Выпрямитель тока что такое: переменный ток в постоянный, схема выпрямителя тока

Содержание

Выпрямители переменного тока

Выпрямители переменного тока

Подробности
Категория: Электротехника

Выпрямители переменного тока

Электростанции вырабатывают переменный ток. Однако 25-30% электрической энергии используется в устройствах, работающих на постоянном токе. Для преобразования переменного тока в постоянный ток применяют выпрямители.
Для выпрямления переменного тока раньше использовались электромагнитные преобразователи, ртутные, ионные, электронные лампы. В настоящее время в основном применяются полупроводниковые выпрямители. Они проще по конструкции, меньше по размерам, надежнее при эксплуатации, удобнее при обслуживании и имеют более высокий КПД.

Полупроводники по электропроводимости занимают промежуточное место между проводниками и изоляторами. Для них характерно наличие двух типов проводимости: электронной, или  n-проводимости, за счет свободных электронов; дырочной, или p-проводимости, за счет валентных электронов (дырок). Введение определенных примесей позволяет получать полупроводники проводимости

n- или p-типа. Если полупроводник имеет две зоны с различными типами проводимости, то на их границе образуется n-p-переход, обладающий односторонней проводимостью электрического тока.

Действительно, при подключении положительного полюса источника к зоне с проводимостью р-типа, а отрицательного — к зоне с проводимостью n-типа дырки будут отталкиваться положительным потенциалом источника тока, а электроны — отрицательным. В результате этого они движутся навстречу друг другу, частично рекомбинируя в зоне перехода, а затем притягиваются к электродам источника питания, обеспечивая прохождение электрического тока через диод (рис. справа, а). Если же последний подключить иначе (рис. справа, б), то зона перехода обедняется носителями зарядов, а его сопротивление резко возрастает и ток через диод не проходит.


Одностороннюю проводимость диода демонстрируют с помощью установки, схематически изображенной на рис. слева.


Такая конструкция диода имеет специфическую зависимость тока от напряжения и имеет вид «клюшки». Для резистора вольт-амперная характеристика имеет вид прямой линии.

 

Для наблюдения
осциллограммы вольт-амперной характеристики диода, выражающей зависимость величины проходящего через него тока от приложенного напряжения, собирают установку, изображенную на рис. справа, а. Используя вольт-амперную характеристику диода, можно объяснить его свойство выпрямлять переменный ток, нарисовав графики тока и напряжения (рис. справа, б). Если включить генератор развертки осциллографа в установке, то можно наблюдать осциллограмму выпрямленного тока.

Для проводника развернутая диаграмма тока имеет вид синусоиды. 


С помощью выпрямителей получают пульсирующий ток, направление которого не меняется, а меняется величина.  Для  того, чтобы сгладить   пульсацию   тока, последовательно  с диодом включают дроссель (катушка с сердечником), а параллельно — конденсаторы

большой емкости (рис. слева). Дроссель и конденсаторы представляют собой фильтр, который сглаживает пульсацию тока. На выходе выпрямителя получают постоянный ток по величине и направлению.


Для выпрямления переменного тока используют три вида выпрямителей: однополупериодный (рис. справа, а), двухполупериодный со средней точкой (рис. справа, б) и двухполупериодный по мостовой схеме (рис. справа, в).
Полупроводниковые диоды разнообразны по конструкции и назначению. Для сильных токов применяют плоскостные диоды, а для слабых токов — точечные диоды.

Выпрямители тока

Существует два типа выпрямителей:

1. Однополупериодный выпрямитель, показан на рис. 29.1. Диод D1 в схеме на рис. 29.1 (а) проводит ток только в течение положительных полупериодов входного напряжения, обеспечивая формирование на выходе выпрямителя напряжение только положительной полярности. Если изменить полярность включения диода (рис. 29.1(б)), то на выхо­де выпрямителя будут воспроизводиться только отрицательные полу­периоды входного напряжения. Выходное напряжение содержит по­стоянную составляющую (рис. 29.2), уровень которой приблизительно втрое ниже максимального (пикового) уровня напряжения (0,318

Vp, где Vp максимальное напряжение).

2. Двухполупериодный выпрямитель, показан на рис. 29.3. В этом слу­чае используется трансформатор с отводом от средней точки вторич­ной обмотки. ЭДС, индуцируемые в каждой из половин вторичной обмотки, в любой момент времени равны по величине и противоположны по знаку.

Рис. 29.1. Однополупериодный выпрямитель с положительной (а)

и отрицательной (б) полярностью выходного напряжения.

 

 Рис. 29.2
 

Рис. 29.3. Двухполупериодный выпрямитель с использованием трансформатора с отводом от средней точки вторичной обмотки.

 

 

 

 

 

Рис. 29.4. Уровень постоянной составляющей при двухполупериодном выпря­млении синусоидального тока вдвое выше (0,636Vр), чем при однополупериодном выпрямлении.

Для одного полупериода входного напряжения потенциал точки А положителен, а потенциал точки В отрицателен по отноше­нию к среднему выводу вторичной обмотки, для другого полупериода ситуация изменяется на обратную. В первом случае открыт диод diи через этот диод и нагрузку RL протекает ток I1. Во втором случае открыт диод D1 и ток I2 протекает через нагрузку RL в том же на­правлении, что и ток I1. Форма выходного напряжения показана на рис. 29.4. В данном случае уровень постоянной составляющей на выходе выпрямителя вдвое выше, чем при однополупериодном выпрямле­нии тока (0,636Vp, или приблизительно две трети от максимального напряжения).

Мостовой выпрямитель                     

Еще одна схема, обеспечивающая двухполупериодное выпрямление тока, показана на рис. 29.5. Это так называемый мостовой выпрямитель. В те­чение положительного полупериода входного напряжения (рис. 29.6(а)) потенциал точки А положителен, а потенциал точки В отрицателен. Дио­ды D1и D3 открыты, и ток I1 протекает через нагрузку RLв направлений, указанном стрелкой (сверху вниз на рисунке). В течение отрицательного полупериода (рис. 29.6(б)), напротив, потенциал точки А отрицателен, а потенциал точки В положителен.

 

Рис. 29.5. Мостовой выпрямитель.

Рис. 29.6.

Теперь открыты диоды D2 и D4, и ток протекает через нагрузку RLв том же самом направлении.

Для мостового выпрямителя не нужен трансформатор с отводом от средней точки вторичной обмотки. Однако трансформатор может быть использован для изменения уровня переменного напряжения на входе этого выпрямителя.

 

Накопительный конденсатор

Для снижения уровня переменных составляющих выпрямленного тока используется накопительный конденсатор

С1, включаемый параллельно нагрузке (рис. 29.7). Этот конденсатор заряжается до максимального входного напряжения и затем разряжается через нагрузку RL, предот­вращая быстрый спад напряжения. На рис. 29.8 иллюстрируется влияние накопительного конденсатора на форму выходного напряжения однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей. В обоих случаях выходное напряжение содержит значительную по величине постояннуюсоставляющую, на которую наложены малые пульсации напряжения. Амплитуда этих пульсаций определяется постоянной времени       (RC-постоянной) для используемого накопительного конденсатора и нагрузочного резистора.

 

Рис. 29.7. Источник питания постоянного тока с накопительным конденсато­ром.

 

Рис. 29.8. Влияние накопительного конденсатора на форму выпрямленного

 синусоидального напряжения.

Поэтому накопительный конденсатор должен иметь значительную емкость – от 100             до 5000 мкФ (и даже больше).

Сравнение двух временных диаграмм, представленных на рис. 29.8, показывает, что двухполупериодное выпрямление тока имеет следующие преимущества:          

                                   

1. Время разряда накопительного конденсатора меньше, поэтому амплитуда пульсаций выходного напряжения тоже меньше.            

2. Частота пульсаций вдвое превышает частоту входного питающего напряжения переменного тока, тогда как при однополупериодном выпрямлении частота пульсаций совпадает с частотой питающего напряжения. Например, если выпрямитель питается от бытовой электросети, то для двухполупериодного выпрямителя частота пульсаций будет равна 2 · 50 = 100 Гц, а для однополупериодного — только 50 Гц. Как будет показано далее, более высокочастотные пульсации отфильтро­вываются легче.

 

Напряжение холостого хода

Напряжением холостого хода называют величину выходного напряжений источника питания при нулевом токе нагрузки, т. е. при отключенной нагрузке.

Рис. 29.9. Напряжение холостого хода равно максимальному входному напря­жению.

На рис 29.9 показан простой источник питания без нагрузочного резистора. Накопительный конденсатор заряжается, как обычно, до максимального значения входного напряжения. Однако, если нагрузка подключена (

noload), этот конденсатор сохраняет свой заряд и обеспечивает тем самым постоянное значение выходного напряжения (равное максимальному входному напряжению) без каких-либо пульсаций. Та­ким образом, напряжение холостого хода Vnl это максимально воз­можное выходное напряжение источника питания. При питании от бы­товой электросети с напряжением Vср.кв. = 240 В (среднеквадратическое значение) напряжение холостого хода

Максимальное обратное напряжение

Важный фактор, который необходимо принимать во внимание при выборе диодов для источников питания постоянного тока, — максимальное на­пряжение, приложенное к диоду в «непроводящем» полупериоде. Эта ве­личина называется максимальным обратным напряжением. Рассмотрим схему на рис. 29.9. Максимальное значение потенциала катода диода Dравно напряжению холостого хода 336 В. Потенциал катода изменяет­ся от положительного максимума +336 В до отрицательного минимума -336 В. Максимальное обратное напряжение, которое должен выдержи­вать диод, достигается, когда потенциал анода отрицателен и максима­лен по абсолютной величине, то есть, равен -336 В. В этом случае на диоде падает напряжение 336 + 336 = 672 В. Таким образом, максималь­ное обратное напряжение вдвое больше напряжения холостого хода, т. е. вдвое больше максимального входного напряжения.

RC-сглаживание

Пульсации напряжения в выходном сигнале выпрямителя могут быть Уменьшены с помощью фильтра нижних частот (сглаживающего филь­ма). Резистор R1 и конденсатор С2 в схеме на рис. 29.10 образуют про­стейший RC-фильтр. Для эффективного ослабления пульсаций постоянная времени R1C2 должна быть очень велика по сравнению с пери­одом пульсаций.

Рис. 29.10. Источник питания с RC-фильтром.

При заданной постоянной времени, чем короче период пульсаций (т. е. чем выше их частота), тем эффективнее осуществляется сглаживание. Именно поэтому пульсации на выходе двухполупериодного выпрямителя сглаживаются лучше, чем пульсации на выходе однополупериодного выпрямителя.

Емкость конденсатора C2 сглаживающего фильтра должна быть боль­шой — от 100 до 5000 мкФ, т. е. сравнима с емкостью накопительного кон­денсатора C1. Сопротивление резистора R1, наоборот, должно быть мало, в противном случае ток нагрузки будет создавать на нем большое паде­ние напряжения и выходное напряжение источника питания уменьшится. Номинал этого резистора выбирается в диапазоне 1 – 100 Ом в зависимости от величины тока нагрузки.

 LC-сглаживание

Более эффективная схема сглаживания пульсаций показана на рис. 29.11. Катушка индуктивности L1 и конденсатор C2 образуют фильтр нижних частот. Дроссель L1 сглаживающего фильтра имеет большую индуктив­ность (100 мГн — 10 Гн), благодаря чему сглаживаются изменения тока, протекающего через дроссель, и, как следствие, пульсации выходного на­пряжения. Низкое активное сопротивление дросселя — одно из его пре­имуществ, большие габариты — недостаток. Заметим, что в отличие от накопительного конденсатора, который повышает уровень постоянной со­ставляющей выходного напряжения источника питания, сглаживающая цепь оставляет этот уровень практически неизменным. Она только осла­бляет переменную составляющую на выходе источника питания.

Стабилизация

Увеличение тока, потребляемого от источника питания, приводит к уменьшению его выходного напряжения.

Рис. 29.11. Источник питания постоянного тока с LC-фильтром.

 

Рис. 29.12. Нагрузочная характеристика нестабилизированного источника пи­тания.

Это связано с тем, что источник питания имеет свое внутреннее сопротивление, представляющее собой сумму сопротивлений обмотки трансформатора, выпрямительных диодов и резистора или дросселя сглаживающего фильтра. Рисунок 29.12 иллю­стрирует изменение напряжения на выходе источника питания при из­менении тока нагрузки. Представленная кривая называется нагрузочной характеристикой (кривой). Выходное напряжение максимально, когда ток нагрузки равен нулю, т. е. при холостом ходе. Напряжение на выходе источника питания, которое он обеспечивает при установленной полной нагрузке или номинальном (полном) токе нагрузки (fullload), называется номинальным выходным напряжением источника питания Vfl.

Изменение выходного напряжения при изменении тока нагрузки от нуля до номинального значения задается в процентах и определяется как

Напряжение холостого хода — Номинальное напряжение                        VnlVfl  

———————————————————————————  · 100% = ———— · 100%

Номинальное напряжение                                                        Vfl

 

В этом видео рассказывается о выпрямительных схемах:

Добавить комментарий

Всё об однофазных выпрямителях

Выпрямитель (электрического тока) — преобразователь электрической энергии; механическое, электровакуумное, полупроводниковое или другое устройство, предназначенное для преобразования входного электрического тока переменного направления в ток постоянного направления (то есть однонаправленный ток), в частном случае — в постоянный выходной электрический ток.

Выпрямитель используется в цепи переменного тока для его преобразования в постоянный. Наиболее распространенным является выпрямитель, собранный из полупроводниковых диодов. При этом он, может быть собрать из дискретных (отдельных) диодов, либо быть в одном корпусе (диодная сборка).

Давайте рассмотрим, что такое выпрямитель, какими они бывают, а в конце статьи проведем имитационное моделирование в среде Multisim. Моделирование помогает закрепить теорию на практике, без сборки и реальных компонентов просмотреть формы напряжений и токов в цепи.

Схемы выпрямителей переменного напряжения

На изображениях выше представлен внешний вид диодных мостов. Но это не единственная схема выпрямления. Для однофазного напряжения существует три распространенных схемы выпрямления:

1. 1-полупериодная (1ф1п).

2. 2-полупериодная (1ф2п).

3. 2-полупериодная со средней точкой (1ф2п).

Однополупериодная схема выпрямления

Самая простая схема состоит всего лишь из одного диода, даёт на выходе постоянное нестабилизированное пульсирующее напряжение. Диоды подключается в цепь питания на фазный провод, либо на один из выводов обмотки трансформатора, вторым концом к нагрузке, второй полюс нагрузки – к нулевому проводу или второму выводу обмотки трансформатора.

Действующее значение напряжение в нагрузке равняется примерно половине амплитудного. Амплитудное значение напряжения это размах синусоиды питающей сети в общем случае для переменного тока

Uампл = Uдейств * √2.

Для электросетей России действующие напряжение однофазной сети – 220 В, а амплитудное примерно 311

Простыми словами – на выходе мы получаем пульсации длиною в пол периода (20 мс для 50 Гц) от 0 В, до 311 В. В среднем напряжение получается меньше чем 220 вольт, это используют для питания нетребовательных к качеству напряжения потребителей или для включения ламп накаливания в подсобных, хозяйственных помещениях и подъездах. Так снижается потребляемая мощность и возрастает срок службы.

Лирическое отступление:

Долговечность таких светильников колоссальная, я пришел в цех год назад, а лампу установили еще в 2013 году, так она до сих пор светит по 12 часов каждые сутки. Но такой свет нельзя использовать в рабочих помещениях, из-за высоких пульсаций. Осциллограмы входных и выходных напряжений изображены ниже:

Однополупериодная схема отсекает только одну полуволну, что вы и видите на эпюре выше. Из-за такого питания мы получаем большой коэффициент пульсаций.

Стоит сказать, что если немного сменить тему и перейти от сетевых выпрямителей, то однополупериодная схема широко используется в импульсной схемотехнике, выпрямляя напряжение вторичной обмотки импульсного трансформатора.

На маломощных импульсных источниках питания тоже используют эту схему. Именно так, скорее всего, сделано ваше зарядное устройство для мобильного телефона.

Двухполупериодная схема

Для снижения коэффициента пульсаций и ёмкости фильтра используют другую схему – двухполупериодную. Называется она – диодный мост. Переменное напряжение поступает на точку соединения разноименных полюсов диодов, а постоянное по знаку с одноименных. Выходное напряжение такого моста называют выпрямленным пульсирующим (или не стабилизированным). Именно такое включение диодов наиболее распространено во всех сферах электроники.

На эпюрах вы видим, что обе вторая полуволна переменного напряжения «переворачивается» и поступает в нагрузку. В первую половину периода ток протекает через диоды VD1-VD4, во вторую через пару VD2-VD3.

Напряжение на выходе пульсирует с частотой в 100 Гц

Вторая схема используется в источниках питания со средней точкой, по сути это две однополупериодные объединенные со вторичной обмоткой трансформатора со средней точкой. Аноды подсоединяются к крайним концам обмотки, катоды к одному вывод нагрузки (плюсовой), второй вывод нагрузки подсоединяется к отводу от середины обмотки (средней точке).

График выходного напряжения аналогичен и мы его рассматривать не будем. Существенное отличие лишь в том, что ток одновременно протекает через один диод, а не через пару как в мосте. Это снижает потери энергии на диодном мосте и лишний нагрев полупроводников.

Уменьшение коэффициента пульсаций

Коэффициент пульсаций – это величина, которая отражает насколько сильно пульсирует выходное напряжение. Или наоборот – насколько стабильно и равномерно ток подаётся в нагрузку.

Чтобы снизить коэффициент пульсаций параллельно нагрузке (выходу диодного моста) устанавливают всевозможные фильтры. Самый простой вариант – установить конденсатор. Чтобы пульсации были как можно меньше, постоянная времени Rнагрузки Cфильтра должна быть на порядок (а лучше несколько) больше периода пульсаций (в нашем случае 10 мс).

Для этого либо нагрузка должна иметь высокое сопротивление и малый ток, либо ёмкость конденсатора достаточно большой.

Расчетное соотношение для подбора конденсатора выглядит так:

Кп – это требуемый коэффициет пульсаций.

Kп= Uампл/Uсрвыпр

Для улучшения ряда характеристик фильтра могут применяться LC цепи, соединенные по схеме Г или П-фильтра, в отдельных случаях и другие конфигурации. Недостатком использования LC фильтров в радиолюбительской практики является необходимость подбора фильтрующего дросселя. А нужного по номиналу (индуктивности и току) зачастую нет под рукой. Поэтому приходится либо мотать самому, либо выходить из сложившейся ситуации другим образом – выпаяв из подобного по мощности блока питания.

Моделирование однофазных выпрямителей

Давайте закрепим эту информацию на практике и займемся моделированием электроцепей. Я решил, что для создания модели такой простой схемы отлично подойдет пакет Multisim – он наиболее прост в освоении из всех мне известных и меньше всего требует ресуров.

Однако алгоритмы моделирования у него проще чем в Orcad или Simulink (хотя это и математическое моделирование, а не имитационное), поэтому результаты моделирования некоторых схем не являются достоверными. Multisim подходит для изучения основ электроники, режимов работы транзистора, операционных усилителей.

Не стоит недооценивать возможностей этой программы, при должном подходе она способна отобразить работу сложных устройств.

Мы рассмотрим модели первых двух схем, третья схема, по существу аналогична второй, но имеет меньшие потери за счет исключения двух ключей и большую сложность – из-за необходимости применения трансформатора с отводом от середины вторичной обмотки.

Однополупериодная схема


Схема, по которой происходит моделирование

Источник питания имитирует однофазную бытовую сеть с характеристиками:

  • синусоидальный ток;
  • 220 в действующее напряжение;
  • частота – 50 гц.

В программе я не нашел амперметра и вольтметра, их роль выполняют мультиметры. Позже обратите внимание на обилие их настройки, и возможность выбора рода тока.

В приведенной модели мультиметр XMM1 – измеряет ток в нагрузке, XMM3 – напряжение на выходе выпрямителя, XMM2 – напряжение на входе, XSC2 – осциллограф. Обращайте внимание на подписи элементов – это исключит вопросы при анализе рисунков, которые будут ниже. Кстати в Multisim представлены модели реальных диодов, я выбрал самый распространенный 1n4007.

Красным цветом изображена осциллограмма на входе (канал А) в поле с результатами измерений. Синим цветом – выходное напряжение (канал В). У первого канала цена деления одной клеточки по вертикали – 200 В/дел, а у второго канала – 500. Я нарочно так сделал, чтоб разделить осциллограммы визуально иначе они сливались. Желтая вертикальная линия в левой трети экрана – это измеритель, величина напряжений в точке с максимальной амплитудой описана ниже черного экрана.

Амплитуда входа – 311.128 В, как и было сказано в начале статьи, а на выходе – 310.281 разница почти в один вольт обусловлена падением на диоде. В правой части изображения результаты измерений мультиметров. Названия окон соответствуют названиям мультиметров XMM в схеме.

Из эпюры мы видим, что действительно в нагрузку поступает только одна полуволна напряжения, а среднее его значение – 98 В, что больше чем в двое меньше входного действующего 220 В переменного по знаку.

На следующей схеме мы добавили фильтрующий конденсатор и один мультиметр для измерения тока нагрузки, запомните их подписи, чтобы не запутаться при изучении рисунков.

Резистор перед диодом нужен для измерения тока заряда конденсатор, чтобы узнать ток – разделите число вольт на 1 (сопротивление). Однако в дальнейшем мы заметим, что при больших токах на резисторе падает значительное напряжение, которое может сбить с толку при измерениях, в реальных условиях – это вызвало бы нагрев резистора и потерю КПД.

На осциллограмме изображено оранжевым входное напряжение, а красным входной ток. Кстати здесь заметен сдвиг тока в сторону опережения напряжения. 

На осциллограмме выходного сигнала мы видим как работает конденсатор – напряжение в нагрузке в то время, когда диод закрыт и проходит одна полуволна, спадает плавно, среднее его значение вырастает, а пульсации снижаются. После, на положительной полуволне, конденсатор подзаряжается и процесс повторяется.

Увеличив сопротивление нагрузки в 10 раз, мы снизили ток, конденсатор не успевает разряжаться, пульсации стали гораздо меньше, таким образом мы доказали теоретические сведения описанные в предыдущем разделе о пульсациях и влиянии на них тока и ёмкости. Для того чтобы показать это мы могли изменить ёмкость конденсатора.

Входной сигнал тоже изменился – токи заряда снизились, а их форма осталась прежней.

Двухполупериодная схема

Давайте рассмотрим, как выглядит в действии схема выпрямления обоих полупериодов. Мы установили на вход диодный мост.

На осциллограммах видно, что в нагрузку поступают обе полуволны, но пульсации очень большие.

На входной осциллограмме появилась нижня часть полуволны у тока (красным цветом).

Снизим пульсации установив фильтрующий электролитическй конденсатор по входу. На практике желательно параллельно ему установить еще и керамический, чтобы снизить высокочастотные составляющие синусоиды (гармоники).

На входной осциллограмме видно, что добавилась обратная полуволна при заряде конденсатора (она становится положительной после моста).

На выходной осциллограмме видно, что пульсации стали меньше чем в первой схеме с фильтрующим конденсатором, обратите внимание – напряжение стремится к амплитудному, чем меньше пульсаций – тем ближе его среднее значение к амплитуде.

Если увеличить ток нагрузки в 20 раз, снизив её сопротивление, мы увидим сильные пульсации на выходе.

И бОльшие токи зарядов на входе, очень заметно смещение тока фазы. Процесс заряда конденсатора происходит не линейно, а экспоненциально, поэтому мы видим, что напряжение повышается, а ток падает.

Заключение

Выпрямители широко используются во всех сферах электроники и электричестве в целом. Выпрямительные цепи устанавливаются везде – от миниатюрных блоков питания и радиоприёмниках до цепей питания мощнейших двигателей постоянного тока в крановом оборудовании.

Моделирование отлично помогает понять процессы протекающих в схемах и изучить, как изменяются токи от изменения параметров цепи. Развитие современных технологий позволяет изучать сложные электрические процессы без наличия дорогого оборудования типа спектральных анализаторов, частотомеров, осциллографов, самописцев и сверхточных вольт-амперметров. Оно позволяет избежать ошибок при проектировании схем перед сборкой.

Ранее ЭлектроВести писали, что Украина готовится к присоединению к энергетической системы Европы. На фоне этого между двумя энергетическими компаниями Украины «НЭК«Укрэнерго» и «НАЭК«Энергоатом» возник конфликт, потому что компании видят решение вопроса интеграции с энергосистемой ЕС по-разному. В Укренерго предлагают сделать вставку постоянного тока на границе энергосистемы Украины и Бурштынской ТЭС, а Энергоатом представил проект «Энергомост «Украина – ЕС».

По материалам: electrik.info.

Выпрямители полупроводниковые - выпрямитель напряжения, выпрямитель тока


Компания «Электропроект» самостоятельно производит и реализует выпрямители полупроводниковые высокого качества и по очень конкурентоспособным ценам. Обратившись к нам, вы всегда сможете подобрать выпрямители различного назначения.

Выпрямитель тока – это электровакуумное, механическое или полупроводниковое устройство, используемое для преобразования переменного входного тока в постоянный выходной электрический ток. Большинство современных выпрямителей тока создают так называемые «пульсирующие» напряжение и ток.

Известно, что одним из недостатков многих элементов, используемых для питания электронной аппаратуры, является крайне ограниченный срок их службы, а также необходимость периодической замены. Подобные  неудобства особенно ощутимы, когда требуются токи очень большой силы. Именно поэтому для питания электронной аппаратуры лучше применять электрическую энергию промышленной сети. Впрочем, подключать устройство, рассчитанное строго на питание от батарей, сразу к промышленной сети нельзя. Для этого нужно переменное напряжение сети преобразовать в постоянное.

Для питания транзисторной аппаратуры обычно используются гораздо меньшие напряжения, чем сетевые. Это возможно при использовании силового трансформатора  , после использования которого переменное напряжение необходимо преобразовать в постоянное. Выпрямители напряжения и осуществляют преобразование переменного напряжения в пульсирующее. Выпрямители тока подразделяются на кенотронные, электроконтактные, газотронные, ртутные, тиратронные, полупроводниковые и тиристорные. Также они могут быть однополупериодными и двухполупериодными. Однополупериодные однофазные выпрямитель напряжения используют в основном в маломощных устройствах с индуктивным и ёмкостным сглаживающим фильтром. Главное преимущество таких выпрямителей напряжения - простота и небольшое число вентилей. Недостатки – большой уровень пульсаций выпрямленного напряжения, а также высокое обратное напряжение на вентилях. Выпрямители напряжения двухполупериодной схемы применяется в уже гораздо более серьезных устройствах, и частота пульсаций выпрямленного тока здесь возрастает минимум в два раза по сравнению с однополупериодным

Устройство, которое выполняет обратную функцию, то есть преобразовывает постоянное напряжение и ток в переменные называется инвертором  . Из-за принципа обратимости инвертор и выпрямитель тока, по сути, являются разновидностями одной и той же электрической машины.

Прежде всего, обращаем ваше внимание на следующие виды выпрямителей от компании «Электропроект»:

  • Выпрямители для заряда аккумуляторных батарей (ВСА-5КМ и ВСА-5КУ). Используются как для зарядки различных аккумуляторных батарей, так и в качестве источника выпрямленного (постоянного) тока. Выпрямители этого типа могут применяться в широком диапазоне температур и при высокой влажности.
  • Выпрямители полупроводниковые для электрохимии, электротехнологии, электротермии и гальваники (ТЕР1, ТЕ1, ТВ1, ТВР1). Данные агрегаты используются для питания постоянным током станков электрохимической обработки металлов, гальванических ванн, при очистке сточных вод и зарядке аккумуляторных батарей. При этом выпрямители ТЕР1 и ТЕ1 могут функционировать при естественном охлаждении, а модели ТВР1 и ТВ1 имеют водяное охлаждение.
  • Выпрямители полупроводниковые различного назначения. В основном это диодные выпрямители ДЕ3, которые применяются для преобразования в постоянный трехфазного переменного тока, питания оперативных и силовых цепей постоянного тока, а также для торможения асинхронных двигателей.

Компания Электропроект осуществляет розничные и оптовые поставки выпрямителей полупроводниковых по всей территории России, а также в страны СНГ. Узнать о наличии нужного вам выпрямителя  и сделать заказ можно как через наш сайт, так и обратившись напрямую к нашим менеджерам. Доставка выпрямителей полупроводниковых возможна любым видом транспорта и в максимально удобные для вас сроки. Мы постоянно занимается совершенствованием производимых полупроводниковых выпрямителей, используя для этого современные технические решения и большой опыт наших специалистов в данном вопросе.

Выпрямители – что нужно о них знать, особенности

05 ноября 2016

Выпрямители служат универсальным источником электропитания, функционирующего от сети в режиме коммутации, способны работать как на основе аккумуляторов, так и без них. Выпрямительная система включена в состав источника питания постоянного тока и решает задачу преобразователей AC (переменный ток) в DC (постоянный ток). Система совместно с присоединенными аккумуляторными батареями именуется источником бесперебойного питания неизменного тока. Она сконструирована для снабжения гарантированного бесперебойного электроснабжения потребителей неизменного тока напряжениями 24В,48В и 60В.

 

Как правило, бесперебойное электроснабжение требуется, в первую очередь, оборудованию, чувствительному к сбоям, обычно к нему относятся устройства телекоммуникации. При сбоях в электроснабжении питание производится от аккумуляторов, однако как только питание от сети восстановлено, током, который преобразуют выпрямителями, производится полная зарядка батарей. Если один из выпрямителей выходит из строя, его нагрузка поровну распределяется между остальными выпрямителями, а система продолжает работать.

Мостовой выпрямитель

У выпрямителей предусмотрена функция "горячей замены", благодаря чему облегчается обслуживание системы без необходимости отключать питания, при этом технические возможности выпрямителей дают возможность в течение продолжительного времени работать в режиме перегруза. Время резервирования выбирают зависимо от нагрузки, которой подпитывается источник бесперебойного питания. Не только система должна быть подобрана идеально, но важно также произвести рассчет количества требуемых выпрямителей, а также количество аккумуляторных батарей. Таким образом, очень важно подойти серьезно к выбору надежной системы электроснабжения.  

Ключевые показатели выпрямителей:

  • Номинальным напряжением постоянного тока называется среднее значение выпрямленного напряжения, выдвигаемое техническими требованиями. Как правило, напряжение указывается до фильтра U0 и после фильтра U. Его можно определить минимальным значением напряжения, которое требуется для устройств, питаемых выпрямителем.
  • Номинальным выпрямленным током I0 является среднее значение выпрямленного тока, заданного техническими требованиями. Его определяет результирующий ток всех цепей, которые питает выпрямитель.
  • Напряжением сети является напряжение сети переменного тока, которая питает выпрямитель. Стандартным значением данного напряжения для бытовых сетей называется 220 вольт и допускаемые отклонения не выше 10 %.
  • Пульсацией называется качественный показатель выпрямителя, а именно, переменная составляющая напряжения или тока на выходе выпрямителя.
  • Частотой пульсаций называется частота более резко выраженной гармонической составляющей напряжения, либо же тока на выходе выпрямителя. Если брать самую простую однополупериодную схему выпрямителя, то для нее частота пульсаций будет равняться частоте питающей сети. Если говорить о двухполупериодных, мостовых схемах и схемах удвоения напряжения, частота их пульсации будет равна двойной частоте питающей сети. У многофазных схем выпрямления частота пульсаций зависит от схем выпрямителей и числа фаз.
  • Коэффициент пульсаций – показатель, демонстрирующий отношение амплитуды гармонической составляющей напряжения, которая выражена наиболее резко. На выходе допускаемые значения коэффициента пульсаций определяют характеристики нагрузки.
  • Коэффициент сглаживания представляет собой отношение коэффициента пульсаций на входе фильтра к коэффициенту пульсаций на выходе фильтра k с = p0 / p.

Нестабильность напряжения на выходе выпрямителя является изменением напряжения постоянного тока относительно номинального. Если отсутствуют стабилизаторы напряжения, их определяют с помощью отклонений напряжения сети.

Влияние параметров источника питания для выпрямителя с емкостным фильтром на вид выпрямленного напряжения и потребляемого тока

В настоящее время однофазные и трехфазные выпрямители с емкостными фильтрами широко используются в источниках питания постоянного тока малой и средней мощности при наличии требований обеспечения в нагрузке повышенного качества выпрямленного напряжения со снижением пульсаций переменной составляющей напряжения. При малых мощностях такие преобразователи зачастую питаются непосредственно от сети, а в источниках средней мощности целесообразно применение отдельного выпрямительного трансформатора, к выходу которого подключается выпрямитель. На рис. 1 приведена схема трехфазного мостового выпрямителя с емкостным фильтром, питающегося от выпрямительного трансформатора, при работе на активную нагрузку.

Рис. 1. Схема трехфазного мостового выпрямителя с емкостным фильтром

При исследовании электромагнитных процессов в рассматриваемых преобразователях в зависимости от схемы подключения с использованием выпрямительного трансформатора или без него, могут быть рассмотрены следующие варианты:

1. При наличии выпрямительного трансформатора с учетом сопротивлений обмоток, индуктивностей рассеяния обмоток, сопротивлений вентилей в открытом состоянии.

2. При подключении выпрямителя непосредственно к сети с учетом или без учета небольших сопротивлений вентилей в открытом состоянии. К этому случаю можно отнести вариант, когда при расчетах трансформатор и вентили представляются близкими к идеальным.

При учете реальных параметров элементов преобразователя активные сопротивления фаз обмоток трансформатора RT, работающих в данный момент времени, приведенные к его вторичной стороне, а также сопротивления вентилей RV в открытом состоянии могут быть представлены единым сопротивлением R:

R=RT+RV. (1)

При учете реальных параметров элементов рассматриваемой системы при работе выпрямителя его выходное напряжение представляет собой кривую [2], образованную участками заряда (когда мгновенное значение напряжения фазы превышает напряжение на емкости) и разряда (когда мгновенное значение напряжения фазы меньше напряжения на емкости) конденсатора фильтра (рис. 2).

При питании выпрямителя непосредственно от сети без учета сопротивлений вентилей или при их очень малой величине, а также при рассмотрении трансформатора как идеального, работа такого преобразователя имеет особенности, заключающиеся в том, что на интервалах заряда фильтрового конденсатора мгновенные значения напряжения на емкости и напряжения фазы питания выпрямителя равны. На интервале разряда конденсатора напряжение линейно падает в случае, если ток нагрузки близок к постоянному (рис. 3) [1].

Форма кривой потребляемого тока фазы имеет вид, изображенный на рис. 4. Как видно, в момент начала заряда конденсатора происходит скачкообразное возрастание тока с амплитудой, определяемой величиной емкости и напряжением питания, с последующим уменьшением с формой кривой, представляющей собой участок синусоиды. Ток обмотки трансформатора (или ток вентиля) в этом случае имеет несимметричный вид с участками быстрого скачка и более медленного спада, по сравнению с вариантом при наличии сопротивлений обмоток трансформатора. Амплитуда такого импульса тока выше, чем при наличии трансформатора. В результате коэффициент амплитуды потребляемого выпрямителем тока при наличии реальных параметров преобразователя оказывается меньше.

Рис. 2. Осциллограмма выпрямленного напряжения  при учете реальных параметров элементов преобразователя

Рис. 3. Напряжение фазы питания выпрямителя и выпрямленное напряжение  при отсутствии трансформатора

Рис. 4. Осциллограмма фазного потребляемого тока

Выпрямители, источники тока, блоки питания для гальваники.

7 лет на рынке выпрямительного оборудования!


  Компания разрабатывает и производит высокочастотные инверторные выпрямители (источники тока/напряжения) серии “UNIV”, различного диапазона выходной мощности от 0.36 до 150 кВт, используемые для питания гальванических ванн, функционирования установок для очистки воды, светового оборудования, для работы аппаратов плазменной резки, электродуговой металлизации, для зарядки аккумуляторных батарей и обеспечения работы различного электротехнического оборудования.

Выпрямители серии "UNIV", изготавливаются на высококачественной импортной элементной базе ведущих производителей электронных компонентов, с использованием высоковольтных IGBT-модулей (силовая часть), управляемых широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), обеспечивающих высокий коэффициент мощности и высокий КПД преобразователя. Выпрямители обладают высокой надежностью, точностью подержания выходных параметров, имеют малую импульсную составляющую и оснащены защитой от перегрузки по току и напряжению, автоматической защитой от перегрева и защитой от внешнего и внутрисхемного короткого замыкания.

Выпрямители позволяют проводить длительную, непрерывную работу в режиме максимальной нагрузки (при соблюдении рабочих условий эксплуатации). Все производимое оборудование сертифицировано.

Показатели надежности
☑    Гарантийный срок эксплуатации: не менее 10000 часов
☑    Ресурс работы выпрямителей: не менее 10 лет
☑    Гарантия на выпрямители: 2 года

Как выбрать нужный источник тока (выпрямитель)?
Инструкция по выбору выпрямителя для гальваники

Бланк заказа инверторного выпрямителя (источника тока)

КАК ВЫБРАТЬ НУЖНЫЙ ДЛЯ ИСТОЧНИК ТОКА (ВЫПРЯМИТЕЛЬ)

При выборе выпрямителя для проведения того или иного процесса гальваносаждения, анодного оксидирования (анодирования), электрокатафарезного окрашивания, электрополирования и т.д., необходимо руководствоваться, прежде всего его техническими характеристиками: максимальным выходным током и напряжением, возможностью регулировки тока и напряжения от нуля до номинального значения, точностью установки тока и напряжения (в миллиамперах или в милливольтах) и нестабильностью выходного напряжения или тока.

Необходимое напряжение на ванне зависит от процесса гальваноосаждения (электропроводимости электролита), рабочей плотности тока и расстояния между анодом и катодом (деталью). Выбрать нужный по напряжению источник тока (выпрямитель), вам поможет таблица (ниже):

Гальванический процесс Номинальное напряжение, В
Никелирование 8 - 10
Меднение 6 – 7
Лужение 6 – 7
Цинкование 8 – 12
Копи-хромирование 8 – 12
Защитно-декоративное анодирование 18 – 24
Для сплавов алюминия с кремнием 28 - 36
Твердое анодирование 40 - 80
Электрополирование 40 - 120
Хромирование 10 - 12
Электрохимическое обезжиривание 8 - 15
Золочение 6 - 10
Серебрение 4 - 6
Родирование 8 - 10
Паладирование 8 - 10
Эматалирование 80 - 120
Электрокатафорезное покрытие 40 - 100

Необходимую для гальванического процесса силу тока рассчитывают по формуле:


ТОКА = ПЛОЩАДЬ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ* х ПЛОТНОСТЬ ТОКА*

*Площадь детали высчитывается в дм2, а плотность тока в амперах на дм2

Плотность тока, необходимая для проведения гальванического процесса, обычно указана в технологическом описании процесса (в режиме осаждения). Выбрать нужный по силе тока источник тока (выпрямитель), вам поможет таблица ниже:

Гальванический процесс Плотность тока, А/дм2
Никелирование 1 - 6
Меднение 1 – 5
Лужение 1 - 3
Цинкование 0,5 - 2
Копи-хромирование 1 - 4
Защитно-декоративное анодирование 1 - 1,5
Твердое (глубокое) анодирование 2 - 5
Электрополирование 35 - 90
Декоративное блестящее хромирование 15 - 25
Твердое защитное хромирование 35 - 50
Электрохимическое обезжиривание 3 - 10
Золочение 0,3 - 1,5
Серебрение 0,1 -  0,5
Родирование 0,3 - 0,8
Палладирование 0,3 - 1.4
Эматалирование 2 - 4

 

 

Определив необходимую для процесса силу тока (и напряжение), необходимо определить с какой точностью будет подаваться ток (или напряжение). Поэтому далее, при выборе выпрямителя очень важно знать уровень основной погрешности индикации и нестабильности источника по току и напряжению.

И тут надо быть особенно внимательным. В зависимости от производителя, данные параметры в различных выпрямителях (источниках тока), могут иметь довольно значительную погрешность (часто отличную от заявленной в паспорте), по току от 1% до 3%, по напряжению от 500 мВ до 1.5 В, что может сказаться на качестве получаемого покрытия, особенно в процессах, проводимых на низких плотностях тока, когда покрываемые детали имеют минимальную площадь поверхности.

При приобретении выпрямителя (источника тока), проверьте что:

  • Погрешность выходного тока не превышает 1%
  • Погрешность выходного напряжения не превышает 1%
  • Нестабильность выходного напряжения при нагрузке не превышает 1%
  • Нестабильность выходного тока при нагрузке не превышает 1%

Если один и более из приведенных выше технических параметров в выпрямителе не соответствует указанным выходным характеристикам, лучше отказаться от покупки такого выпрямителя, в пользу более качественного. Эксплуатация выпрямителя (источника тока), имеющего отклонения от этих характеристик, может сказаться на качестве покрытия, поэтому покупка более качественного выпрямителя, экономически оправдана.

Следует обращать особое внимание на точность установки выходного тока, при выборе источника тока (выпрямителя), который будет использоваться для осаждения гальванопокрытий из драгоценных металлов. Это важно, так как площадь поверхности деталей, на которые наносятся такие покрытия, обычно минимальна и может составлять всего несколько квадратных дециметров, и соответственно для проведения такого процесса требуется очень низкая плотность тока. Поэтому при выборе источника тока следует обращать внимание на такие технические характеристики, как возможность регулировки выходного тока (в некоторых случаях и напряжения) от нулевого значения, а также на точность регулировки тока (или напряжения) и на их погрешность.

 

▷  В выпрямителях, серии “UNIV” не закладывается аппаратный или программный алгоритм, приводящий к неработоспособности оборудования через определенный интервал работы или времени!
▷  Использование импортной высококачественной элементной базы от ведущих европейских (”Infineon Tech”, ”АВВ”) и восточных (”Delixi-electric”, “TRinno Tech”) производителей электронных компонентов!
▷  Регулировка тока и напряжения от 0 до номинального значения, и работа в режиме стабилизации, поддержании и регулировки тока (РТ), или режиме стабилизации, поддержании и регулировки напряжения (РН)!
▷  Изготовление выпрямителей (источников тока/напряжения) с различными интерфейсами управления (аналоговый «4-20 мА» "токовая петля", цифровой «RS-485», промышленный протокол «Profinet»)!
▷  Изготовление выпрямителей с различным оснащением (реверсивное управление, включение/отключение по внешнему контакту ("сухой контакт"), сенсорная панель оператора HMI, выносной пульт д/у)!
▷  Возможность оснащения выпрямителей низкочастотным импульсным режимом работы (Low Frequency Pulse Plating - LFPP) с диапазоном работы LFP от 0 до 200 Гц (для процессов анодирования титана)!
▷  Возможность изготовления выпрямителей (источников тока/напряжения), мощностью более 10 кВт, в пылезащищенном корпусе (IP54-IP65) с встроенным жидкостным охлаждением силовой части!
▷  Выпрямители (источники тока/напряжения), серии UNIV позволяют проводить длительную, непрерывную работу в режиме максимальной нагрузки (при соблюдении рабочих условий эксплуатации).
▷  Высокая эффективность (КПД) во всем рабочем диапазоне! Высокий коэффициент мощности! Отлаженный гарантийный и пост-гарантийный сервис! Гарантия на оборудование 2 года!


Выпрямители (источники тока/напряжения) малой мощности

Выпрямители малой мощности (до 2 кВт) 30А/12В, 50А/12В, 70/12В, 100А/12В – высокочастотные импульсные источники постоянного тока (напряжения), обладающие широкими пределами регулировки. Выпрямители обладают высокой эффективностью (КПД), низким уровнем пульсаций (оснащены 2S емкостно-индуктивным LC-фильтр защиты от ЭМП), высокой стабильностью выходных параметров и имеют пониженное энергопотребление.
Выпрямители (источники тока/напряжения) 30А/12В, 50А/12В, 70/12В, 100А/12В изготовлены c использованием модульных электронных схем, работающих по технологии быстродействующего ключа (IGBT), имеют одинаковый конструктив, практически одинаковые массогабаритные параметры и могут работать с изолированным выходом, и при заземлении клеммы любой полярности («плавающая» земля). Корпуса выпрямителей выполнены в виде компактных моноблоков со съемным сетевым шнуром питания.
Выпрямители (источники тока/напряжения) 30А/12В, 50А/12В, 70А/12В, 100А/12В имеют принудительное воздушное охлаждение, защиту электронной цепи от перегрузки по току и напряжению, защиту по предельному выходному напряжению (УЗН), автоматическую защиту от перегрева и защиту от внутрисхемного короткого замыкания. Выпрямители позволяют регулировать ток и напряжение от 0 до номинального значения, и работать в режиме стабилизации, поддержании и регулировки выходного тока (РТ), или режиме стабилизации, поддержании и регулировки выходного напряжения (РН), с автоматическим переключением при изменении характера нагрузки.

МОДЕЛЬ ВЫПРЯМИТЕЛЯ ДИАПАЗОН РЕГУЛИРОВКИ РАЗРЕШЕНИЕ ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РЕЖИМ НАГРУЗКИ ГАБАРИТЫ
ТОКА НАПРЯЖЕНИЯ АМПЕРМЕТРА ВОЛЬТМЕТРА
UNIV-30А/12В 0-150А 0-12В 0.1А / 0.01А 0.1В / 0.01В 220В+10%;50Гц 0...100% 240*150*340
UNIV-50А/12В 0-200А 0-12В 0.1А / 0.01А 0.1В / 0.01В 220В+10%;50Гц 0...100% 240*150*340
UNIV-70А/12В 0-300А 0-12В 0.1А / 0.01А 0.1В / 0.01В 220В+10%;50Гц 0...100% 240*150*360
UNIV-100А/12В 0-500А 0-12В 0.1А 0.1В 220В+10%;50Гц 0...100% 250*150*360
Выпрямитель UNIV-30A/12V
Общие технические данные * Электр. програм. реверс, HMI панель оператора, RS-485 (опция)
Возможность корректировки тех параметров под ваши требования
Выпрямитель UNIV-50A/12V
Общие технические данные * Электр. програм. реверс, HMI панель оператора, RS-485 (опция)
Возможность корректировки тех параметров под ваши требования
Выпрямитель UNIV-70A/12V
Общие технические данные * Электр. програм. реверс, HMI панель оператора, RS-485 (опция)
Возможность корректировки тех параметров под ваши требования
Выпрямитель UNIV-100A/12V
Общие технические данные * Электр. програм. реверс, HMI панель оператора, RS-485 (опция)
Возможность корректировки тех параметров под ваши требования

Выпрямители (источники тока/напряжения) средней мощности

Выпрямители средней мощности (до 10 кВт) 150А/12В, 200А/12В, 300А/12В, 500А/12В, серии UNIV – высокочастотные импульсные источники постоянного тока (напряжения), обладающие широкими пределами регулировки. Выпрямители обеспечены надежной индуктивной гальванической развязкой питающей цепи (первичные обмотки трансформаторов изготавливаются из провода с усиленной изоляцией - тестовое напряжение 3000В, в течение 1 мин) от вторичной (выходной) цепи, обладают высоким КПД, низким уровнем пульсаций и имеют систему “плавного пуска” (для предотвращения перегрузки питающей сети в первоначальный момент подачи напряжения на нагрузку).
Выпрямители 150А/12В, 200А/12В, 300А/12В, 500А/12В изготавливаются в стоечном или горизонтальном исполнении, могут оснащаться различными интерфейсами управления («4-20 мА» “токовая петля”, «RS-232», «RS-485»), блоком реверса (с ручным механическим, электрическим или электрическим программируемым переключением), функцией включения/отключения по внешнему контакту («сухой контакт»), сенсорной панелью оператора HMI или выносным пультом дистанционного управления.
Выпрямители 150А/12В, 200А/12В, 300А/12В, 500А/12В имеют принудительное воздушное охлаждение, защиту от перегрузки по току и напряжению, автоматическую защиту от перегрева и защиту от внешнего, или внутрисхемного короткого замыкания. Выпрямители позволяют регулировать ток и напряжение от 0 до номинального значения, и проводить длительную непрерывную работу в режиме максимальной нагрузки, и работать в режиме стабилизации, поддержании и регулировки выходного тока (РТ), или режиме стабилизации, поддержании и регулировки выходного напряжения (РН).

МОДЕЛЬ ИСТОЧНИКА ДИАПАЗОН РЕГУЛИРОВКИ РАЗРЕШЕНИЕ ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ РЕЖИМ НАГРУЗКИ ГАБАРИТЫ
ТОКА НАПРЯЖЕНИЯ АМПЕРМЕТРА ВОЛЬТМЕТРА
UNIV-150А/12В 0-150А 0-12В 0.1А 0.1В 220В+10%;50Гц 0...100% 480*250*450
UNIV-200А/12В 0-200А 0-12В 0.1А 0.1В 220В+10%;50Гц 0...100% 480*250*450
UNIV-300А/12В 0-300А 0-12В 0.1В 220В+10%;50Гц* 0...100% 510*490*250
UNIV-500А/12В 0-500А 0-12В 380В+10%;50Гц 0...100% 510*490*250
Выпрямитель UNIV-150A/12V
Общие технические данные * Электр. програм. реверс, HMI панель оператора, RS-485 (опция)
Возможность корректировки тех параметров под ваши требования
Выпрямитель Univ - 200А/12V
Общие технические данные * Электр. програм. реверс, HMI панель оператора, RS-485 (опция)
Возможность корректировки тех параметров под ваши требования
Выпрямитель UNIV-300A/12V
Общие технические данные * Электр. програм. реверс, HMI панель оператора, RS-485 (опция)
Возможность корректировки тех параметров под ваши требования
Выпрямитель UNIV-500A/12V
Общие технические данные * Электр. програм. реверс, HMI панель оператора, RS-485 (опция)
Возможность корректировки тех параметров под ваши требования

Выпрямители (выпрямительные агрегаты) большой мощности

Выпрямители большой мощности (до 100 кВт) 1000А/12В, 1500А/12В, 2000А/12В, 3000А/12В, серии UNIV - высокочастотные импульсные источники постоянного тока (напряжения), обладающие широкими пределами регулировки. Выпрямители обеспечены надежной индуктивной гальванической развязкой первичной (питающей) цепи (первичные обмотки трансформаторов изготавливаются из провода с усиленной изоляцией - тестовое напряжение 3000В, в течение 1 мин) от вторичной (выходной) цепи, обладают высоким КПД, низким уровнем пульсаций, имеют высокую адаптируемость к перепадам напряжения в сети и оснащены системой “плавного пуска” (для предотвращения перегрузки питающей сети в первоначальный момент подачи напряжения на нагрузку).
Выпрямители 1000А/12В, 1500А/12В, 2000А/12В, 3000А/12В изготавливаются в стоечном или горизонтальном исполнении, могут оснащаться различными интерфейсами управления (аналоговый «4-20 мА» “токовая петля”, цифровые «RS-232», «RS-485», промышленный протокол «Profinet”), оснащаться блоком реверса (с ручным механическим, электронным или электронным программируемым переключением), функцией включения/отключения по внешнему контакту («сухой контакт»), сенсорной панелью оператора HMI (‘тач скрин дисплей’) и выносным пультом дистанционного управления.
Выпрямители 1000А/12В, 1500А/12В, 2000А/12В, 3000А/12В имеют принудительное воздушное охлаждение, защиту от перегрузки по току и напряжению, автоматическую защиту от перегрева и защиту от внешнего, или внутрисхемного короткого замыкания. Выпрямители позволяют регулировать ток и напряжение от 0 до номинального значения, дают возможность проводить непрерывную длительную работу в режиме максимальной нагрузки и могут работать в режиме стабилизации, поддержании и регулировки выходного тока (РТ), или режиме стабилизации, поддержании и регулировки выходного напряжения (РН).

МОДЕЛЬ ИСТОЧНИКА ДИАПАЗОН РЕГУЛИРОВКИ РАЗРЕШЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЕ ПИТАНИЯ РЕЖИМ НАГРУЗКИ ГАБАРИТЫ
ТОКА НАПРЯЖЕНИЯ АМПЕРМЕТРА ВОЛЬТМЕТРА
UNIV-1000А/12В 0-1000А 0-12В 0.1В 380В+10%;50Гц 0...100% 510*490*280
UNIV-1500А/12В 0-1500А 0-12В 0.1В 380В+10%;50Гц 0...100% 510*490*350
UNIV-2000А/12В 0-2000А 0-12В 380В+10%;50Гц 0...100% 510*490*430
UNIV-3000А/12В 30-3000А 1-12В 380В+10%;50Гц 1...100% 510*490*950
Выпрямитель UNIV-1000A/12V
Общие технические данные * Электр. програм. реверс, HMI панель оператора, RS-485 (опция)
Возможность корректировки тех параметров под ваши требования
Выпрямитель UNIV-1500A/12V
Общие технические данные * Электр. програм. реверс, HMI панель оператора, RS-485 (опция)
Возможность корректировки тех параметров под ваши требования
Выпрямитель UNIV-2000A/12V
Общие технические данные * Электр. програм. реверс, HMI панель оператора, RS-485 (опция)
Возможность корректировки тех параметров под ваши требования
Выпрямитель UNIV-3000A/12V
Общие технические данные * Электр. програм. реверс, HMI панель оператора, RS-485 (опция)
Возможность корректировки тех параметров под ваши требования  

Что такое выпрямитель? - Определение из Техопедии

Что означает выпрямитель?

Выпрямитель - это электрическое устройство, состоящее из одного или нескольких диодов, которое преобразует переменный ток (AC) в постоянный (DC). Диод похож на односторонний клапан, который пропускает электрический ток только в одном направлении. Этот процесс называется исправлением.

Выпрямитель может иметь форму нескольких различных физических форм, таких как твердотельные диоды, ламповые диоды, ртутные дуговые клапаны, кремниевые выпрямители и различные другие полупроводниковые переключатели на основе кремния.

Выпрямители

используются в различных устройствах, в том числе:

  • Источники питания постоянного тока
  • Радиосигналы или детекторы
  • Источник энергии вместо генерирующего тока
  • Системы передачи электроэнергии постоянного тока высокого напряжения
  • Некоторые бытовые приборы используют выпрямители мощности для создания энергии, например ноутбуки или портативные компьютеры, игровые системы и телевизоры.

Techopedia объясняет выпрямитель

Выпрямитель - это электрическое устройство, преобразующее переменный ток в постоянный.Переменный ток регулярно меняет направление, тогда как постоянный ток течет только в одном направлении.

Выпрямление производит тип постоянного тока, который включает в себя активные напряжения и токи, которые затем преобразуются в тип постоянного напряжения постоянного напряжения, хотя это зависит от конечного использования тока. Ток может течь непрерывно в одном направлении, и ток не может течь в противоположном направлении.

В определенных схемах почти все выпрямители содержат более одного диода.Выпрямитель также имеет разные формы волны, такие как:

  • Полуволна: либо положительная, либо отрицательная волна проходит, а другая волна блокируется. Это неэффективно, потому что только половина входной формы волны достигает выхода.
  • Full Wave: обращает отрицательную часть формы волны переменного тока и объединяет ее с положительной.
  • Однофазный переменный ток: два диода могут образовывать двухполупериодный выпрямитель, если трансформатор с центральным отводом. Если нет центрального отвода, необходимы четыре диода, расположенные в виде моста.
  • Трехфазный переменный ток: обычно используются три пары диодов

Одна из ключевых проблем выпрямителей заключается в том, что мощность переменного тока имеет пики и минимумы, которые могут не обеспечивать постоянное напряжение постоянного тока. Обычно сглаживающая схема или фильтр должны быть соединены с силовым выпрямителем, чтобы обеспечить плавный постоянный ток.

Выпрямитель

- Что такое выпрямитель

В а большое количество электронных схем, нам требуется постоянное напряжение для операция.Мы можем легко преобразовать переменное напряжение или переменный ток в постоянное напряжение или постоянный ток с помощью устройства под названием P-N переходной диод.

Один из наиболее важных применений диода с P-N переходом является исправление переменного Ток (переменный ток) в постоянный Ток (постоянный ток). P-N-переходный диод позволяет электрическому ток только в прямом смещении и блокирует электрические ток в условиях обратного смещения.Проще говоря, диод пропускает электрический ток в одном направлении. Это уникальное свойство диода позволяет ему действовать как выпрямитель.

Выпрямитель определение

А выпрямитель - это электрическое устройство, которое преобразует переменный Ток (AC) в постоянный ток (DC) с помощью одного или нескольких P-N переходные диоды.

Что такое выпрямитель?

Когда напряжение подается на диод P-N перехода таким образом что положительный полюс батареи подключен к Полупроводник p-типа и отрицательная клемма аккумулятора подключен к полупроводнику n-типа, диод называется быть вперед пристрастный.

Когда это прямое напряжение смещения прикладывается к переходу P-N диод, большое количество свободных электроны (основные носители) в n-типе полупроводник испытывает силу отталкивания от отрицательная клемма АКБ аналогично большое количество дырок (большинство носители) в р-типе полупроводник испытывает силу отталкивания от положительный полюс аккумуляторной батареи.

как в результате свободные электроны в полупроводнике n-типа начинают переходя от n-стороны к p-стороне аналогично отверстия в p-образной полупроводник начинает двигаться от стороны p к стороне n.

ср знайте, что электрический ток означает поток носителей заряда (свободные электроны и дырки). Следовательно, поток электронов с n-стороны на p-сторону и поток отверстий со стороны p на n-сторона проводит электрический ток.Большинство перевозчиков производят электрический ток в состоянии прямого смещения. Итак электрический ток, производимый в состоянии прямого смещения, также известный как большинство текущих.

Когда напряжение подается на диод P-N перехода таким образом что положительный полюс батареи подключен к полупроводник n-типа и отрицательная клемма аккумулятора подключен к полупроводнику p-типа, диод называется быть обратным пристрастный.

Когда это обратное напряжение смещения прикладывается к переходу P-N диод, большое количество свободных электронов (основных носителей заряда) в опыт работы с полупроводниками n-типа сила притяжения от положительной клеммы аккумулятора аналогично большое количество дырок (основных носителей) в Полупроводник p-типа испытывает силу притяжения со стороны отрицательная клемма аккумуляторной батареи.

как в результате свободные электроны (основные носители) в n-типе полупроводник удаляется от P-N перехода и притягивается к плюсовой клемме аккумулятора аналогично отверстиям (основные носители) в полупроводнике p-типа удаляется от соединения P-N и притягивается к отрицательной клемме батареи.

Следовательно, электрический ток не проходит через P-N соединение.Однако миноритарные перевозчики (бесплатно электронов) в полупроводнике p-типа испытывают отталкивающее усилие с отрицательной клеммы аккумулятора аналогично неосновные носители (дырки) в полупроводнике n-типа испытать отталкивающую силу от положительного вывода аккумулятор.

как в результате неосновные носители свободных электронов в p-типе полупроводник и дырки неосновных носителей в n-типе полупроводник начинает течь через переход.Таким образом, электрический ток производится в диоде обратного смещения из-за миноритарные перевозчики. Однако электрический ток производил по неосновным перевозчикам очень мало. Так что меньшинство ток несущей в состоянии обратного смещения не учитывается.

Таким образом, диод P-N перехода пропускает электрический ток в прямом смещении состояние и блокирует электрический ток в обратном смещении условие.Проще говоря, диод с P-N переходом позволяет электрический ток только в одном направлении. Это уникальное свойство диода позволяет ему действовать как выпрямитель.

Напряжение прямого смещения и обратного смещения, приложенное к диоду, составляет ничего, кроме постоянного напряжения. Напряжение постоянного тока производит ток который всегда течет в одном направлении (либо в прямом направлении или в обратном направлении).

Но напряжение переменного тока производит ток, который всегда меняет свое направление много раз в секунду (вперед-назад и назад вперед).

ср наблюдали, как диод ведет себя при постоянном напряжении (вперед напряжение смещения и обратное напряжение смещения). Сейчас же давайте посмотрим на диод P-N перехода, когда напряжение переменного тока применяется к нему.

Переменное напряжение или переменный ток часто представляется синусоидальной форма волны, тогда как постоянный ток представлен прямой горизонтальная линия.

В синусоидальной формы волны, верхний полупериод представляет положительный полупериод, а нижний полупериод представляет собой отрицательный полупериод.

положительный полупериод переменного напряжения аналогичен прямое смещение постоянного напряжения и отрицательный полупериод переменного тока Напряжение аналогично обратному напряжению смещения постоянного тока.

чередование ток начинается с нуля и увеличивается до пикового прямого тока или пиковый положительный ток. Положительный пик синусоидальной Форма волны представляет собой максимальный или пиковый прямой ток. После достигнув пикового прямого тока, он начинает уменьшаться и доходит до нуля.

После короткий период, переменный ток начинает увеличиваться в в обратном или отрицательном направлении и нарастает до пика в обратном направлении ток или пиковый отрицательный ток.Отрицательный пик синусоидальная форма волны представляет собой максимальное или пиковое обратное Текущий. После достижения пикового обратного тока запускается уменьшается и достигает нуля. Точно так же чередующиеся ток непрерывно меняет свое направление за короткий промежуток времени.

Когда Переменное напряжение или переменный ток подается на переход P-N. диод, во время положительного полупериода диод направлен вперед смещен и пропускает через него электрический ток.Однако когда переменный ток меняет свое направление на отрицательный полупериод, диод имеет обратное смещение и не допускает электрического ток через него. В простыми словами, в течение положительного полупериода диод позволяет ток и во время отрицательного полупериода диод блокируется Текущий. Таким образом, электрический ток протекает только через диод. в течение положительного полупериода переменного тока.

Это ток, протекающий через диод, есть не что иное, как постоянный ток. Текущий. Таким образом, диод P-N-перехода действует как выпрямитель, преобразование переменного тока в постоянный.

Однако постоянный ток, производимый основным выпрямителем (полуволна выпрямитель) не является чистым постоянным током. Это пульсирующий постоянный ток Текущий.

пульсирующий постоянный ток - это тип постоянного тока, значение которого изменяется за короткий период.

пульсирующий Постоянный ток начинается с нуля и увеличивается до максимального вперед ток (пиковый уровень) и уменьшается до нуля. Тем не менее пульсирующий постоянный ток не меняет своего направления периодически нравится переменный ток.

пульсирующий Постоянный ток всегда течет в одном направлении, как чистый постоянный ток. Текущий. Однако значение пульсирующего постоянного тока или пульсирующее напряжение постоянного тока незначительно изменяется за определенный период.В электрический ток, производимый батареями, источниками питания и солнечные панели - это чистый постоянный ток.

Автор используя комбинацию компонентов, таких как конденсаторы, индукторы и резисторы в цепи, мы можем добиться сглаживание пульсирующего постоянного тока до чистого постоянного тока.

Типы выпрямителей


выпрямители в основном делятся на два типа:

  • Полуволна выпрямитель
  • Полная волна выпрямитель

Половина волновой выпрямитель

как название предполагает, половина волновой выпрямитель - это тип выпрямителя, который преобразует половина входного сигнала переменного тока (положительный полупериод) в пульсирующий выходной сигнал постоянного тока и оставшаяся половина сигнала (отрицательный полупериод) заблокирован или утерян.В полуволне В схеме выпрямителя мы используем только один диод.

Полный волновой выпрямитель

полная волна выпрямитель - это тип выпрямителя, который полностью преобразует Входной сигнал переменного тока (положительный полупериод и отрицательный полупериод) на пульсирующий выходной сигнал постоянного тока. В отличие от полуволнового выпрямителя, входной сигнал не теряется в двухполупериодном выпрямителе.В КПД двухполупериодного выпрямителя высок по сравнению с однополупериодный выпрямитель.

Выпрямитель практичный пример

В в наших домах почти вся электроника работает с переменным током Текущий. Однако некоторые электронные устройства, такие как ноутбуки или ноутбуки преобразуют этот переменный ток в постоянный прежде, чем они потребляют энергию.

Адаптер переменного тока ноутбука, подключенный к источнику переменного тока, преобразует высокое напряжение переменного тока или высокий ток переменного тока в низкое напряжение постоянного тока или низкий постоянный ток. Этот слабый постоянный ток подается на ноутбук. аккумулятор, и это то, что мы назвали зарядкой ноутбука. Тем не мение, ноутбук не включится, если вы не включите его вручную нажав кнопку включения. При нажатии на ноут "power на кнопку ", аккумулятор ноутбука начинает подачу постоянного тока.

ср забыли важный шаг; как адаптеры переменного тока преобразуют высокое напряжение переменного тока или высокий ток переменного тока в низкое напряжение постоянного тока или низкое Постоянный ток.

Адаптеры переменного тока состоят из всех основных компонентов, необходимых для Преобразование переменного тока в постоянный.

Эти составные части представляют собой трансформатор, конденсатор и несколько диодов.Из этих компонентов, основным ключевым компонентом является диод, который преобразует переменный ток в постоянный ток.

трансформатор в адаптере переменного тока снижает высокое напряжение переменного тока до низкого. Напряжение.

выпрямитель (состоящий из диодов) преобразует это низкое переменное напряжение или Переменный ток в низкое постоянное напряжение или постоянный ток.Тем не менее преобразованный ток не является чистым постоянным током. Это пульсирующий постоянный ток Текущий.

конденсатор фильтрует этот пульсирующий постоянный ток в чистый постоянный Текущий.

Цепи выпрямителя

| Диоды и выпрямители

Что такое исправление?

Теперь мы подошли к самому популярному применению диода: выпрямительный .Проще говоря, выпрямление - это преобразование переменного тока (AC) в постоянный (DC). Это связано с устройством, которое допускает только односторонний поток электрического заряда. Как мы видели, именно это и делает полупроводниковый диод. Самая простая схема выпрямителя - это однополупериодный выпрямитель . Он позволяет только половине сигнала переменного тока проходить через нагрузку. (Рисунок ниже)

Схема однополупериодного выпрямителя.

Полуволновое выпрямление

Для большинства силовых приложений однополупериодного выпрямления недостаточно.Гармонический состав выходного сигнала выпрямителя очень велик, и, следовательно, его трудно фильтровать. Кроме того, источник питания переменного тока подает питание на нагрузку только половину каждого полного цикла, что означает, что половина его мощности не используется. Однако однополупериодное выпрямление - очень простой способ снизить мощность резистивной нагрузки. Некоторые двухпозиционные переключатели яркости лампы подают полную мощность переменного тока на нить накала лампы для «полной» яркости, а затем полуволновое выпрямление для уменьшения светоотдачи. (рисунок ниже)

Применение однополупериодного выпрямителя: двухуровневый диммер лампы.

В положении переключателя «Dim» лампа накаливания получает примерно половину мощности, которую она обычно получает при работе от двухполупериодного переменного тока. Поскольку полуволновая выпрямленная мощность пульсирует намного быстрее, чем нить накала успевает нагреться и остыть, лампа не мигает. Вместо этого его нить просто работает при более низкой температуре, чем обычно, обеспечивая меньшую светоотдачу.

Этот принцип быстрой «пульсации» мощности на медленно реагирующее нагрузочное устройство для управления отправляемой на него электрической мощностью широко распространен в мире промышленной электроники.Поскольку управляющее устройство (в данном случае диод) является либо полностью проводящим, либо полностью непроводящим в любой момент времени, оно рассеивает мало тепловой энергии при управлении мощностью нагрузки, что делает этот метод управления мощностью очень энергоэффективным. Эта схема, возможно, является самым грубым из возможных методов подачи импульсной мощности на нагрузку, но ее достаточно для проверки правильности концепции.

Полноволновые выпрямители

Если нам необходимо выпрямить переменный ток для полного использования обоих полупериодов синусоидальной волны, необходимо использовать другую конфигурацию схемы выпрямителя.Такая схема называется двухполупериодным выпрямителем . Один вид двухполупериодного выпрямителя, называемый конструкцией с центральным отводом , использует трансформатор с вторичной обмоткой с центральным отводом и двумя диодами, как показано на рисунке ниже.

Двухполупериодный выпрямитель, исполнение с центральным отводом.

Положительный полупериод

Работа этой схемы легко понять по одному полупериоду за раз. Рассмотрим первый полупериод, когда полярность напряжения источника положительная (+) вверху и отрицательная (-) внизу.В это время проводит только верхний диод; нижний диод блокирует ток, а нагрузка «видит» первую половину синусоидальной волны, положительную вверху и отрицательную внизу. Только верхняя половина вторичной обмотки трансформатора проводит ток в течение этого полупериода, как показано на рисунке ниже.

Двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением: верхняя половина вторичной обмотки проводит ток в течение положительного полупериода входного сигнала, обеспечивая положительный полупериод на нагрузку.

Отрицательный полупериод

В течение следующего полупериода полярность переменного тока меняется на противоположную.Теперь другой диод и другая половина вторичной обмотки трансформатора пропускают ток, в то время как части схемы, которые ранее пропускали ток в течение последнего полупериода, остаются в режиме ожидания. Нагрузка по-прежнему «видит» половину синусоидальной волны той же полярности, что и раньше: положительная вверху и отрицательная внизу. (Рисунок ниже)

Двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением: во время отрицательного полупериода на входе нижняя половина вторичной обмотки проводит ток, передавая положительный полупериод на нагрузку.

Недостатки конструкции двухполупериодного выпрямителя

Одним из недостатков этой конструкции двухполупериодного выпрямителя является необходимость трансформатора с вторичной обмоткой с центральным отводом. Если рассматриваемая схема является схемой большой мощности, размер и стоимость подходящего трансформатора значительны. Следовательно, выпрямитель с центральным отводом встречается только в маломощных приложениях.

Другие конфигурации

Полярность двухполупериодного выпрямителя с центральным отводом на нагрузке может быть изменена путем изменения направления диодов.Кроме того, перевернутые диоды можно подключать параллельно к существующему выпрямителю с положительным выходом. Результатом является двухполюсный двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением, показанный на рисунке ниже. Обратите внимание, что подключение самих диодов такое же, как у моста.

Двухполюсный двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением

Полноволновые мостовые выпрямители

Существует еще одна, более популярная конструкция двухполупериодного выпрямителя, построенная на основе конфигурации четырехдиодного моста.По понятным причинам эта конструкция называется двухполупериодным мостом . (Рисунок ниже)

Двухполупериодный мостовой выпрямитель.

Направления тока для двухполупериодной схемы мостового выпрямителя показаны на рисунке ниже для положительного полупериода и на рисунке ниже для отрицательного полупериода сигнала источника переменного тока. Обратите внимание, что независимо от полярности входа ток течет через нагрузку в одном и том же направлении. То есть отрицательный полупериод источника является положительным полупериодом при нагрузке.

Ток протекает через два последовательно включенных диода для обеих полярностей. Таким образом, в диодах теряются два диодных падения напряжения источника (0,7 · 2 = 1,4 В для Si). Это недостаток по сравнению с двухполупериодной конструкцией с центральным отводом. Этот недостаток является проблемой только для источников питания с очень низким напряжением.

Двухполупериодный мостовой выпрямитель: протекание тока для положительных полупериодов.

Двухполупериодный мостовой выпрямитель: протекание тока для отрицательных полупериодов.

Схема альтернативного двухполупериодного мостового выпрямителя

Запоминание правильного расположения диодов в схеме двухполупериодного мостового выпрямителя часто может быть неприятным для новичка в электронике. Я обнаружил, что альтернативное представление этой схемы легче запомнить и понять. Это точно такая же схема, за исключением того, что все диоды нарисованы горизонтально и все «указывают» в одном направлении. (Рисунок ниже)

Альтернативный стиль компоновки двухполупериодного мостового выпрямителя.

Полифазная версия с альтернативной компоновкой

Одним из преимуществ запоминания этой схемы для схемы мостового выпрямителя является то, что она легко расширяется до многофазной версии, показанной на рисунке ниже.

Трехфазная двухполупериодная мостовая схема выпрямителя.

Каждая трехфазная линия подключается между парой диодов: один для направления питания на положительную (+) сторону нагрузки, а другой для подачи питания на отрицательную (-) сторону нагрузки.

Полифазные системы с более чем тремя фазами легко встраиваются в схему мостового выпрямителя.Возьмем, к примеру, схему шестифазного мостового выпрямителя, показанную на рисунке ниже.

Шестифазная двухполупериодная мостовая схема выпрямителя.

Когда выпрямляется многофазный переменный ток, сдвинутые по фазе импульсы накладываются друг на друга, создавая более «плавный» выход постоянного тока (с меньшим содержанием переменного тока), чем полученный при выпрямлении однофазного переменного тока. Это явное преимущество в схемах выпрямителя большой мощности, где чисто физический размер фильтрующих компонентов был бы недопустимым, но при этом необходимо получать мощность постоянного тока с низким уровнем шума.Схема на рисунке ниже показывает двухполупериодное выпрямление трехфазного переменного тока.

Выход трехфазного переменного тока и трехфазного двухполупериодного выпрямителя.

Напряжение пульсации

В любом случае выпрямления - однофазном или многофазном - величина переменного напряжения, смешанного с выходом постоянного тока выпрямителя, называется пульсирующим напряжением . В большинстве случаев, поскольку желаемой целью является «чистый» постоянный ток, пульсации напряжения нежелательны. Если уровни мощности не слишком велики, можно использовать сети фильтрации для уменьшения пульсаций выходного напряжения.

Одно-, двух- и 6-импульсные блоки

Иногда метод выпрямления упоминается путем подсчета количества выходных «импульсов» постоянного тока на каждые 360 o электрического «вращения». Таким образом, однофазная полуволновая выпрямительная схема будет называться одноимпульсным выпрямителем , потому что она выдает одиночный импульс в течение одного полного цикла (360 o ) формы волны переменного тока. Однофазный двухполупериодный выпрямитель (независимо от конструкции, отводной или мостовой) будет называться 2-импульсным выпрямителем , потому что он выдает два импульса постоянного тока в течение одного цикла переменного тока.Трехфазный двухполупериодный выпрямитель будет называться 6-импульсным блоком .

Фазы цепи выпрямителя

Современная электротехническая конвенция дополнительно описывает функцию схемы выпрямителя, используя трехполевую нотацию: фаз , путей и количество импульсов . Однофазная однополупериодная схема выпрямителя получила несколько загадочное обозначение 1Ph2W1P (1 фаза, 1 путь, 1 импульс), что означает, что напряжение питания переменного тока является однофазным, то есть ток на каждой фазе линий питания переменного тока. движется только в одном направлении (пути), и что на каждые 360 o электрического вращения образуется один импульс постоянного тока.

Однофазная двухполупериодная схема выпрямителя с центральным отводом будет обозначена в этой системе обозначений как 1Ph2W2P: 1 фаза, 1 путь или направление тока в каждой половине обмотки и 2 импульса или выходного напряжения за цикл.

Однофазный двухполупериодный мостовой выпрямитель будет обозначен как 1Ph3W2P: то же самое, что и для конструкции с центральным ответвлением, за исключением тока, может проходить обоими путями через линии переменного тока, а не только одним путем.

Схема трехфазного мостового выпрямителя, показанная ранее, будет называться выпрямителем 3Ph3W6P.

Можно ли получить больше импульсов, чем в два раза больше числа фаз в цепи выпрямителя?

Ответ на этот вопрос: да, особенно в многофазных цепях. Благодаря творческому использованию трансформаторов, наборы двухполупериодных выпрямителей могут быть объединены таким образом, чтобы вырабатывалось более шести импульсов постоянного тока для трех фаз переменного тока. Фазовый сдвиг 30 o вводится от первичной к вторичной трехфазного трансформатора, когда конфигурации обмоток не одного типа.

Другими словами, трансформатор, подключенный по схеме Y-Δ или Δ-Y, будет демонстрировать этот сдвиг фазы на 30 o , в то время как трансформатор, подключенный по схеме Y-Y или Δ-Δ, не будет. Это явление можно использовать, подключив один трансформатор по схеме Y-Y к мостовому выпрямителю, а другой трансформатор по схеме Y-Δ питает второй мостовой выпрямитель, а затем параллельно выходы постоянного тока обоих выпрямителей. (Рисунок ниже)

Поскольку формы волны пульсаций напряжения на выходах двух выпрямителей сдвинуты по фазе на 30 o друг от друга, их наложение приводит к меньшей пульсации, чем любой выход выпрямителя, рассматриваемый отдельно: 12 импульсов на 360 90 285 o 90 286 вместо шести

Схема многофазного выпрямителя: 3-фазный, 2-канальный, 12-пульсный (3Ph3W12P)

ОБЗОР:

  • Выпрямление - это преобразование переменного тока (AC) в постоянный (DC).
  • Полупериодный выпрямитель - это схема, которая позволяет приложить к нагрузке только один полупериод формы волны переменного напряжения, что приводит к одной не меняющейся полярности на ней. Результирующий постоянный ток, подаваемый на нагрузку, значительно «пульсирует».
  • Двухполупериодный выпрямитель - это схема, которая преобразует оба полупериода формы волны переменного напряжения в непрерывную серию импульсов напряжения одинаковой полярности. Результирующий постоянный ток, подаваемый на нагрузку, не так сильно «пульсирует».
  • Полифазный переменный ток после выпрямления дает гораздо более «гладкую» форму волны постоянного тока (менее пульсаций напряжения ), чем выпрямленный однофазный переменный ток.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

Что такое выпрямитель? Типы выпрямителей, работа и применение

Различные типы выпрямителей - работа и применение

В электронике схема выпрямителя является наиболее часто используемой схемой, потому что почти каждое электронное устройство работает от постоянного тока (постоянного тока) , но доступность из источников постоянного тока ограничены, например, электрические розетки в наших домах обеспечивают переменного тока (переменного тока) .Выпрямитель - идеальный кандидат для этой работы в промышленности и дома для преобразования переменного тока в постоянный ток . Даже в наших зарядных устройствах для сотовых телефонов используются выпрямители для преобразования AC из наших домашних розеток в DC . Различные типы выпрямителей используются для определенных приложений.

В основном у нас есть два типа напряжения, которые широко используются в наши дни. Они бывают переменного и постоянного напряжения. Эти типы напряжения могут быть преобразованы из одного типа в другой с помощью специальных схем, разработанных для этого конкретного преобразования.Эти преобразования происходят повсюду.

Наши основные источники питания, которые мы получаем от электросетей, имеют переменный характер, и бытовые приборы, которые мы используем в своих домах, обычно требуют небольшого постоянного напряжения. Этот процесс преобразования переменного тока в постоянный получил название выпрямления. Преобразованию переменного тока в постоянный предшествует дальнейший процесс, который может включать в себя фильтрацию, преобразование постоянного тока в постоянный и так далее. Одна из самых распространенных частей электронного блока питания - мостовой выпрямитель.

Для многих электронных схем требуется выпрямленный источник питания постоянного тока для питания различных основных электронных компонентов от доступной сети переменного тока.Простой мостовой выпрямитель используется во множестве электронных силовых устройств переменного тока.

Другой способ взглянуть на схему выпрямителя состоит в том, что можно сказать, что она преобразует токи, а не напряжения. Это имеет более интуитивный смысл, потому что мы более привыкли использовать ток для определения природы компонента. Вкратце, выпрямитель принимает ток, который имеет как отрицательную, так и положительную составляющие, и выпрямляет его так, чтобы осталась только положительная составляющая тока.

Мостовые выпрямители широко используются в источниках питания, которые обеспечивают необходимое постоянное напряжение для электронного компонента или устройств.Наиболее эффективными коммутационными аппаратами, характеристики которых известны полностью, являются диоды. Теоретически вместо диодов можно использовать любой твердотельный переключатель, которым можно управлять или которым нельзя управлять.

Обычно выпрямители типа типа классифицируются на основе их мощности. В этой статье мы обсудим многие типы выпрямителей, такие как:

  • Однофазные выпрямители
  • Трехфазные выпрямители
  • Управляемые выпрямители
  • Неуправляемые выпрямители
  • Полуволновые выпрямители
  • Полноволновые выпрямители
  • Мостовые выпрямители
  • Center -Tapped Rectifiers

Что такое выпрямитель?

Выпрямитель - это электрическое устройство, состоящее из одного или более чем одного диода, которое преобразует переменного тока ( AC ) в постоянного тока ( DC ).Он используется для выпрямления, где процесс ниже показывает, как он преобразует переменный ток в постоянный.

Что такое выпрямление?

Выпрямление - это процесс преобразования переменного тока (который периодически меняет направление) в постоянный ток (поток в одном направлении).

Типы выпрямителей

В основном есть два типа выпрямителей:

  1. Неконтролируемый выпрямитель
  2. Управляемый выпрямитель

Мостовые выпрямители бывают многих типов, и оснований для классификации может быть много, чтобы назвать несколько, тип питания, конфигурации мостовой схемы, возможности управления и т. д.Мостовые выпрямители можно в целом разделить на одно- и трехфазные выпрямители в зависимости от типа входа, на котором они работают. Оба этих типа включают следующие дополнительные классификации, которые можно разделить на одно- и трехфазные выпрямители.

Дальнейшая классификация основана на коммутационных устройствах, которые использует выпрямитель, и их типы: неуправляемые, полууправляемые и полностью управляемые выпрямители. Некоторые типы выпрямителей обсуждаются ниже.

В зависимости от типа выпрямительной схемы выпрямители подразделяются на две категории.

  • Полупериодный выпрямитель
  • Двухполупериодный выпрямитель

Полупериодный выпрямитель преобразует только половину волны переменного тока в сигнал постоянного тока, тогда как двухполупериодный выпрямитель преобразует полный сигнал переменного тока в постоянный.

Мостовой выпрямитель - это наиболее часто используемый выпрямитель в электронике, и в этом отчете будет рассказано о его работе и изготовлении. Схема простого мостового выпрямителя - самый популярный метод двухполупериодного выпрямления.

Мы подробно обсудим как управляемые, так и неуправляемые (полуволновые и полнополупериодные мостовые) выпрямители со схемами и принципами работы, как показано ниже.

Неуправляемый выпрямитель:

Тип выпрямителя, выходное напряжение которого не может контролироваться , называется неуправляемым выпрямителем .

Выпрямитель использует переключатели для работы. Переключатели могут быть различных типов, в широком смысле, управляемые переключатели и неуправляемые переключатели. Диод - это однонаправленное устройство, которое позволяет току течь только в одном направлении. Работа диода не контролируется, так как он будет работать до тех пор, пока он смещен в прямом направлении.

При конфигурации диодов в любом конкретном выпрямителе выпрямитель не полностью находится под контролем оператора, поэтому выпрямители такого типа называются неуправляемыми выпрямителями. Это не позволяет изменять мощность в зависимости от требований к нагрузке. Таким образом, этот тип выпрямителя обычно используется в постоянных или фиксированных источниках питания.

В неуправляемом выпрямителе используются только диоды, и они дают фиксированное выходное напряжение, зависящее только от входа AC .

Типы неуправляемых выпрямителей:

Неконтролируемые выпрямители делятся на два типа:

  1. Полуволновый выпрямитель
  2. Полноволновой выпрямитель
Полуволновый выпрямитель:

Тип выпрямителя, который преобразует только выпрямитель полупериод переменного тока (AC) в постоянный (DC) известен как полуволновой выпрямитель.

  • Положительный полупериодный выпрямитель:

Полупериодный выпрямитель, который преобразует только положительный полупериод и блокирует отрицательный полупериод.

  • Выпрямитель отрицательной полуволны:

Выпрямитель отрицательной полуволны преобразует только отрицательный полупериод переменного тока в постоянный ток.

Во всех типах выпрямителей однополупериодный выпрямитель - это простейший из них , поскольку он состоит только из одного диода .

Диод пропускает ток только в одном направлении, известном как вперед смещение . Нагрузочный резистор RL включен последовательно с диодом.

Положительный полупериод:

Во время положительного полупериода вывод диода , анод станет положительным, а катод станет отрицательным, так называемое прямое смещение . И это позволит протекать положительному циклу.

Отрицательный полупериод:

Во время отрицательного полупериода анод станет отрицательным, а катод станет положительным, что известно как обратное смещение .Таким образом, диод заблокирует отрицательный цикл.

Таким образом, когда источник переменного тока подключен к однополупериодному выпрямителю, через него будет проходить только полупериод , как показано на рисунке ниже.

Выход этого выпрямителя снимается через нагрузочный резистор RL . Если мы посмотрим на график «вход-выход» , то он показывает пульсирующий положительный полупериод входа .

На выходе полуволнового выпрямителя слишком много пульсаций , и использовать этот выход в качестве источника постоянного тока не очень практично.Чтобы сгладил этот пульсирующий выходной сигнал, через резистор вводится конденсатор . Конденсатор будет заряжаться во время положительного цикла и разряжаться во время отрицательного цикла, чтобы выдать плавный выходной сигнал.

Такие типы выпрямителей тратят впустую мощность полупериода входа переменного тока.

Двухполупериодный выпрямитель:

Двухполупериодный выпрямитель преобразует как положительных, так и отрицательных полупериодов переменного (переменного тока) в постоянный (постоянный ток).Он обеспечивает двойное выходное напряжение по сравнению с полуволновым выпрямителем

Двухполупериодный выпрямитель состоит из более чем одного диода.

Существует два типа двухполупериодных выпрямителей.

  1. Мостовой выпрямитель
  2. Выпрямитель с центральным отводом
Мостовой выпрямитель

Мостовой выпрямитель использует четыре диода для преобразования обоих полупериодов входного переменного тока в выходной постоянный ток.

В этом типе выпрямителя диоды подключаются в особой форме, как указано ниже.

Положительный полупериод:

Во время положительного полупериода входа диод D1 и D2 становится прямым смещением, а D3 и D4 становится обратным смещением. Диод D1 и D2 образуют замкнутый контур, который обеспечивает положительное выходное напряжение на нагрузочном резисторе RL .

Отрицательный полупериод:

Во время отрицательного полупериода диод D3 и D4 становится прямым смещением, а D1 и D2 становится обратным смещением.Но полярность нагрузочного резистора RL остается прежней и обеспечивает положительный выходной сигнал на нагрузке.

Выход двухполупериодного выпрямителя имеет низкие пульсации по сравнению с полуволновым выпрямителем, но, тем не менее, он не является плавным и стабильным.

Чтобы сделать выходное напряжение плавным и стабильным, на выходе помещается конденсатор , как показано на рисунке ниже.

Заряд и разряд конденсатора, обеспечивающий плавные переходы между полупериодами.

Работа схемы мостового выпрямителя

Из принципиальной схемы видно, что диоды подключены определенным образом. Это уникальное расположение и дало название конвертеру. В мостовом выпрямителе напряжение на входе может быть от любого источника. Это может быть трансформатор, который используется для повышения или понижения напряжения, или сеть нашего домашнего источника питания. В этой статье мы используем трансформатор с ответвлениями 6-0-6 для обеспечения переменного напряжения.

В первой фазе работы выпрямителя, в течение положительного полупериода, диоды D3-D2 смещены в прямом направлении и проводят ток. Диоды D1-D4 имеют обратное смещение и не проводят в этом полупериоде, действуя как разомкнутые переключатели. Таким образом, мы получаем на выходе положительный полупериод. И наоборот, в отрицательном полупериоде диоды D1-D4 смещаются в прямом направлении и начинают проводить, тогда как диоды D3-D2 имеют обратное смещение и не проводят в этом полупериоде.

Опять получаем на выходе положительный полупериод.В конце процесса выпрямления отрицательная часть переменного тока преобразуется в положительный цикл. Выходной сигнал выпрямителя - это два полуположительных импульса с той же частотой и величиной, что и входной.

В отличие от работы полуволнового выпрямителя, полный мостовой выпрямитель имеет другую ветвь, которая позволяет ему проводить отрицательную половину формы волны напряжения, которую полумостовой выпрямитель не имел возможности сделать. Таким образом, среднее напряжение на выходе полного мостового выпрямителя вдвое больше, чем у полумостового выпрямителя.

Несмотря на то, что мы используем четыре отдельных силовых диода для изготовления двухполупериодного мостового выпрямителя, готовые компоненты мостового выпрямителя доступны в готовом виде с различными значениями напряжения и тока, которые могут использоваться непосредственно для обеспечения работоспособности. схема.

Форма волны выходного напряжения после выпрямления не соответствует правильному постоянному току, поэтому мы можем попытаться преобразовать ее в форму волны постоянного тока, используя конденсатор для фильтрации. Сглаживающие или накопительные конденсаторы, подключенные параллельно нагрузке на выходе схемы двухполупериодного мостового выпрямителя, увеличивают средний выходной уровень постоянного тока до требуемого среднего напряжения постоянного тока на выходе, поскольку конденсатор действует не только как фильтрующий компонент, но и также периодически заряжается и разряжается, эффективно увеличивая выходное напряжение.

Конденсатор заряжается до тех пор, пока форма сигнала не достигнет своего пика, и равномерно разряжается в цепи нагрузки, когда форма сигнала начинает снижаться. Таким образом, когда выходной сигнал становится низким, конденсатор поддерживает правильную подачу напряжения в цепи нагрузки, тем самым создавая постоянный ток.

Преимущества мостового выпрямителя:

  1. Низкие пульсации в выходном сигнале постоянного тока
  2. Высокий КПД выпрямителя
  3. Низкие потери мощности

Недостатки мостового выпрямителя:

  1. Мостовой выпрямитель сложнее, чем однополупериодный выпрямитель
  2. Больше потерь мощности по сравнению с двухполупериодным выпрямителем с центральным ответвлением.
Выпрямитель с центральным отводом

Этот тип двухполупериодного выпрямителя использует трансформатор с центральным отводом и два диода.

Трансформатор с центральным отводом - это трансформатор с двойным напряжением, который имеет два входа ( I1 и I2 ) и три выходных клеммы ( T1, T2, T3 ). Т2 терминал подключен к центру выходной катушки, который действует в качестве опорного грунта ( вольт о эталонных ).Клемма T1 выдает положительного напряжения , а клемма T3 создает отрицательное напряжение относительно T2 .

Конструкция выпрямителя с центральным отводом приведена ниже:

Положительный полупериод:

Во время входного положительного полупериода T1 выдает положительное напряжение, а T2 - отрицательное. Диод D1 станет прямым смещением, а диод D2 станет обратным смещением.Это делает закрытый путь от T1 к T2 через нагрузочный резистор RL , как показано ниже.

Отрицательный полупериод:

Теперь во время входного отрицательного полупериода T1 сгенерирует отрицательный цикл, а T2 сгенерирует положительный цикл. Это переведет диод D1 в обратное смещение, а диод D2 в прямое смещение. Но полярность на нагрузочном резисторе RL все еще такая же, поскольку ток проходит от T3 к T1 , как показано на рисунке ниже.

Выход DC выпрямителя с центральным отводом также имеет пульсации, и он не является плавным и устойчивым. DC . Конденсатор на выходе устранит пульсации и обеспечит устойчивый выход DC .

Управляемый выпрямитель:

Тип выпрямителя, выходное напряжение которого может изменяться на или на , называется управляемым выпрямителем .

Потребность в управляемом выпрямителе становится очевидной, если мы рассмотрим недостатки неуправляемого мостового выпрямителя.Чтобы превратить неуправляемый выпрямитель в управляемый, мы используем твердотельные устройства с управляемым током, такие как SCR, MOSFET и IGBT. У нас есть полный контроль, когда SCR включаются или выключаются в зависимости от импульсов затвора, которые мы применяем к нему. Они обычно более предпочтительны, чем их неконтролируемые аналоги.

Он состоит из одного или нескольких SCR ( кремниевый выпрямитель ).

SCR , также известный как тиристор , представляет собой трехконтактный диод.Эти клеммы представляют собой анод , катод и управляющий вход, известный как Gate .

Точно так же, как простой диод, SCR проводит при прямом смещении и блокирует ток при обратном смещении, но запускает прямую проводимость только при наличии импульса на входе затвора . Таким образом, выходным напряжением можно управлять с помощью входа затвора.

Типы управляемого выпрямителя

Есть два типа управляемого выпрямителя.

Выпрямитель с полуволновым управлением

Выпрямитель с полуволновым управлением состоит из одного тиристора (выпрямителя с кремниевым управлением).

Полупериодный управляемый выпрямитель имеет ту же конструкцию, что и полуволновой неуправляемый выпрямитель, за исключением того, что мы заменили диод на SCR , как показано на рисунке ниже.

SCR не проводит обратное смещение, поэтому он блокирует отрицательный полупериод.

Во время положительного полупериода SCR будет проводить ток при одном условии, когда на вход затвора подается импульс.Вход затвора, конечно, представляет собой периодический импульсный сигнал, который предназначен для активации SCR в каждом положительном полупериоде.

Таким образом, мы можем контролировать выходное напряжение этого выпрямителя.

Выход SCR также является пульсирующим напряжением / током DC . Эти импульсы удаляются с помощью конденсатора , параллельного нагрузочному резистору RL .

Полнопериодный управляемый выпрямитель

Тип выпрямителя, который преобразует как положительный, так и отрицательный полупериод переменного тока в постоянный, а также управляет выходной амплитудой известен как двухполупериодный управляемый выпрямитель.

Управляемый двухполупериодный выпрямитель, как и неуправляемый выпрямитель, бывает двух типов.

Управляемый мостовой выпрямитель

В этом выпрямителе диодный мост заменен мостом SCR ( Thyristor ) с такой же конфигурацией, как показано на рисунке ниже.

Положительный полупериод :

Во время положительного цикла SCR (тиристор) T1 и T2 будет проводить при подаче импульса затвора. T3 и T4 будут иметь обратное смещение, поэтому они будут блокировать ток. Выходное напряжение будет установлено на нагрузочном резисторе RL , как показано ниже.

Отрицательный полупериод:

Во время отрицательного полупериода тиристоры T3 и T4 будут иметь прямое смещение с учетом входного импульса затвора, а T1 и T2 станут обратным смещением. Выходное напряжение появится на нагрузочном резисторе RL .

В конце вывода используется конденсатор для удаления пульсаций и обеспечения стабильного и плавного вывода.

Управляемый Выпрямитель с центральным отводом:

Как и неуправляемый выпрямитель с центральным отводом, в этой конструкции используются два SCR вместо двух диодов.

Оба этих переключения SCR будут синхронизированы по-разному в зависимости от входной частоты AC .

Его работа такая же, как и у неуправляемого выпрямителя, и его схематическая конструкция приведена ниже.

Однофазные и трехфазные выпрямители

Эта классификация основана на типе входа, на котором работает выпрямитель. Именование довольно простое. Когда вход однофазный, выпрямитель называется однофазным выпрямителем, а когда вход трехфазный, он называется трехфазным выпрямителем.

Однофазный мостовой выпрямитель состоит из четырех диодов, тогда как трехфазный выпрямитель использует шесть диодов, расположенных определенным образом для получения желаемого выхода.Это могут быть управляемые или неуправляемые выпрямители, в зависимости от компонентов переключения, используемых в каждом выпрямителе, таких как диоды, тиристоры и т. Д.

Сравнение выпрямителей

В следующей таблице показано соответствие между различными типами выпрямителей, такими как однополупериодный выпрямитель, двухполупериодный выпрямитель и выпрямитель с центральным ответвлением.

Применение выпрямителей

В основном почти все электронные схемы работают от постоянного напряжения.Основная цель использования выпрямителя - выпрямление, то есть преобразование переменного напряжения в постоянное. То есть выпрямители используются почти во всех выпрямительных и электронных устройствах.

Ниже приведен список общих областей применения и использования различных выпрямителей.

  • Выпрямление, т.е. преобразование постоянного напряжения в переменное.
  • Выпрямители используются в электросварке для обеспечения поляризованного напряжения.
  • Применяется также в тяговых двигателях, подвижном составе и трехфазных тяговых двигателях, используемых для движения поездов.
  • Полуволновые выпрямители используются в средствах от комаров и паяльниках.
  • Полуволновой выпрямитель также используется в AM Radio в качестве детектора и детектора пикового сигнала.
  • Выпрямители также используются в умножителях модуляции, демодуляции и напряжения.

Похожие сообщения:

Типы выпрямителей: работа и их сравнение

В большом количестве электрических и электронных цепей для их работы требуется постоянное напряжение. Мы можем просто преобразовать переменное напряжение в постоянное, используя устройство, называемое диодом с PN переходом.Одним из наиболее важных применений диодов с PN переходом является выпрямление переменного тока в постоянный. Диод с PN-переходом пропускает электрический ток только в одном направлении, то есть в состоянии прямого смещения, и блокирует электрический ток в состоянии обратного смещения. Это единственное свойство диода позволяет ему работать как выпрямитель. В этой статье обсуждаются разные типы выпрямителей, рабочие и их сравнение.

Что такое выпрямители?

Выпрямитель - это электрическое устройство, состоящее из одного или нескольких диодов, которые пропускают ток только в одном направлении.Он в основном преобразует переменный ток в постоянный. Выпрямители могут быть отлиты в несколько форм в зависимости от необходимости, например, полупроводниковые диоды, SCR (кремниевые выпрямители), вакуумные ламповые диоды, ртутно-дуговые клапаны и т. Д. В наших предыдущих статьях мы подробно объяснили диоды и типы диодов. Но здесь мы собираемся дать подробную информацию о выпрямителях, типах выпрямителей и их применениях и т. Д.


Различные типы выпрямителей

Для обнаружения сигналов и выпрямления мощности, схемы диодных выпрямителей широко используются при разработке электронных схем, которые используются. в различных устройствах, таких как радиосигналы или детекторы, источники питания постоянного тока, бытовая техника, например игровые системы, ноутбуки, телевизоры и т. д.

Различные типы выпрямителей

Выпрямители подразделяются на различные конструкции в зависимости от факторов, а именно типа источника питания, конфигурации моста, используемых компонентов, характера управления и т. Д. В основном они подразделяются на два типа: однофазные и три -фазный выпрямитель. Другие выпрямители подразделяются на три типа: неуправляемые, полууправляемые и полностью управляемые выпрямители. Давайте вкратце рассмотрим некоторые из этих типов выпрямителей. Выпрямители подразделяются на два типа: неуправляемые выпрямители и управляемые выпрямители.

Типы выпрямителей

Неуправляемые выпрямители

Выходное напряжение выпрямителя, которым нельзя управлять, называется неуправляемым выпрямителем. Выпрямитель работает с переключателями, и они доступны в различных типах, как управляемые, так и неуправляемые. Компонент с двумя выводами, такой как диод, является однонаправленным устройством, и его основная функция состоит в том, чтобы позволить току протекать просто в одном направлении. Этим устройством нельзя управлять, потому что оно будет работать только в том случае, если оно подключено в прямом смещении.

Когда диод соединен с выпрямителем в любой конфигурации, выпрямитель не может полностью управляться оператором, что известно как неуправляемые выпрямители. Он не позволяет изменять мощность в зависимости от требований нагрузки. Таким образом, этот тип выпрямителя обычно используется в фиксированных или стабильных источниках питания. Этот тип выпрямителя просто использует диоды и обеспечивает стабильное выходное напряжение, основанное только на входном переменном токе.

Кроме того, неуправляемые выпрямители подразделяются на два типа: полуволновые и двухполупериодные выпрямители.

Полупериодный выпрямитель

В этом типе выпрямителя, когда на входе подается переменный ток, только положительный полупериод становится видимым на нагрузке, тогда как отрицательный полупериод скрывается. В однофазном питании ему нужен один диод, а в трехфазном - три диода.

Это невозможно, потому что только половина сигналов i / p достигает выхода. Чтобы уменьшить пульсации частоты переменного тока от o / p, в схеме полуволнового выпрямителя требуется дополнительная фильтрация.Пожалуйста, обратитесь к ссылке, чтобы узнать больше о принципе работы и характеристиках схемы однополупериодного выпрямителя

Полупериодный выпрямитель
Положительный полуволновой выпрямитель

Выпрямитель, который просто изменяет положительный полупериод и блокирует отрицательный полупериод, известен как. Выпрямитель положительной полуволны

Выпрямитель отрицательной полуволны

Выпрямитель, который просто изменяет отрицательный полупериод переменного тока на постоянный, известен как выпрямитель отрицательной полуволны. По сравнению со всеми видами выпрямителей, однополупериодный выпрямитель является более простым типом, поскольку он разработан только с одним диодом.

Диод просто пропускает ток в одном направлении, которое называется прямым смещением. Этот диод последовательно подключен к нагрузочному резистору «RL».

Положительный полупериод

Клемма анода диода на протяжении всего положительного полупериода будет превращаться в положительную, а клемма катода - на отрицательную, это называется прямым смещением. Это позволит прохождению положительного цикла.

Отрицательный полупериод

Анодный вывод диода будет становиться отрицательным в течение отрицательного полупериода, тогда как катодный вывод станет положительным, что называется обратным смещением.Таким образом, отрицательный цикл будет заблокирован диодом.

Итак, как только источник переменного тока подключен к однополупериодному выпрямителю, через него будет подаваться полупериод. Выход выпрямителя можно подключить через резистор RL или нагрузочный резистор. Таким образом, выходной сигнал будет пульсирующим + ve полупериодом входного сигнала.

Выход полуволнового выпрямителя имеет несколько пульсаций и не используется в качестве источника постоянного тока. Чтобы выровнять этот выходной сигнал, к резистору подключен конденсатор, который будет заряжаться в течение положительного цикла и разряжаться в течение отрицательного цикла, чтобы обеспечить выходной сигнал уровня.

Полнопериодный выпрямитель

В этом типе выпрямителя во время обоих полупериодов, когда питание переменного тока подается на i / p, ток через нагрузку течет в одном направлении. Эта схема обеспечивает более высокое стандартное выходное напряжение за счет изменения обеих полярностей формы волны i / p на пульсирующий постоянный ток. Такого рода выпрямление может быть достигнуто за счет использования хотя бы двух кристаллических диодов, проводящих ток по-разному.

Во время как положительного, так и отрицательного полупериода входного переменного тока используются следующие две цепи, а именно двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением и двухполупериодный мостовой выпрямитель, чтобы обеспечить одинаковое направление тока в нагрузочном резисторе. .Пожалуйста, обратитесь к ссылке, чтобы узнать больше о схеме двухполупериодного выпрямителя с рабочей теорией

Полнополупериодный выпрямитель

Схема двухполупериодного выпрямителя разработана с более чем одним диодом. Эти выпрямители подразделяются на два типа: мостовой выпрямитель и выпрямитель с центральным отводом.

Мостовой выпрямитель

Мостовой выпрямитель может быть построен с четырьмя диодами, которые используются для изменения полупериода входного переменного тока на выход постоянного тока. Таким образом, в этом виде выпрямителя четыре диода в основном соединены в точном виде.
В положительном полупериоде мостового выпрямителя два диода, такие как D1 и D2, будут иметь прямое смещение, тогда как диоды D3 и D4 станут обратным смещением. В замкнутом контуре диоды D1 и D2 будут обеспечивать выходное напряжение + Ve на RL (нагрузочный резистор).

Мостовой выпрямитель

В отрицательном полупериоде мостового выпрямителя диоды, такие как D3 и D4, будут иметь прямое смещение, тогда как диоды D1 и D2 станут обратным смещением. Однако полярность RL остается неизменной и дает положительный сигнал o / p на нагрузке.

Выход двухполупериодного выпрямителя имеет меньше пульсаций по сравнению с полуволновым выпрямителем, хотя он не является ровным и стабильным. Для создания уровня напряжения o / p на выходе схемы используется конденсатор. Заряд и разряд этого конденсатора будут производить переходы уровней между полупериодами.

Двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением

В выпрямительной схеме этого типа используется трансформатор с вторичной обмоткой, отводимой в центральной точке. В схему включены два диода, так что каждый из них использует половину цикла входного переменного напряжения.Для выпрямления один диод использует переменное напряжение, показывающее верхнюю половину вторичной обмотки, а другой диод использует нижнюю половину вторичной обмотки. КПД и КПД этой схемы высоки, потому что источник переменного тока обеспечивает питание обеих половин.

Двухполупериодный выпрямитель с центральным ответвлением

Этот трансформатор имеет двойное напряжение, а также два входа, такие как I1 и I2 7, 3 выходных клеммы, такие как T1, T2 и T3. Клемма, такая как T2, подключена к середине выходной катушки, которая работает как опорная земля.Клемма, такая как T1, генерирует напряжение + Ve, а клемма «T3» генерирует отрицательное напряжение на клемме «T2».

В течение положительного полупериода такие клеммы, как T1 и t2, будут генерировать положительное и отрицательное напряжение. Таким образом, диод D1 превратится в прямое смещение, а диод D2 превратится в обратное смещение. От клемм T1 до T2 он закроет путь с помощью нагрузочного резистора.

В течение отрицательного полупериода клемма «T1» будет производить отрицательный цикл, а клемма «T2» будет производить положительный цикл.Это подключит диод D1 к обратному смещению, а диод D2 подключится к прямому смещению.

Однако полярность на RL аналогична потоку тока, проходящему по дорожке от клемм T3 к T1. Выход постоянного тока этого выпрямителя также включает пульсации, но не уровень, а постоянный постоянный ток. На выходе схемы конденсатор устраняет пульсации, чтобы обеспечить стабильный выход постоянного тока.

Полнополупериодный мостовой выпрямитель

Мостовой выпрямитель - одна из возможных форм двухполупериодного выпрямителя, использующего четыре диода в мостовой топологии.Вместо трансформатора с центральным ответвлением используется обычный трансформатор. Электропитание переменного тока, подлежащее выпрямлению, подается на противоположные по диагонали концы моста, а нагрузочный резистор подключается к остальным двум разным по диагонали концам моста.

Полнополупериодный мостовой выпрямитель

Управляемые выпрямители

Когда выходное напряжение выпрямителя изменяется или изменяется, это называется управляемым выпрямителем. Необходимость управляемого выпрямителя становится очевидной, если мы рассмотрим неисправности неуправляемого мостового выпрямителя.Текущие управляемые устройства, такие как SCR, IGBT, MOSFET, используются для изменения выпрямителя с неуправляемого на управляемый.

После того, как тиристоры будут включены / выключены в зависимости от применяемых стробирующих сигналов, мы получим полный контроль. Как правило, они предпочтительнее, чем их аналоги, которые не контролируются. Кремниевый выпрямитель (SCR) также называют тиристором. Это трехконтактный диод, у которого выводы анод, катод и затвор.

Подобно обычному диоду, он будет работать при прямом смещении, тогда как при обратном смещении он блокирует ток, однако он запускается только при прямой проводимости, когда на входе клеммы затвора появляется сигнал.Таким образом, этот выход затвора играет ключевую роль в управлении выходным напряжением.

Типы управляемого выпрямителя

Управляемые выпрямители бывают двух типов, например, выпрямитель с полуволновым управлением и выпрямитель с двухполупериодным управлением.

Полупериодный управляемый выпрямитель

Полупериодный выпрямитель с контроллером может быть сконструирован с одним кремниевым управляемым выпрямителем (SCR). Подобно конструкции неуправляемого полуволнового выпрямителя, полуволновой управляемый выпрямитель такой же, за исключением того, что мы изменяем диод через тиристор.

При обратном смещении кремниевый выпрямитель не работает, поэтому он блокирует отрицательный полупериод. В течение положительного полупериода SCR будет проводить ток только при одном условии, когда на вход клеммы затвора подается импульс, как периодический импульсный сигнал. Основная функция этого сигнала - включать тиристор на каждом положительном полупериоде.

В этом методе можно управлять выходным напряжением выпрямителя. Выходом кремниевого выпрямителя является пульсирующий постоянный ток или напряжение.Эти импульсы отделяются с помощью конденсатора, подключенного параллельно RL.

Полнопериодный управляемый выпрямитель

Выпрямитель, который преобразует оба полупериода переменного тока в постоянный, как положительный, так и отрицательный, и регулирует амплитуду выпрямителя, называется двухполупериодным управляемым выпрямителем. Подобно неуправляемому выпрямителю, управляемый двухполупериодный выпрямитель можно разделить на два типа, например, управляемый мост и управляемый центральный выпрямитель.

Управляемый мостовой выпрямитель

В управляемом мостовом выпрямителе диодный мост может быть заменен мостом SCR, используя конфигурацию, аналогичную мостовому выпрямителю.

В течение положительного цикла выводы SCR, такие как T1 и T2, будут работать после подачи стробирующего сигнала, а выводы, такие как T3 и T4, будут подключены с обратным смещением, потому что они будут блокировать поток тока. Таким образом, на RL будет создаваться напряжение o / p.

В течение положительного цикла выводы тиристора, такие как T3 и T4, будут переключаться в прямое смещение с учетом входного импульса затвора, а клеммы, такие как T1 и T2, превратятся в обратное смещение.Итак, через RL результат будет виден. На выходе может быть подключен конденсатор для устранения пульсаций, чтобы выходной сигнал был плавным и стабильным. вместо двух диодов. Переключение этих тиристоров будет по-разному синхронизировано в зависимости от частоты переменного тока i / p. Его работа такая же, как у неуправляемого выпрямителя.

Однофазные и трехфазные типы выпрямителей

Классификация выпрямителя может быть сделана в зависимости от работы типа входа. Если вход выпрямителя однофазный, он называется однофазным выпрямителем. Точно так же, когда вход выпрямителя трехфазный, он известен как трехфазный выпрямитель.

Проектирование однофазного мостового выпрямителя может быть выполнено с использованием четырех диодов, в то время как трехфазный выпрямитель может быть выполнен с шестью диодами, которые расположены по определенной схеме для получения требуемого выхода.

Эти выпрямители представляют собой управляемые / неуправляемые выпрямители на основе переключающих компонентов, используемых в выпрямителях всех типов, таких как тиристоры, диоды и т.д. ниже.

6

Свойства Однополупериодный выпрямитель Двухполупериодный выпрямитель с центральным отводом Двухполупериодный мостовой выпрямитель
40 2

1 Количество
4
D.C Ток Im / π 2 Im / π 2 Im / π
Необходим трансформатор Нет Да Нет
Макс.значение / (rf + RL) Vm / (rf + RL) Vm / (2rf + RL)
Коэффициент пульсаций 1,21 0,482 0,482 Частота
ребро 2 ребра 2 ребра
Макс.эффективность 40.6% 81,2% 81,2%
Пиковое обратное напряжение Вм 2 Вм 2 Вм

Типы фильтров, используемых в выпрямителях постоянного тока2 как и выход, но когда мы используем мостовой выпрямитель, выход будет включать некоторую составляющую переменного тока с составляющей постоянного тока. Таким образом, чтобы уменьшить переменную составляющую, на выходной поверхности выпрямителя используются различные типы фильтров. Фильтры, которые используются в выпрямителях, в основном включают конденсаторы и катушки индуктивности.

В схеме фильтра подключение конденсатора может быть выполнено параллельно, потому что он допускает переменный ток и блокирует постоянный ток. На выходе любой компонент переменного тока будет проходить мимо конденсатора в направлении земли, и мы получаем небольшое количество переменного тока на выходе.

В схеме фильтра подключение индуктора может быть выполнено последовательно, поскольку индуктор включает в себя индуктивное реактивное сопротивление. Это реактивное сопротивление является противодействием любым изменениям и обеспечивает высокий импеданс по отношению к переменному току и низкий импеданс по отношению к постоянному току, поскольку постоянный ток является стабильным сигналом, тогда как переменный ток будет меняться со временем.

В зависимости от расположения конденсатора и катушки индуктивности мы можем использовать L-образный фильтр. Этот тип фильтра включает в себя одну последовательно подключенную катушку индуктивности и параллельно подключенный конденсатор. Пи-секционный фильтр в основном включает в себя два конденсатора, включенных параллельно через катушку индуктивности, которая подключена последовательно.

Итак, это все об обзоре фильтров. Это несколько типов выпрямителей, которые обычно используются для множества приложений, включая все электронные и электрические проекты.Мы надеемся, что читатели получили более точный ответ на вопрос, какова функция выпрямителя. Любые дополнительные вопросы относительно этой концепции или практического руководства по созданию электронных проектов вы можете прокомментировать ниже.

Выпрямители: все, что вам нужно знать

Инженерные обновления

Для клиентов, желающих обновить свое любимое оборудование, Dynapower с гордостью предлагает широкий спектр технических обновлений. Обычно мы работаем с компанией, чтобы сначала определить области их процесса, которые можно улучшить, внося изменения в существующее оборудование.К ним относятся такие элементы, как меры безопасности, чтобы гарантировать, что устройство соответствует требованиям, и что работы по техническому обслуживанию могут быть должным образом выполнены на самом устройстве.

При внедрении наших технических обновлений мы используем наш более чем 50-летний опыт работы в сфере источников питания, чтобы предложить вам самые лучшие обновления для ваших систем. К ним относятся такие усовершенствования, как дополнительные термодатчики, обратные клапаны давления воды, датчики вентилятора, датчики потока, датчики химического загрязнения и многое другое.

В довершение ко всему, Dynapower с гордостью предлагает тачпад, сенсорный экран и контроллеры Mutli-Unit.Наш контроллер сенсорной панели может быть легко интегрирован как в кремниевые выпрямители, так и в импульсные источники питания. Эти контроллеры дают вам возможность точно регулировать напряжение, длительность импульса, время цикла и время задержки.

Если вы ищете самое лучшее с точки зрения инженерных усовершенствований, не ищите ничего, кроме наших контроллеров сенсорного экрана и нашего нового контроллера многоканального выпрямителя. Эти устройства легко интегрируются в выпрямители SCR и предлагают пользователям полный контроль над своими источниками питания.Многоблочный контроллер выпрямителя может управлять от одного до десяти выпрямителей с одного удобного сенсорного экрана. Этот мощный контроллер также имеет систему регистрации данных, которая позволяет легко загружать и вести записи, а также автоматизировать рецепты, диагностику неисправностей и регистрацию данных нескольких выпрямителей с одного сенсорного экрана.

Планы профилактического обслуживания и обслуживание на месте

Компания Dynapower предлагает широкий выбор запасных частей для выпрямителей для всех ваших потребностей в техническом обслуживании.К ним относятся такие элементы, как платы управления источником питания для регулирования выходного тока и напряжения источника питания, термовыключатели, все типы предохранителей от быстродействующих до низковольтных и различные выпрямительные диоды. Если вы не видите нужную деталь, у нас есть горячая линия по запасным частям (802) 860-7200, чтобы помочь вам найти нужную деталь.

Dynapower также предлагает услуги на месте и профилактическое обслуживание не только оборудования Dynapower и Rapid Power Technologies, но и большинства оборудования других производителей выпрямителей.Наши полевые услуги включают ввод в эксплуатацию, ремонт, текущее обслуживание и оценку оборудования.

Четыре уровня программ профилактического обслуживания Dynapower разработаны для обеспечения того, чтобы ваше оборудование регулярно проверялось и настраивалось, что продлевает надежный срок службы оборудования. Наша цель - предотвратить ненужные отказы оборудования, обеспечить его правильную работу и минимизировать ваши затраты на ремонт и эксплуатацию.

Ремонт выпрямителя

Важно следить за производительностью и обслуживанием выпрямителя, чтобы предотвратить такие проблемы, как потеря эффективности, сбой системы, травмы или длительные простои.Наша программа ремонта выпрямителя включает в себя полную очистку и повторную сборку всей энергосистемы сверху вниз. Вам не обязательно иметь выпрямитель Dynapower или Rapid Power, чтобы воспользоваться нашей программой ремонта выпрямителя.

Преимущества ремонта выпрямителя

  • Сэкономьте от 30% до 60% при покупке нового, одновременно повышая надежность, эффективность и безопасность.
  • Увеличенный срок службы оборудования, в том числе соблюдение действующих норм и правил безопасности.
  • Интеграция современных деталей и элементов управления для повышения простоты использования.
  • Стандартизированное обслуживание.
  • Меньшее воздействие на окружающую среду.

В то время как мы рады провести оценку выпрямителя на месте, Dynapower также предлагает полный процесс ремонта на месте с использованием нашего современного передового испытательного оборудования. Мы используем разрешение на возврат товара (RMA) для отправки и точно отслеживаем устройство для тестирования на нашем предприятии. В зависимости от процесса и доступности устройств мы также предоставляем выпрямители в аренду клиентам, у которых нет резервных копий.В некоторых случаях мы покрываем расходы на фрахт, и в каждом случае мы предоставляем нашим клиентам сроки и варианты ремонта. Перейдите сюда, чтобы узнать больше о нашей программе ремонта выпрямителей.

Финансирование выпрямителей

Наконец, Dynapower с гордостью предлагает программу финансирования под низкие проценты для наших систем электроснабжения. Благодаря партнерству с Lease Corporation of America мы можем предоставить вам программу финансирования, которая позволит вам получить необходимое оборудование СЕЙЧАС.А через раздел 179 IRS вы можете увидеть тысячи потенциальных сбережений, вычтя 100% стоимости приобретенного вами оборудования в первый год его использования.

Льготы по финансированию выпрямителя

  • Получите необходимое оборудование СЕЙЧАС - платите за него со временем
  • Сохраните свой оборотный капитал
  • Простой процесс подачи и утверждения
  • Потенциальная экономия налогов в тысячах долларов в соответствии с разделом IRS 179
  • Позвольте оборудование помогает окупить себя за счет его использования
  • Вариант покупки за 1 доллар позволяет вам владеть оборудованием в конце срока аренды

Для получения дополнительной информации перейдите сюда или свяжитесь с нами сегодня по телефону (802) 860-7200

Полноволновой мостовой выпрямитель - Last Minute Engineers

Существует еще одна, более популярная конструкция двухполупериодного выпрямителя, построенная на основе конфигурации четырехдиодного моста.Он известен как полноволновой мостовой выпрямитель или просто мостовой выпрямитель .

Преимущество этого типа конструкции перед версией с центральным отводом состоит в том, что он не требует специального трансформатора с центральным отводом, что резко снижает его размер и стоимость.

Также эта конструкция использует все вторичное напряжение в качестве входа для выпрямителя. Используя тот же трансформатор, мы получаем в два раза больше пикового напряжения и вдвое больше постоянного напряжения с мостовым выпрямителем, чем с двухполупериодным выпрямителем с центральным ответвлением.

Вот почему мостовые выпрямители используются гораздо чаще, чем двухполупериодные.

Двухполупериодный мостовой выпрямитель

Для выпрямления обоих полупериодов синусоидальной волны в мостовом выпрямителе используются четыре диода, соединенные вместе в «мостовой» конфигурации. Вторичная обмотка трансформатора подключена с одной стороны сети диодного моста, а нагрузка - с другой.

На следующем изображении показана схема мостового выпрямителя.

Работа этой схемы легко понять по одному полупериоду за раз.

Во время положительного полупериода источника диоды D1 и D2 проводят ток, в то время как D3 и D4 смещены в обратном направлении. Это создает положительное напряжение нагрузки на нагрузочном резисторе (обратите внимание на положительную полярность нагрузочного резистора).

В течение следующего полупериода полярность напряжения источника меняется на противоположную. Теперь D3 и D4 смещены в прямом направлении, а D1 и D2 - в обратном. Это также создает положительное напряжение нагрузки на нагрузочном резисторе, как и раньше.

Обратите внимание, что независимо от полярности входа напряжение нагрузки имеет одинаковую полярность, а ток нагрузки - в одном направлении.

Таким образом, схема преобразует входное напряжение переменного тока в пульсирующее выходное напряжение постоянного тока.

Если вам неприятно вспомнить правильное расположение диода в схеме мостового выпрямителя, вы можете обратиться к альтернативному представлению схемы. Это точно такая же схема, за исключением того, что все диоды расположены горизонтально и направлены в одном направлении.

Значение постоянного тока для двухполупериодного сигнала

Поскольку мостовой выпрямитель выдает двухполупериодный выходной сигнал, формула для расчета среднего значения постоянного тока такая же, как и для двухполупериодного выпрямителя: значение постоянного тока двухполупериодного сигнала составляет около 63.6 процентов от пикового значения. Например, если пиковое напряжение двухполупериодного сигнала составляет 10 В, напряжение постоянного тока будет 6,36 В

Когда вы измеряете полуволновой сигнал с помощью вольтметра постоянного тока, показание будет равно среднему значению постоянного тока.

A Приближение второго порядка

В действительности мы не можем получить идеальное двухполупериодное напряжение на нагрузочном резисторе. Из-за барьерного потенциала диод не включается, пока напряжение источника не достигнет примерно 0,7В .

И поскольку мостовой выпрямитель управляет двумя диодами одновременно, два диода выпадают (0.7 * 2 = 1,4 В) напряжения источника теряются в диоде. Таким образом, пиковое выходное напряжение определяется по формуле:

Выходная частота

Двухполупериодный выпрямитель инвертирует каждый отрицательный полупериод, удваивая количество положительных полупериодов. Из-за этого двухполупериодный выход имеет в два раза больше циклов, чем вход.

Следовательно, частота двухполупериодного сигнала в два раза превышает входную частоту.

Например, если частота сети 60 Гц, выходная частота будет 120 Гц.

Фильтрация выхода выпрямителя

Выход, который мы получаем от двухполупериодного выпрямителя, представляет собой пульсирующее напряжение постоянного тока, которое увеличивается до максимума, а затем уменьшается до нуля.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *