. Для АД 0<S<1, на практике- S=0,01-0,07

Режимы работы АД. При пуске А.Д.  S=1, n=0 - частота вращения ротора. В режиме идеального х/хода n=n0, S=0. Номинальный режим: Sн=(2÷5)%. В режиме реального х/хода: Sхх=(0,2÷0,7)%.

S<0-режим генератора, S>1-режим э/м тормоза

20.РАБОЧИЕ х-ки и способы пуска АД

Это зависимости частоты вращения n, вращающего момента Мвр, коэф. мощности cosφ1 и КПД η двигателя от полезной мех. мощности P2 на валу.

http://techno.x51.ru/index.php?mod=text&uitxt=906

http://electricalschool.info/spravochnik/maschiny/495-rabochie-kharakteristiki-asinkhronnogo.html

http://www.motor-remont.ru/books/1/08_94.html

ПУСК: для АД с короткозамк. ротором 3 схемы:

1) Реакторный пуск. Рубильник последовательно соединяет реактивную катушку (ее сопротивление ограничивает величину пускового тока) и статор двигателя, когда скорость ротора приблизится к номинальной, замыкается рубильник, он закорачивает катушку и статор переключается на полное напряжение сети.

2) при автотрансформаторном пуске: по мере разгона двигателя автотрансформатор переводится в положение работа в котором на статор подается полное напряжение сети

3)с переключением с Y на Δ. Дает 3хкратное уменьшение тока. РΔ=3РY

Р еостатный пуск. при большой нагрузке на валу. Используют АД с фазным ротором. Для увеличения пускового момента, в схему ротора включают 3хфазный реостат. После пуска происходит уменьшение пускового тока двигателя. По мере разгона двигателя пусковой реостат выводится и после окончания пуска обмотка ротора оказывается замкнутой накоротко.

21.СИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ.

Токи, подаваемые в якорь, создают вращающееся м. поле, которое сцепляется с полем индуктора, и происходит преобразование энергии. Обычно якорь - на статоре, индуктор — на роторе. Поле якоря оказывает воздействие на поле индуктора - поле реакции якоря. Индуктор состоит из полюсов — электромагнитов постоянного тока или постоянных магнитов . Индукторы бывают явнополюсные или неявнополюсные. В явнопол. полюса ярко выражены и конструкция схожа с полюсами машины постоянного тока. В неявнополюсных обмотка возбуждения укладывается в пазы сердечника индуктора, как в асинхронных машинах с фазным ротором.

en=Em*sinωt; eв=Em*sin(ωt-120⁰); ec=Em*sin(ωt-240⁰)

Принцип действия - на взаимодействии вращающегося м. поля якоря и м. поля полюсов индуктора. Для его работы в синхронном режиме, двигатель н/о разогнать почти до частоты вращения м. поля. М.поле якоря сцепляется с м.полями полюсов индуктора. Для разгона исп-ся асинхронный режим - обмотки индуктора замыкаются ч/з реостат или накоротко, для этого на роторе делается короткозамкнутая обмотка. В двигателях с постоянными магнитами применяется внешний разгонный двигатель.

Частота вращения ротора n [об/мин] остаётся неизменной, связанной с частотой сети f [Гц]: n=60f/p, где p — число пар полюсов ротора.

СД применяются в приводах большой мощности (десятки мегаватт). На тепловых станциях, металлург. заводах, шахтах, холодильниках приводят в движение механизмы работающие с постоянной скоростью. М/т работать с различной реактивной мощностью. Но стоимость приводов с СД выше, чем с асинхронными. На крупных станциях - спец. СМ, работающие в режиме х/хода и отдающие в сеть т/о реактивную мощность, которая необходима для асинхронных двигателей. Их наз-ют синхронными компенсаторами.

22. Х-КИ СД И ЭЛ. СХЕМЫ ВКЛЮЧ-Я

1) Для определения макс. момента СД-М_МАКС, до которого сохраняется синхронная работа применяется угловая харак-ка. Напряжение U=const и частота f=const. значения э/м-го момента Мэм и мощности P, при токе возбуждения Iв=const зависят т/о от угла θ (θ - сдвиг фаз между векторами напряжения Ù и ЭДС Ė0). Зависимости Мэм(θ) и P(θ) наз-ся угловыми характеристиками. Они позволяют анализировать процессы в синхронном двигателе при изменении нагрузки. М=М_максsinθ. М максимален при θ=π/2. При θ> π/2,  М уменьш-ся и CД выпадает из синхронизма.

2) Электроприемники потребляют реактивную мощность снижение напряжения в сети. Способ компенсации реактивной мощности – использ-е СД, который генерирует реактивную мощность в сеть. Для этого СД работает с опережающим коэф-ом cos φ. Возможность работы СД в качестве компенсатора реактивной мощности иллюстрируют U-образные х-ки СД. Они показывают зависимости тока статора I₁ и его cos φ от тока возбуждения I_В  при U=const и Р=const. Х-ки I₁(I_В) показывают, что при увеличении от 0 тока возбуждения ток статора вначале уменьшается. При некотором токе возбуждения она становится =0, а cos φ=1. При дальнейшем ув-ии тока возбуждения вновь ув-ся реактивная составляющая тока статора, но уже с опережающей фазой. Если на валу нет тормозного момента, то ток фазы статора считают реактивным:

İ(Iв) = İp(Iв) = (-Ė0 + Ù)/jX = ( Ù + jωψ0 (Iв))/jX

Способы пуска СД

1) асинхронный пуск на полное напряжение сети;

2) пуск на пониженное напряжение через реактор или автотрансформатор.

Асинхронный пуск - статор присоединяется к сети. Двигатель разгоняется как асинхронный до скорости вращения, близкой к синхронной. В процессе асинхронного пуска обмотка возбуждения замыкается на разрядное сопротивление, чтобы избежать пробоя обмотки возбуждения при пуске, так как при малой скорости ротора в ней могут возникнуть большие перенапряжения. При скорости вращения, близкой к синхронной, срабатывает контактор КМ, обмотка возбуждения отключается от разрядного сопротивления и подключается к якорю возбудителя. Пуск заканчивается.

3) вспомогательным пусковым двигателем.

р отор СД с возбужденными полюсами развернуть вспомогательным двигателем до скорости вращения поля статора, то магнитные полюсы статора, взаимодействуя с полюсами ротора, заставят ротор вращаться далее самостоятельно в такт с полем статора, т. е. синхронно.

Число пар полюсов АД д/б < числа пар полюсов СД. Включая рубильник 3, пускают вспомогательный АД 2,он разворачивает ротор СД 1 до скорости поля статора. Затем, включая рубильник 4 постоянного тока, возбуждают полюсы ротора. СД н/о синхронизировать на параллельную работу. Для этого реостатом 5 устанавливают такое возбуждение, чтобы напряжение обмотки статора было = напряжению сети.

23.ГЕНЕРАТОРЫ ПОСТ. ТОКА

На неподвижной станине—главные полюсы для возбуждения магн.потока и доп-ые-для улучшения коммутации в машине(коммутация при переключении пластин коллектора, касающихся щеток). Главный полюс состоит из сердечника и обмотки возбуждения. На конце сердечника - полюсный на­конечник для распределения магн. потока. Станина - ярмо ма­шины, замыкает магнитную цепь магн. по­тока главных полюсов. Доп. полюсы - на станине м/у главными. На сердеч­никах доп. полюсов есть обмотки, они соединяются последователь­но с обмоткой якоря. Якорь - враща­ющаяся часть. Состоит из сердечника с обмоткой в его пазах, и коллектора, на общем валу. Коллектор - по­лый цилиндр, изолированных друг от друга и вала клинообразных медных пластин. Проводами они соединяются с витками обмотки в пазах якоря. С помощью коллектора и щеток вращающаяся обмотка якоря соединяется с внешней электрической цепью. Щеткодержатели надеваются на траверсу, и электрически изолируются от нее.

Под действием приложенного к валу якоря вращающего момента М_вр от первичного двигателя, якорь вращается с постоянной частотой враще­ния п, т.е. постоянными угловой ω_вр и окружной v скоростями. Тогда в витках параллельных ветвей его обмотки будут индуци­роваться ЭДС е_я, направления - по правилу пр. руки. Если под­ключить к выводам щеток пассивный двухполюс­ник П с сопр-ем нагрузки R_H, то в цепях приемника и якоря возникнет ток I_Я. Взаимодействие тока в обмотке якоря с магн. полем глав­ных полюсов по правилу левой руки создает тормозной момент, противоположный вращающему моменту. При постоянной частоте вращения якоря п: М_вр = М_тор.

Электрическое состояние цепи якоря: Е_я- I_ЯR_Я=U. Ур-е баланса мощностей цепи якоря Е_яI_Я=I²_ЯR_Я+UI_Я, где Е_яI_Я = Р_е - мощность ЭДС Е_я якоря генератора, I²_ЯR_Я -мощность потерь в проводах обмотки; UI_Я=I²_ЯR_H — мощность приемника.

Соед-е цепей возбуждения и якоря

Рабочие хар-ки зависят от способа включения обмоток главных полюсов, т. е. цепи возбуждения, относительно цепи якоря. М/б параллельное, последовательное и смешанное соединения, также м/б неза­висимое.

1) независимое возбуждение- обмотка возбуждения ω_в подключается к независимому источнику, и маг­н. поле главных полюсов не зависит от нагрузки.

2) параллельное возбуждение- ОВ ω_ПАР соед-ся параллельно с цепью якоря, имеет большое число витков малого сечения, и большое активное сопр-е. Ток возбуждения и магн. поток главных полюсов при пост. напряжении не зависят от на­грузки.

3) последоват. возбуждение.- малое число витков из провода большого сечения и малое активное сопротивление. Магн. поток глав­ных полюсов зависит от нагрузки машины, т.е. тока якоря, рав­ного току возбуждения.

4) Смеш. возб. на каждом сердечнике главного полюса - две обмотки, одна w_nap соединяется с цепью якоря параллельно, а др. w_nос послед-но.

1. Х-ки х/хода E_Я.Х(I_В) при разомкнутой цепи якоря, т.е. I_Н=0 (I_Я для генератора с независимым возбуждением ) при постоянной номинальной частоте вращения n=n_НОМ.

2. При I_В= I_В.НОМ и частоты вращения якоря n=n_НОМ - внешняя характеристика Е_я- I_ЯR_Я=U-зависимость напряж. на щетках якоря от тока нагрузки.

3. Чтобы внешняя нагрузка не зависела от тока нагрузки н/о регулировать ток возбуждения. Регулировочная хар-ка генератора это зависимость I_В(I_Я) при номинальных значениях частоты вращения n=n_НОМ и напряжениями между его выводами U=U_НОМ

24. ДВИГАТЕЛИ ПОСТ.ТОКА

На неподвижной станине—главные полюсы для возбуждения магн.потока и доп-ые-для улучшения коммутации в машине(коммутация при переключении пластин коллектора, касающихся щеток). Главный полюс состоит из сердечника и обмотки возбуждения. На конце сердечника - полюсный на­конечник для распределения магн. потока.

Станина - ярмо ма­шины, замыкает магнитную цепь магн. по­тока главных полюсов.

Доп. полюсы - на станине м/у главными. На сердеч­никах доп. полюсов есть обмотки, они соединяются последователь­но с обмоткой якоря.

Якорь - враща­ющаяся часть. Состоит из сердечника с обмоткой в его пазах, и коллектора, на общем валу. Коллектор - по­лый цилиндр, изолированных друг от друга и вала клинообразных медных пластин. Проводами они соединяются с витками обмотки в пазах якоря. С помощью коллектора и щеток вращающаяся обмотка якоря соединяется с внешней электрической цепью. Щеткодержатели надеваются на траверсу, и электрически изолируются от нее. Ток в обмотке якоря, взаимодействуя с магн. полем главных полюсов по правилу левой руки, создает дей­ствующий на сердечник якоря вращающий момент М_ВР. При пост. частоте враще­ния п, т. е. пост. угловой ω_ВР и окружной v скоростях яко­ря, вращающий момент уравновешивается тормозным: Мвр = Мтор. В витках обмотки якоря, индуцир-ся ЭДС ея, направления по пр. правой руки. На­правления ЭДС и тока в витках обмотки якоря противоположны, поэтому ЭДС якоря двигателя - противоЭДС. Электрическое состояние цепи якоря Е_я+ I_ЯR_Я=U . Ур-е баланса мощностей цепи якоря

UI_Я =I²_ЯR_Я+ Е_яI_Я, где UI_Я — мощность внешнего источника; I²_ЯR_Я — мощность потерь в обмотке якоря; Е_ЯI_Я = -Р_Е — мощность ЭДС якоря.

Соединение цепей возбуждения и якоря

Рабочие хар-ки зависят от способа включения цепи возбуждения относит-но цепи якоря. М/б:

1) независимое возбуждение- ОВ ω_в подключается к независимому источнику, и маг­н. поле главных полюсов не зависит от нагрузки машины.

2) параллельное возбуждение- обмотка возбуждения ω_ПАР соед-ся параллельно с цепью якоря, имеет большое активное сопр-е. Iв и магн. поток полюсов при U=const не зависят от на­грузки.

График: Мех-ая хар-ка- M=0, n>0, n-выпук убывает

3) последоват. возбуждение.- малое число витков из провода большого сечения и малое активное сопротивление. Магн. поток глав­ных полюсов зависит от нагрузки машины, т.е. тока якоря, рав­ного току возбуждения. M=0, n>0, n-вогнутая убыв.

4) Смеш. на каж. сердечнике полюса - 2обмотки, одна w_nap соед-ся с цепью якоря параллельно, а др. w_nос-послед-но. M=0, n>0, n-вогнутая убыв

Мех-ая хар-ка n(M_BP) – завис-ть частоты вращения якоря от момента на валу.

М/б естественные и искусственные мех. хар-ки. Естественные х-ки у двигателей, цепи якоря и возбуждения которых не содержат доп. резисторы или реостаты. Св-во двигателя определяется еще и регулировочной и скоростной хар-ками.

ДПТ сложны по устройству. Но позволяют в широк пределах и плавно изменять число оборотов.м/т развивать большие пусковае моменты, они< чем 3х фазные. 3 вида: симметричные, шунтовые и компаунтные, у них определенным образом с якорем соединена обмотка возбуждения. Могут применяться ДПТ с независимым возбуждением, но реже. Iп=U/Rя=20…40Iн

Двигатели без реостатов не исп-ся, т.к. тогда пусковой ток I_П в 20…40 > I_Н и он выйдет из строя.

Iп=U/(Rя+Rп)=2..4Iн

сериесные двигатели исп-ся электротранспорте. Но должны иметь нагрузку на вал не менее 20…30% от номин. нагрузки, иначе большие обороты и разнос.

25.ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ

По функциональному назначению:

1) Выпрямительные - преобразование пе­ремен. тока в пост. на св-ве р-n и др. переходов хорошо проводить эл. ток в одном направлении и плохо- в обр. Рис: усл. обозна­чение и вольт-амперная ха­р-ка.

Стабилитроны - ста­билизация пост. напряжения. Исп-ся явление неразрушающего эл. пробоя р-n перехода при не­которых значениях обратного напряжения Uобр= Uпроб.

При изменении тока пробоя от I_{СР MIN} до I_{СР MAX} напряж. на нем меняется мало.U= U_ПОР +R_ДИФ.СТ I_СТ, где U_ПОР и R_ДИФ.СТ –пороговое напряжение проводимости и дифференц-ое сопр. стабилитрона. Температурный коэф. стабилизации напряжения (ТКН) α_Н, %/ºС = относительному изменению напряжения стабилизации при изменении t на 1 °С и постоянном номинальном токе стабилитрона. Для низковольтных стабилитронов (U_CТ.НOM = 3,3—5,6 В) ТКН отрицательный, при U_CТ.НOM > 6 В-положит.

Биполярные транзисторы. На явлениях взаи­мод-я двух близко расположенных р-n переходов.

Идеализированная модель - трехслойная структура п-р-п- или р-п-р типа. Транзистор наз-ся биполярным т.к физические про­цессы в нем связаны с движением носителей зарядов обоих зна­ков (свободных дырок и электронов). Средний слой - База, крайние-коллектор и эмиттер. Слои имеют вывод, для включения в цепь.

4режима работы:1)активный:переход эмиттер-база включен в прямом направлении, а коллектор-база- в обратном;2) инверсный, переход эмиттер-база в обратном напр, а коллектор-база- в прямом;

3) режим отсечки, оба перехода в обрат­ном напр; 4) реж. насыщения, оба перехода в пря­мом напр.

для усиления сигналов - активный режим работы, в качестве ключа- режимы отсечки и насыщения.

При подключении положительного полюса источника посто­янной ЭДС Е_э= -U_ЭБ к базе потенциальный барьер р-п перехода между базой и эмиттером понижа­ется. Свободные электроны инжектируются из эмиттера в базу, образуя ток Iэ в цепи эмиттера. Если между коллектором и базой включен источник постоянной ЭДС Е_к = U_КБ отрицательным по­люсом к базе, то увеличивается потен­циальный барьер р-n перехода между базой и коллектором. Большая часть электронов, инжектированных из эмиттера в базу, втягивается сильным электрическим полем напряженностью ε_КБ этого р-n перехода, образуя ток I_K в цепи коллектора. Незначительная часть свободных электронов, инжекти­рованных из эмиттера в базу, образует ток I_Б в цепи базы.

Статич параметры: макс. допустимые постоянные ток коллектора I_{K max}, напряжения U_KЭmax и мощность потерь в коллекторе Р_{К рас мах}=U_KЭ I_K, коэф. передачи постояноого тока в режиме малого сигнала h₂₁. Динамические (в ключевом режиме): интервалы времени включения и выкл

Полевые транзисторы. м/б с управляющим p-n переходом и на основе конструкции металл—диэлектрик—полупровод­ник (МДП-транзисторы).

1) с управляющим p-n переходом. М/у двумя электродами (исток и сток), расположен n-канал из полупроводника p-типа. Если м/у истоком и стоком включен источник ЭДС Е_с положительным по­люсом к стоку, то в n-канале есть ток проводимости, зависящий от сопротивления канала. А сопротивление n-канала зависит от его ширины. Статистические стоковые I_C(U_CИ)_Uзи=const и стокозатворные I_C(U_ЗИ)_Uси=const х-ки. Чрезмерное увеличение напряжения U_CИ вызывает лавинный пробой м/у затвором и стоком. При напряжении U_3И, меньшем на­пряжения отсечки U_3Иoтс, канал закрыт (I_с=-I₃). Изменение по­лярности напряжений U_{C И} или U_{3 И} нарушает работу затвора.

Полевые МДП-транзисторы отличаются тем, что в них электрод за­твора 3 изолирован от канала диэлектриком ( Si02) . Пластина кремния р~ или и-типа ( подложка), в ней создаются 2 обла­сти с противоположным типом проводимости. Одна используется как исток И, другая — как сток С. Различают МДП-транзисторы с встроенным и индуцирован­ным каналами.

МДП-транзистор с встроенным n-каналом содер­жит подложку из полупроводника p-типа, в которой создаются две области полупроводника n-типа для стока и истока. В ее приграничном слое образуется инверсный слой, т.е. n-канал. Этот канал соединяет м/у собой области стока и исто­ка при отсутствии напряжения UЗИ = 0. При UЗИ > 0 канал обогаща­ется электронами, при UЗИ < 0 — обедняется.

МДП - транзистор с индуцированным n-каналом слой полупроводника подложки под ди­электриком Si02 лигирован акцепторами. при напряжении UЗИ =0 проводящий канал м/у стоком и истоком отсутствует и возникает при напряжении UЗИ > UЗИ пор.

Осн. статические параметры: макс. допустимые значения посто­янных тока стока I_C, напряжений U_ЗИмах, U_СИмах и мощности потерь P_ПОТмах=U_СИI_C

26. СХЕМЫ ВЫПРЯМЛЕНИЯ ТОКА

Схема выпрямителя: трансфо-р, выпрямитель В, сгла­живающий фильтр Ф(уменьшает пульсации) и стабилизатор выпрямленного напряжения Ст (поддерживает неизмен­ным U на приемнике П при изм-ии напряжения сети). С-Т-В-Ф-Ст-П

Выпр-ли х-ся коэф. пульсации: Р=Рмах/Uср^НАГР

Однофазный однополупериодный выпр-ль, пропускает на выход только одну полуволну питающего напряжения. огранич. применение в маломощных устройствах, т.к хар-тся плохим исп-ем трансф-ра и сглаживающего фильтра.

Двухфазный двухполупериодный выпрямитель, - параллельное соединение двух однофазных выпрямителей, питаемых от двух половин вторичной обмотки w2 и w'2. С помощью этих полу­обмоток создаются два противофазных питающих выпрямители напряжения. выпрямитель характ-ся лучшим использованием трансф-ра и фильт­ра. Внешняя хар-ка - завис-ть ср. значения выпрямленного напряжения U0 от ср. знач-я выпрям-го тока I0.

Схема двухполупериодного выпрямителя

Iо=2*Iм/π≈0.64Iм-постоянная составляющая

Действующее значение тока нагрузки

27.УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ

Усилители - устройства для уве­личения значений параметров эл. сигналов за счет энергии источника. Подразделяют на усилетели напряжения Ku = U2/U1, мощности Kp = P2/ P1, силы тока Ki = I2/I1

Классификация У. э. к. В зависимости от вида применяемых усилительных элементов различают транзисторные и ламповые У. э. к., диодные регенеративные усилители и т.д.

В транзисторных У. э. к., собранных на биполярных транзисторах или полевых транзисторах, в зависимости от того, какой из выводов усилительного элемента является общим для входа и выхода усилительного каскада, различают каскады с общим эмиттером или истоком, с общей базой или затвором и с общим коллектором или стоком. В У. э. к. на биполярных транзисторах из-за наличия входного тока на управление транзистором приходится затрачивать определённую мощность. Усилительный каскад с ОЭ. Типовая схема выделена на рис. 15.2 сплошной линией. Источник усиливаемого сигнала (внутри штриховой линии) с внутренним сопр. RBT и ЭДС ес = uс. Конденсаторы C1 и С2 отделяют цепь пост. тока (цепь пита­ния) от цепи источника сигнала и цепи приемника с сопротив­лением нагрузки RH. Если напряжение входного сигнала uс невелико, то работу м/о представить в виде наложения ре­жима покоя и режима малого сигнала- рис 15.3. Режим покоя определяется по методу нагрузочной харак-ки IK=(E-UКЭ)/(RК+RЭ)

основные параметры усилительного каскада с ОК:

- входное сопр-е

Усилительный каскад с ОБ имеет при соизмери­мом значении коэф. усиления напряжения большее зна­чение граничной частоты. Однако он имеет малое входное и боль­шое выходное сопротивления. применяется редко.

28.СТАБИЛИТРОНЫ

Стабилитроны — диоды, предназначенные для стабилизации напряжения в схеме при изменении тока, протекающего через диод. Основной параметр -напряжение стабилизации в рабочей точке, для которой задается дифференц-ое сопр-е -отношение изменения напряжения стабилизации к вызвавшему его малому изменению тока стабилизации. Стабильность работы стабилитронов хар-ся величиной дрейфа напряжения стабилизации, указывающей макс. абсолютную величину изменения напряжения стабилизации в течение времени. Нормируется также разброс напряжения стабилизации от прибора к прибору. Диод, в котором для стабилизации используется прямая ветвь ВАХ - стабистор. Напряжение стабилизации стабисторов составляет несколько десятых долей вольта. Макс. режим работы для стабилитронов и стабисторов хар-ся макс. током стабилизации и макс. рассеиваемой мощностью.

Исп-ся явление неразрушающего эл. пробоя (лавинного пробоя) р-n перехода при Uобр= Uпроб.

При изменении тока пробоя стабилитрона от I_{СР MIN} до I_{СР MAX} напряжение меняется мало

U= U_ПОР +R_ДИФ.СТ I_СТ, где U_ПОР и R_ДИФ.СТ –пороговое напряжение проводимости и дифференциальное сопр-е стабилитрона. Температурный коэффициент стабилизации напряжения (ТКН) α_Н, %/ºС = относительному изменению напряжения стабилизации при изменении температуры на 1 °С и постоянном номинальном токе стабилитрона. Для низковольтных стабилитронов (U_CТ.НOM = 3,3—5,6 В) ТКН имеет отрицательные значения, для стабилит­ронов с U_CТ.НOM > 6 В — положительные. Бывают малой, средней, большой мощности.

29.ТРИСТОРЫ

полупроводниковый прибор с двумя устойчивы­ми состояниями и тремя или более последовательно включенны­ми р-п-переходами, которые могут переключаться из закрытого состояния в открытое, и наоборот. Различают управляемые (триодные), и неуправляемые (диодные) тиристоры. Диодный тиристор имеет 2 вывода — анодный и катодный. Его переключение из одного устойчивого состояния в другое в цепи переменного тока определяется методом нагрузочной ха­р-ки. При плавном увеличении от нулевого значения ЭДС е = Е_т sin ωt диодный тири­стор сначала будет закрыт и ток в цепи мал (точка 1 на ВАХ). В точке 2 ВАХ диодного тиристора напряжение на нем достигнет напряжения включения U = U_вкл. Дальнейшее увеличение ЭДС е при­ведет к резкому изменению режима работы цепи (точка 3), т.е. включению диодного тиристора. В т. 4 напряжение достигнет на­пряжения выключения. Дальнейшее уменьш-е ЭДС е приводит к вы­ключению.

Триодный тиристор (тиристор) кроме анодного и катодного выводов имеет еще вывод управляющего электрода (УЭ), кото­рый подключается либо к ближайшей к катоду p-области, либо к ближайшей к аноду n-области. Различают катодное и анодное управление тиристором. Структура тиристора с катодным управлением и ВАХ на рис. 13.31.

При изменении напряжения управления U_YN изменяется и на­пряжение включения тиристора U_ВКЛ. Для выключения триодного тиристора н/о уменьшить его ток практически до нуля и затем в течение некоторого време­ни приложить напряжение U< 0.

Тиристоры только с управляемым включением называются однооперационными; тиристоры с управляемым включением и вы­ключением — двухоперационными.

Запираемые триодные тиристоры- разновидность управляемых, в которых запирание возможно за счет коротких по длительности импульсов напряжения U_yn обратной по­лярности.

Материал для тиристоров - кремний. Структура тиристора состоит из 4х областей монокристалла полупроводника с чередующимся типом электропроводности. Осн. область примен-я управление мощностью переменного и пост. тока, передаваемой от источника в нагрузку, а также в управляемых выпрямителях.