Загальні відомості про випрямлячі

4 Некеровані випрямлячі

 

Випрямлячі – це електротехнічні пристрої, що призначені для перетворення енергії джерела змінного струму в енергію напруги постійного струму.

4.1.1 Структурна схема випрямляча

Склад випрямляча показаний на узагальненій структурній схемі, що наведена на рисунку 4.1.

Рисунок 4.1 – Структурна схема випрямляча:

Т – трансформатор напруги; ВС – вентильна схема; ЗФ – згладжуючий фільтр; СН – стабілізатор напруги; Н – навантаження

 

Як правило, випрямляч підмикається до розподільної мережі напруги змінного струму.

Трансформатор Т перетворює величину напруги мережі до величини, необхідної для роботи випрямляча. Він також забезпечує електричну (гальванічну) розв’язку мережі і навантаження.

Вентильна схема ВС перетворює змінну напругу у випрямлену – пульсуючу однополярну. Вона виконується на напівпровідникових елементах (вентилях – діодах).

Згладжуючий фільтр ЗФ перетворює випрямлену напругу у постійну. Фільтри виконуються на реактивних елементах, які мають властивість накопичувати електричну енергію: конденсаторах, дроселях. Такі фільтри називаються пасивними.

Стабілізатор напруги СН підтримує напругу на навантаженніН на незмінному рівні при змінах величини напруги мережі або величини самого навантаження у заданих межах.

ЗФ, СН, а іноді і Т можуть не входити до складу випрямляча, коли в них немає потреби.

Крім вказаних вузлів, випрямляч може мати вузли і елементи захисту від короткого замикання, перевантаження, зниження напруги мережі та ін. (запобіжник, автоматичний вимикач, електронний пристрій захисту, елементи і вузли індикації наявності і величини напруги і струму, а також вузли діагностики працездатності).

 

4.1.2 Класифікація випрямлячів

Класифікація випрямлячів проводиться за декількома ознаками.

І. За числом фаз:

- однофазні;

- багатофазні (найчастіше трифазні).

ІІ. За потужністю:

- малої потужності (до 100 Вт);

- середньої потужності (до 10 кВт);

- великої потужності (понад 10 кВт).

ІІІ. За керованістю:

- некеровані (на базі діодів);

- керовані (на базі тиристорів).

4.1.3 Експлуатаційні характеристики випрямлячів

Основними експлуатаційними характеристиками є:

1) величина середньої напруги на навантаженні U_d та його струму I_d:

;

2) коефіцієнт пульсацій випрямленої напруги:

де U_m(1) – амплітудне значення основної гармоніки випрямленої напруги;

3) зовнішня (навантажувальна) характеристика

U_d = f(I_d);

4) середнє значення струму через вентиль І_а;

5) амплітудне значення струму через вентиль І_am;

6) амплітудне значення зворотної напруги, що прикладається до вентиля U_{зв.макс.};

7) коефіцієнт корисної дії η;

8) коефіцієнт типової потужності:

;

9) кількість пульсацій випрямленої напруги m – відношення частоти пульсацій випрямленої напруги до частоти мережі.