Podjela poluvodičkih ispravljača

Uređaj namijenjen za pretvaranje energije izvora izmjenične struje u istosmjernu struju naziva se ispravljač. Ispravljač se može prikazati u obliku blok dijagrama prikazanog na sl. 1.

Obilježimo glavne elemente sheme:

a) energetski transformator služi za usklađivanje ulaznog i izlaznog napona ispravljača i električno odvajanje pojedinačnih strujnih krugova ispravljača (tj. odvaja opskrbnu mrežu od mreže opterećenja);

b) blok ventila osigurava jednosmjerni protok struje u krugu opterećenja, zbog čega se izmjenični napon pretvara u pulsirajući napon;

v) filtar za izravnavanje dizajniran da smanji valovitost napona u opterećenju na traženu vrijednost;

G) Regulator napona, koji se koristi za stabilizaciju prosječne vrijednosti ispravljenog napona kada napon napajanja fluktuira ili kada se mijenja struja opterećenja.

Riža. 1 — Blok dijagram ispravljača

Odnos između parametara u ispravljaču uvelike ovisi o strujnom krugu ispravljača.Pod ispravljačkim krugom razumjeti dijagram spajanja namota transformatora i postupak spajanja ventila na sekundarne namote transformatora.

Ispravljački krugovi (ispravljači) klasificiraju se prema sljedećim glavnim karakteristikama:

1. Po broju faza izmjenične struje razlikuje jednofazne ispravljače i trofazni ispravljači.

2. Metodom spajanja ventila na sekundarni namot transformatora - nulti krugovi pomoću nulte (srednje) točke sekundarnog namota transformatora i premosnih krugova u kojima je nulta točka izolirana ili su sekundarni namoti transformatora trokut. povezan.

Jednofazni mosni ispravljački sklop

Vremenski dijagrami napona i struja mosnog ispravljača

S pozitivnim polaritetom napona na sekundarnom namotu transformatora (polaritet je označen bez zagrada) u intervalu 0 — υ1 (0 — π), struju nose diode D1 i D2. Pad napona na diodama u intervalu vodljivosti je blizu nule (idealni ventili), stoga se na opterećenje dovodi pozitivan poluval napona na sekundarnom namotu transformatora, stvarajući na njemu napon ud = u2. U intervalu υ1 — υ2 (π — 2π) polaritet napona u1 i u2 će se obrnuti, što će dovesti do otključavanja dioda D3 i D4. U ovom slučaju, napon u2 će biti spojen na opterećenje s istim polaritetom kao u prethodnom intervalu. Stoga izlazni napon ud s čisto otpornim opterećenjem mosnog ispravljača ima oblik unipolarnih naponskih poluvalova (ud = u2).

3.Ispravljači potrošnje energije po opterećenju dijele se na male snage (jedinice kW), srednje snage (desetci kW) i velike snage (Ppot> 100 kW).

4. Bez obzira na snagu ispravljača svi se sklopovi dijele na jednociklične ili poluciklične i dvotaktne (punovalne).

Jednociklični - to su krugovi u kojima struja prolazi kroz sekundarne namote transformatora jednom u razdoblju (polovica razdoblja ili njegov dio). Svi nulti krugovi su pojedinačni.

Jednofazni punovalni ispravljački krug s izlazom nulte točke transformatora

Vremenski dijagrami jednofaznog ispravljača bez izlaza s aktivnim opterećenjem

Puno valno ispravljanje u krugu postiže se izradom transformatora s dva sekundarna namota. Namoti su spojeni u seriju i imaju zajedničku nultu (središnju) točku. Slobodni krajevi sekundarnih namota transformatora spojeni su na anode ventila D1 i D2, a međusobno spojene katode ventila čine pozitivni pol ispravljača. Negativni pol ispravljača je zajednička (neutralna) spojna točka sekundarnih namota. Dakle, transformator u ovom krugu služi kako za usklađivanje veličine napona napajanja i napona u opterećenju, tako i za stvaranje srednje (nulte) točke. Očito je da su naponi na stezaljkama sekundarnih namota transformatora u1 i u2 (ili EMF e1 i e2) iste veličine i pomaknuti su u odnosu na nultu točku za 180 °, tj. su u protufazi.

U bilo kojem trenutku ova dioda provodi struju čiji je anodni potencijal pozitivan.Stoga je u intervalu 0 — π dioda D1 otvorena i fazni napon sekundarnog namota transformatora ud = u2-1 na otpor opterećenja Rn (Rd). Dioda D2 u području 0 — π je zatvorena jer je na nju doveden negativan napon. Na kraju intervala naponi i struje u krugu su nula.

U sljedećem intervalu rada kruga π — 2π naponi primarnog i sekundarnog namota mijenjaju polaritet, tako da će dioda D2 biti otvorena, a dioda D1 zatvorena. Također, procesi u lancu korekcije su iterativni. Krivulja ispravljenog napona ud sastoji se od unipolarnih poluvalova faznog napona sekundarnog namota transformatora. Oblik struje opterećenja s čisto otpornim opterećenjem slijedi oblik napona. Diode D1 i D2 provode struju u nizu pola perioda.

5. Po prethodnom dogovoru:

a) ispravljači male snage, u pravilu, jednofazni, koji se koriste u sustavima upravljanja, za napajanje pojedinačnih blokova elektroničke opreme, u mjernoj opremi itd.;

b) ispravljači srednje i velike snage služe kao izvori struje za industrijske instalacije.

6. Sheme ravnanja dijele se na jednostavne i složene. Jednostavni krugovi uključuju jednofazne i trofazne, neutralne i premosne krugove. U složenim (ili složenim strujnim krugovima) nekoliko jednostavnih strujnih krugova spojeno je serijski ili paralelno.

7. Prema vrsti (prirodi) tereta. Jednofazni ispravljački krugovi karakteriziraju značajna pulsiranja ispravljenog napona. Za smanjenje valovitosti napona na opterećenju koriste se filtri za izglađivanje na temelju reaktivnih elemenata prigušnica (L) i kondenzatori (C). Priroda ulaznog kruga filtra za izravnavanje zajedno s opterećenjem određuje vrstu opterećenja na ispravljaču. Pravi se razlika između rada ispravljača za aktivno opterećenje (R — NG), aktivno-induktivno opterećenje (RL — NG), aktivno opterećenje i kapacitivni filtar (RC — NG).

Zajedničko za sve ispravljače je njihova uporaba uglavnom s RL — NG. To je zbog činjenice da ispravljači male snage najčešće rade s LC filtrom, a ispravljači velike snage s L filtrom.

7. Po upravljanju razlikujemo neupravljane i upravljane ispravljače.

dr.sc. Kolyada L.I.