Схемы выпрямления переменного тока в постоянный и инвертирование постоянного тока в переменный

 

Рис.300.

Схема однополупериодного выпрямителя и графики изменения тока и напряжений.

Выпрямителями называют устройства, в которых происходит преобразование переменного тока в постоянный или пульсирующий.

В зависимости от числа фаз питающей сети различают однофазные и трехфазные выпрямители.

Выпрямитель состоит из следующих основных элементов:

- силового трансформатора, служащего для согласования входного и выходного напряжения выпрямителя, а также разделения питающей сети и цепи нагрузки;

- блока диодов или тиристоров, осуществляющих выпрямление переменного тока;

- сглаживающего фильтра, обеспечивающего уменьшение пульсаций выпрямленного тока и напряжения;

- блок управления тиристорами (входит только в комплект управляемых выпрямителей).

 

Однополупериодная однофазная схема выпрямления

 

В этой схеме напряжение на вторичной обмотке трансформатора u₂ изменяется по синусоидальному закону.

Ток во вторичной цепи трансформатора при наличии диода и нагрузки R_Н будет проходить только в течение первого полупериода действия переменного напряжения u₂, когда к диоду приложено прямое напряжение.

В течение второго полупериода действия переменного напряжения u₂ тока в цепи нагрузки не будет, т.к. к диоду будет приложено обратное напряжение и он будет заперт.

 

 

Рис.301.

 Схема однофазного мостового выпрямителя и кривые изменения напряжений и токов.

 

Следовательно, ток в нагрузке i_н и напряжение на нагрузке u_н будут пульсирующими.

Среднее за период значение напряжения на нагрузке U_d называется средним значением выпрямленного напряжения или выпрямленным напряжением. Аналогично, среднее за период значение тока называется выпрямленным током I_d. При однополупериодной схеме выпрямления U_d = 0,45U₂.

 

Двухполупериодная однофазная мостовая схема выпрямления

 

Эта схема состоит из трансформатора и четырех диодов, соединенных по мостовой схеме.

К одной диагонали моста присоединена вторичная обмотка трансформатора, а к другой – нагрузка R _Н.

Диоды в схеме работают парами поочередно.

В первый полупериод напряжения u ₂ ток проводят диоды VD 1 и VD 3, а диоды VD 2 и VD 4 закрыты, т.к. к ним приложено обратное напряжение.

Во второй полупериод изменяется направление напряжения u ₂ и ток проводят диоды VD 2 и VD 4, а диоды VD 1 и VD 3 закрыты.

При этом ток в нагрузке проходит все время в одном направлении.

Для этой схемы среднее значение выпрямленного напряжения U_d = 0,9 U ₂.