Параметри и схеми на токоизправителя

Токоизправител — статично устройство, използвано за преобразуване на променлив ток на източник на захранване (мрежа) в постоянен ток. Токоизправителят се състои от трансформатор, вентилна група и изглаждащ филтър (фиг. 1).

Трансформаторът Tr изпълнява няколко функции: променя напрежението на мрежата Uin до стойността U1, необходима за коригиране, електрически отделя товара H от мрежата, преобразува броя на фазите на променливия ток.

Клапанната група VG се преобразува променлив ток към пулсиращ еднопосочен. Изглаждащият филтър SF намалява пулсациите на коригираното напрежение (ток) до стойността, приемлива за товара. Трансформаторът Tr и изглаждащият филтър SF са незадължителни елементи от токоизправителната верига.

Ориз. 1. Блокова схема на токоизправителя

Основните параметри, характеризиращи качеството на работата на токоизправителя, са:

• средни стойности на коригирано (изходно) напрежение UСряда и ток АзСряда,

• честота на пулсации еn изходно напрежение (ток),

• коефициент на пулсации p, равен на съотношението на амплитудата на вълновото напрежение към средната стойност на изходното напрежение. Вместо фактор на пулсации p, често се използва коефициентът на пулсации за първата хармоника, който е равен на отношението на амплитудата на първата хармоника на изходното напрежение към средната му стойност,

• външна характеристика — зависимостта на средната стойност на коригираното напрежение от средната стойност на коригирания ток,

• в. п. д. д. η = Pполезен / Pминуси = Pполезен / (полезно + Ртр + Рвг + Рф), където Ртр, Рвг, Рф — консумация на енергия в трансформатора, в групата на клапаните и изглаждащия филтър.

Работата на токоизправителя (група клапани) се основава на свойствата на клапаните — нелинейни дву -терминални устройства, които преминават ток главно в една (напред) посока.

Полупроводниковите диоди обикновено се използват като клапани. Клапан с нулево съпротивление за прав ток и безкрайно съпротивление за обратен ток се нарича идеален.

Характеристиките на токово напрежение на реалните порти са близки до V. а. NS. идеален вентил. За работа в токоизправители клапаните се избират според експлоатационните параметри, които включват:

• най -висок (постоянен) работен ток Аз cmax -максимално допустимата средна стойност на коригирания ток, протичащ през клапана по време на неговата работа в полудневна верига за резистивно натоварване (при нормални условия на охлаждане за даден вентил и температура, която не надвишава граничната стойност),

• максимално допустимо обратно напрежение (амплитуда) Urevmax — обратно напрежение, което вентилът може да издържи дълго време. По правило напрежението Urevmax е равно на половината пробивно напрежение,

• спад на напрежението напред Upr — средната стойност на напрежението напред в половин верига за коригиране, работеща на резистивен товар при номинален ток.

• обратен ток Iobr — стойността на тока, протичащ през клапана, когато към него се приложи допустимо обратно напрежение,

• максимална мощност Pmax — максимално допустимата мощност, която може да се разсейва от клапана.

Вериги за изправяне

Най -често срещаните схеми за коригиране са показани на фигурите., където се приемат следните обозначения: mc е броят на фазите на мрежовото напрежение, m1 е броят на фазите на напрежението на входа на токоизправителната верига (на изхода на трансформатора), m = fп / fc — коефициент, равен на отношението на честотата на вълните на изходното напрежение към честотата на мрежовото напрежение. Тъй като клапаните са показани навсякъде полупроводникови диоди.

Най -често срещаното коригиране и форма vизходно напрежение при работа на резистивен товар:

Еднофазна полувълнова коригираща верига (mc = 1, m1 = 1, m = 1)

Монофазни пълно вълна коригираща верига (мостова токоизправителна верига mc = 1, m1 = 1, m =2)

Еднофазна верига за коригиране с изход за средна точка (mc = 1, m1 =2, m =2)

Трифазна верига за коригиране с неутрален изход (mc =3, m1 =3, m =3)

Трифазна мостова токоизправителна верига (mc =3, m1 =3, m =6)

Основни взаимоотношения за коригиращи вериги при работа на резистивен товар Rн при предположението, че трансформаторът и клапаните са идеални са дадени на масата: