Однофазный нулевой неуправляемый выпрямитель

1 Теоретический вопрос №24: «Однофазный нулевой неуправляемый выпрямитель. Схема, параметры, временные диаграммы при работе на емкостную нагрузку C.»

2 Данные для задачи:

Uп=200В;

f=0,005 кГц;

Rн=44 Ом;

Uвых1=24 В;

Uвых2=244 В.

Теоретический вопрос

1. Однофазный нулевой неуправляемый выпрямитель. Схема, параметры, временные диаграммы при работе на емкостную нагрузку C.»

Схема однофазного неуправляемого выпрямителя со средней точкой, в которой используется емкостной сглаживающий фильтр, показана на рис. 1. Характерные диаграммы, поясняющие работу рассматриваемого устройства, приведены на рис. 2.

[pic 1]

Рис. 1 Схема выпрямителя со средней точкой, работающего на активно-емкостную нагрузку.

Основными элементами, параметры которых подлежат расчету в схемах выпрямления, являются вентильные элементы и трансформатор. Исходными данными при расчете служат выпрямленные напряжения U0 и ток ld, а также действующее значение напряжения питающей сети.

Параметры неуправляемого выпрямителя со средней точкой, работающего на активно-емкостную нагрузку:

1. U21 и U22 – напряжения индуцируемые на полуобмотках вторичной обмотки трансформатора Т1, равны по амплитуде и сдвинуты по фазе на угол 7г.
2. U0 - мгновенное значение выпрямленного напряжения. (Рис.2 б, сплошная линия для рассматриваемой нагрузки.)
3. Uc- напряжение на конденсаторе С1 (отстает по времени от напряжения на зажимах вторичной обмотки)
4. Ivd1, Ivd2 – ток, проходящий через диоды.

К диодам VD1 и VD 2 в любой момент времени приложена разность напряжения U21 или U22 на соответствующей полуобмотке и напряжения на конденсаторе Uc. Очевидно, что диоды VD1 и VD2 будут включены в интервале времени, когда к диоду приложено прямое напряжение, то есть когда мгновенное напряжение на полуобмотке больше мгновенного напряжения на конденсаторе.

В момент возрастающее мгновенное значение напряжения U21 на верхней полуобмотке трансформатора становится равным уменьшающемуся мгновенному значению напряжения Uc на конденсаторе С1, то есть 1*21 = Uc> чт0 обеспечивает включение диода VD 1 и начало протекания тока iVD1 через него (рис. 2, б).

В это время диод VD2 выключен, так как к нему приложено обратное напряжение, равное сумме напряжений U22 и Uc.

При д > диод VD1 открыт и через него протекает ток iVD1, равный выпрямленному току i0 и току i21полуобмотки вторичной обмотки трансформатора. Конденсатор С1 заряжается (полярность указана на рис. 2.13), его напряжение Uc, равное U0, увеличивается. Падение напряжения на открытом диоде VD 1 равно нулю (рис. 2, г), так как принято, что вентили являются идеальными полупроводниковыми приборами. Амплитуда обратного напряжения на закрытом диоде VD 2 практически равна удвоенной амплитуде напряжения на полуобмотке вторичной обмотки трансформатора U2max.