|
| |
|
Слаботочка Книги Коэффициентом пульсации называется отношение амплитуды переменной составляющей основной частоты (основной гармоники) к среднему значению выпрямленного напряжения. Нетрудно видеть, что это отношение характеризует собой степень приближения формы кривой выпрямленного напряжения к прямой линии. При известных параметрах нагрузки Uo, /о, а также напряжения Ui и частоты сети f в результате анализа выпрямительной схемы определяются параметры, необходимые для расчета трансформатора и выбора вентилей. Этими параметрами являются: для трансформатора - действующие значения напряжения U2, Us, ... и тока h, /2, /3, . отдельных обмоток; расчетные мощности отдельных обмоток Pi, Р2. Рз, ... и типовая мощность всего трансформатора в целом Ртип; для вентилей - обратное напряжение f/обр, приходящееся на один вентиль; среднее, действующее и амплитудное значение тока вентиля /ов, h, /макс Обратным напряжением, приходяпдимся на один вентиль при работе последнего в выпрямительной схеме, называется наибольшее значение разности потенциалов между анодом и катодом вентиля в ту часть периода, когда вентиль не проводит тока. 3-2. ОДНОПОЛУПЕРИОДНАЯ СХЕМА Однополупериодная схема выпрямления при чисто активном сопротивлении нагрузки R приведена на рис. 3-1. Она состоит из трансформатора Тр и вентиля В и является наиболее простой из всех существующих выпрямительных схем. Схема является однотактной, так как ток через вторичную обмотку трансформатора протекает только в течение половины пе- риода. Рассмотрим работу схемы при питании от сети синусоидального напряжения. тр Известно, что условием про- г. , , , Рис. 3-1. Однополупе- хождения тока через вентиль яв- риодная схема выпрямляется наличие на его аноде по- ления. ложительного потенциала по отношению к катоду. Предположим, что положительный потенциал на аноде вентиля в схеме рис- 3-1 появляется при положительной полуволне напряжения на зажимах вторичной обмотки трансформатора. На рис. 3-2,а изображена форма кривой напрял<ения сети (напряжения на зажимах первичной обмотки трансформатора на рис. 3-2,6 -форма кривой напряжения на зал<имах вторичной обмотки 2- Напряжения щ и U2, как известно из теории трансформатора, сдвинуты по фазе на угол, близкий к 180°. На рис. 3-2,8 приведены диаграммы тока через нагрузку io и напряжения на ее за-лсимах Uo. Так как сопротивления обмоток трансформатора и вентиля для прямого тока приняты равными нулю, то падение напряжения в этих элементах схемы во время положительной полуволны отсутствует и форма напряжения на нагрузке повторяет форму напряжения на зажимах вторичной обмотки трансформатора. Во время отрицательной полуволны сопротивление вентиля бесконечно велико, поэтому ток через нагрузку и напряжение на ее зажимах равны нулю. Из рассмотрения рис. 3-2 видно, что ток через нагрузку протекает лишь в одном направлении, т. е. схема действительно обладает выпрямляющими свойствами. Следует также отметить, что через вентиль и вторичную обмотку трансформатора протекает тот же ток, что и через нагрузку. Поэтому вторичная обмотка используется плохо, так как ток через нее протекает только в течение одной половины периода,  Рис. 3-2. Диаграммы напряжений и токов в однополупериодной схеме. На рис. 3-2,г изображена форма кривой тока в первичной обмотке трансформатора. Так как постоянная составляющая тока вторичной обмотки не трансформируется в первичную цепь, то ток в ней имеет форму переменной составляющей вторичного тока. Попутно следует отметить, что в схеме имеет место вынужденное намагничивание (увеличение намагничивающего тока трансформатора), создаваемое постоянной составляющей тока вторичной обмотки (см. § 1-4). На рис. 3-2,<5 приведена форма напряжения между электродами вентиля. Так как прямое сопротивление идеального вентиля равно нулю, то при положительной полуволне разность потенциалов между анодом и катодом вентиля также равна нулю. Во время отрицательной полуволны можно пренебречь сопротивлением нагрузки по сравнению с обратным сопротивлением вентиля, последовательно с ней соединенного, и считать, что все напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора приложено между электродами вентиля. Нетрудно заметить, что при этом потенциал анода становится отрицательным, а абсолютное значение разности потенциалов между катодом и анодом вентиля возрастает от нуля до амплитудного значения напряжения на зажимах вторичной обмотки трансформатора. Максимальное значение этой разности потенциалов есть не что иное, как обратное напряжение, приходящееся на вентиль. Ознакомившись с физическими процессами в схеме однополунериодного выпрямления, перейдем к выводу основных соотношений. 1. Определение величины действующего напряжения вторичной обмотки На рис. 3-3 приведены кривые выпрямленного напряжения и тока. Поместим начало координат в точку О. Так как форма напряжения на нагрузке повторяет форму напряжения на зажимах вторичной обмотки трансформатора, то Uo = U2=L2MaKC-COSCof. (3-1) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 [21] 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 |