Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Сравнительная оценка схем выпрямления
|
|
Сравнение схем выпрямления и ориентировочный расчет выпрямителя можно сделать используя данные из таблицы 5.1
Таблица 5.1 – Соотношения для ориентировочного расчета выпрямителя
| Тип схемы | Uобр | I макс | I 2 | U 2 | C 0 * | P0 % | U C0 |
| Однополупериодная | 3 U0 | 7 I 0 | 2 I 0 | 0, 75U0 | 60 I 0/U0 | 600 I0 ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ U0 *C0 | 1, 2U0 |
| Двухполупериодная | 3 U0 | 3, 5 I 0 | I 0 | 0, 75U0 | 30 I 0/U0 | 300 I0 ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ U0 *C0 | 1, 2U0 |
| Мостовая | 1, 5 U0 | 3, 5 I 0 | 1, 41 I 0 | 0, 75U0 | 30 I 0/U0 | 300 I0 ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ U0 *C0 | 1.2U0 |
| Удвоения напряжения | 1, 5 U0 | 7 I 0 | 2, 8 I 0 | 0, 38U0 | 125 I 0/U0 | 1250 I0 ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ ¯ U0 *C0 | 0, 6U0 |
* Значение емкости конденсатора рассчитано для P0 % = 10 %
Задавшись значением напряжения на выходе выпрямителя U0 и значением номинального тока в нагрузке(среднего значения выпрямленного тока) I 0, можно без труда определить напряжение вторичной обмотки трансформатора, ток во вторичной обмотке, максимально допустимый ток вентилей, обратное напряжение на вентилях, а также рабочее напряжение конденсатора фильтра. Задавшись необходимым коэффициентом пульсаций, можно рассчитать значение емкости на выходе выпрямителя.
Сравнение схем можно провести по главным показателям: габаритной мощности, числу диодов, обратному напряжению на диоде, коэффициенту пульсаций выпрямленного напряжения, другим показателям качества выпрямления (см. таблицы 5.1 и 5.2).
Однофазная однотактная однополупериодная схема наиболее проста, содержит один диод, однако она имеет максимальное значение габаритной мощности трансформатора, коэффициента пульсаций и обратного напряжения на диоде, и поэтому она применяется только в выпрямителях со сглаживающими фильтрами или в тех случаях, когда допустимы большие пульсации выпрямленного напряжения.
Двухфазная однотактная однополупериодная схема с выводом средней (нулевой) точки трансформатора имеет два диода. Имея ряд преимуществ перед однофазной однополупериодной схемой, данная схема по сравнению с однофазной мостовой схемой выпрямления обладает большими значениями обратного напряжения на диоде и вдвое большим числом витков вторичной обмотки трансформатора; кроме того, конструкция трансформатора усложнена выводом от середины этой обмотки. Несмотря на указанные недостатки, двухполупериодная схема широко применяется в маломощных выпрямителях РЭС.
Однофазная двухтактная двухполупериодная (мостовая) схема имеет ряд преимуществ перед двумя названными: меньшие значения габаритной мощности, обратное напряжение на диоде и напряжение вторичной обмотки; однако необходимость использования четырех диодов является ее недостатком.
Таблица 5.2 - Основные параметры схем выпрямления при работе
на активную нагрузку
| Параметр | Схемы выпрямления и их параметры | |||
| Двухфазная со средней точкой | Однофазная мостовая | Трехфазная однотактная (Миткевича) | Трехфазная мостовая (Ларионова) | |
| Действующее значение напряжения вторичной обмотки U 2 | 2, 0× 1, 11 Ud | 1, 11 Ud | 0, 85 Ud (фазное) | 0, 43 Ud (фазное) |
| Действующее значение тока вторичной обмотки I 2 | 0, 73 Id | 1, 11 Id | 0, 58 Id | 0, 82 Id |
| Действующее значение тока первичной обмотки I 1 | 1, 11× Id × n | 1, 11× Id × n | 0, 48× Id × n | 0, 82× Id × n |
| Типовая мощность трансформатора Р тип | 1, 48 Рd | 1, 23 Рd | 1, 35 Рd | 1, 05 Рd |
| Обратное напряжение вентиля U обр .мах | 3, 14 Ud | 1, 57 Ud х | 2, 09 Ud | 1, 05 Ud x |
| Среднее значение прямого тока вентиля I пр.ср. | 0, 5 Id | 0, 5 Id | 0.33 Id | 0, 33 Id |
| Действующее значение прямого тока вентиля IVD | 0, 78 Id | 0, 78 Id | 0, 58 Id | 0, 58 Id |
| Амплитуда тока вентиля I пр.ср .мах | 1, 57 Id | 1, 57 Id | 1, 21 Id | 1, 05 Id |
| Частота пульсаций выпрямленного напряжения | 2 fc | 2 fc | 3 fc | 6 fc |
| Коэффициент пульсаций К П% | 5, 7 |
На практике, правда, может оказаться, что в двухполупериодной схеме со средней точкой трансформатора необходимо применить тоже четыре диода (для уменьшения обратного напряжения на них), таким образом, указанный недостаток мостовой схемы является не столь ощутимым. Однофазная мостовая и двухполупериодная с выводом нулевой точки схемы выпрямления применяются в маломощных ИВЭ при сравнительно невысоких выходных напряжениях (до 600 В).
Трехфазная с выводом нулевой точки схема выпрямления (схема Миткевича) является наиболее простой из многофазных схем, но имеет наибольший коэффициент пульсаций, а также наибольшие значения обратного напряжения на вентиле и габаритной мощности трансформатора. Эта трехфазная схема выпрямления используется для получения напряжения не выше 1000 В и мощности в нагрузке несколько киловатт.
Трехфазная мостовая схема широко применяется в выпрямителях средней и большой мощности РЭСБН как при высоком, так и при сравнительно низком выходных напряжениях.
Выпрямители, выполненные по первым трем схемам, как правило, работают на нагрузку с емкостной реакцией, а выпрямители, выполненные по многофазным схемам, - на нагрузку с индуктивной реакцией. Применение однофазных схем выпрямления при наличии трехфазной сети ведет к неравномерности ее нагрузки по фазам. Поэтому однофазные схемы при трехфазном питании выполняются на мощность не более 1кВт. При большей мощности целесообразно применять многофазные схемы выпрямления.
Текст составил
доцент Н. Руденко