Egyenirányítók - elektronikai alkatrészek és áramköri tervezés Ipari elektronika készülékek

2. oldal 6

Az egyenirányítók végzett AC energiát DC. Az ipari üzemekben alkalmaznak különböző áramköri egyengető egy AC-DC, amelyek mindegyike a maga előnyei és hátrányai. Ha összehasonlítjuk a különböző rendszereket figyelembe veszi a kiegyenesítése a következő jellemzőkkel: a szám a félvezető eszközök, a lüktetés az egyenirányított feszültséget együttható, egy átfogó hálózati transzformátor.

Vegyünk például egy tipikus hálózati egyenirányító áramkör.

A egyfázisú egyenirányító híd áramkör (ábra. A) tartalmaz négy diódából V1-V4, csatlakozik a hídkapcsolás és csatlakoztatva hálózati keresztül a T transzformátor, vagy közvetlenül. Transzformátor lehetővé teszi, hogy összehangolja a tápfeszültség és a egyenirányított feszültség a terhelés. Az egyik híd diagonális (1. és 3. pontjában) egyik forrása a váltakozó feszültség, és a másik (2. és 4. pontjában) - RL terhelés. Közös pont katód 2 terminál szolgál pozitív pólusa az egyenirányító, és az anód 4 csatlakozó pontja - negatív. A egyfázisú hídkapcsolás diódák v1 felváltva üzemel párban. V3 és V2, V4 (ábra. 5.6, b). A pozitív félperiódusban feszültség I2F áram halad át a dióda V1 V3 RL terhelés dióda.

Ábra. A egyfázisú híd egyenirányító áramkörrel (a). Grafikonok a feszültség és az áram a transzformátor (b), feszültség és áram a terhelés (c)

Mivel ebben az időben a diódák V2, V4 zárva vannak, azokra alkalmazott fordított irányú feszültség, a legfontosabb az, amely L / 2 I2F. A negatív fél ciklust áram átfolyik a dióda V2, RL terhelést a dióda V4. Ahol A fordított feszültség van a diódák a V1 és V3. Így, az áram a terhelő áramkörben minden időszakban halad az egyik irányba, és annak átlagos értéke függ a egyenirányított feszültséget és a terhelési ellenállás.
Az egyenirányított feszültség Ud (ábra. C) van egy egyenáramú komponenst Ud cp és változó komponens Ud „(árnyékolt terület), amely pulzál kétszeres frekvenciájú képest a hálózati frekvencián. Minél kisebb a változó összetevő, a kevésbé hullámosság. Egy ideális konvertáló váltakozó áram egyenáram változó összetevő egyenlő nullával. Egyik fontos mutatója az aránya az egyenirányító komponensének változó amplitúdójú, hogy az egyenirányított feszültség aránya nevezett pulzáció egyenirányított feszültséget

Egyfázisú hídkapcsolás miatt a nagy ingadozások a egyenirányított feszültség főleg a kis teljesítményű elektromos rendszereket.

Ábra. 2. A három-fázisú egyenirányító áramkör nulla (a). stressz görbék (b), az aktuális (a) és egy fordított feszültség a dióda (Z)

A három-fázisú egyenirányító áramkör nulla (2A.) Három dióda. Anód kapcsain diódák általában csatlakozik a tekercsek a transzformátor, és a katód terminálok - egy közös pont. A terhelés között van, a nulla pont a transzformátor és a közös pont a diódák. Amikor egy ohmos terhelés RL áram folyik keresztül minden diódán belül 1/3 váltakozóáramú ciklus, amikor a feszültség egy fázisban a transzformátor nagyobb, mint mások, és az egyenirányított áram folyik át a terhelést folyamatosan (ábra. 2). A metszéspont pozitív értékek az egyes transzformátor fázisfeszültségek pontokon a és 6. (2B.), Az úgynevezett pont természetes kommutáció diódák, aktuális megszűnik át az egyik és a dióda elkezd átfolyni a másik dióda. A háromfázisú nulla áramkör állítja elő a egyenirányított feszültséget egy simított alakú váltakozó komponense Ud, kisebb amplitúdójú, mint egy egyfázisú híd. A legtöbb fordított feszültség max, szállított a beltéri dióda egyenlő a maximális érték a hálózati feszültség (ábra. 2c).
A hátránya, a nulla-fázisú áramkör - a folyosón a jelenlegi keresztül a szekunder tekercs (Ia2, i2 és IC2) csak egy irányban, amely létrehoz egy előfeszítő mágneses fluxus, ami kiegészítő fűtés a transzformátor. Ezért csak áramkör széles körben használják a létesítményekben egyenirányító transzformátor, mely szekunder tekercs árama általában nem nagyobb, mint 100 A.
A három-fázisú egyenirányító híd áramkör (. 5.8 ábra a) áll hat dióda, amelyek két csoportot alkotnak: közös katód kivezetés (V1, V3 és V5) és a közös anód terminál (V2, V4 és V6). Diódák közvetlenül csatlakozik a hálózathoz, vagy egy transzformátor primer és szekunder tekercsek vannak kötve csillag vagy háromszög.
A páratlan sorszámú csoportok (V1, V3 és V5) minden egyes harmadik időszakban a futó dióda van egy nagyobb kimeneti potenciál (ábra. 3b), mint például a -6 számára térköz a dióda V1. Egy még csoportot ebben az időintervallumban a futó dióda, melynek katód kivezetés a leginkább negatív potenciál (az intervallum egy „- V6 a dióda és a” - a 6-dióda V2) képest a közös pont az anód csapokat. Így a tartományban a- „(lásd. Ábra. 3, 6) rH áram halad a fázistranszformátor diódán keresztül V1, a terhelés RL, V6 dióda, egy transzformátor fázist b (lásd. Ábra. 3a). Az intervallum „-6 (cm. 3, 6), az aktuális áthalad a dióda V1, a terhelés RL és a dióda V2 (ezt jelzi a szaggatott vonal).

Ábra. 3. A háromfázisú hídkapcsolású egyenirányító áramkörrel (a). Grafikon napryazheniyi áramok (b)

A háromfázisú hídkapcsolás során bármikor aktív terhelést áram halad át a két dióda - a kakukktojás, és egy másik - egy még-csoport. Diódák páratlan csoportok vannak kapcsolva idején átkelés pozitív részeit szinuszgörbe (pontok egy, 6, c), és a csoport a még - a negatív pillanatban területek metszéspontja (g pont% A). Ennek eredményeként, amikor két csoport hat-fázisú helyesbítését kapunk (görbe Ud0, lásd. Ábra. 3, 6).
Az előnyök a háromfázisú hídkapcsolású áramköröket széles körben használják a rektifikáló készülékek kis aránya egyenirányított feszültség hullámai; kis zárófeszültség; az általánosan alacsony teljesítményű transzformátorok; nem kényszerített torzítás, mivel az áram a szekunder tekercs a transzformátor megváltoztatja az irányát.

Főbb műszaki jellemzői a különböző helyesbítését áramkörök táblázatban mutatjuk be. 2.

Főbb műszaki jellemzői helyesbítését áramkörök

Száma egyengető fázis, m

Primechanie.I2 - áramváltó szekunder tekercse.

A vezérelt egyenirányítók lehetővé átalakítani váltóáramot DC és simán változik az egyenirányított feszültség nullától névleges értéket.
Jelenleg a DC motor és a szinkron hajtás rendszerek alapvető eleme az építési alap ellenőrzött egyenirányító tirisztorok.
Tirisztorok - nem teljesen vezérelhető félvezető eszközök, amelyek két stabil egyensúlyi: nyitott (vezetőképes) és zárt (nem vezető áram). Tirisztor (4a.), Amelynek három elektródát (anód végberendezés, katód K, és egy vezérlő elektróda Y) vezetni kezd áramot, ha az anód terminál (viszonyítva a katód kivezetés) alkalmazzuk pozitív potenciál és egyidejűleg az ellenőrző pozitív elektródot vezérlő jel. Kérelemre a pozitív potenciál a anódkivezetés tirisztor ellenállás függ a meghajtó áram. Hiányában egy vezérlő jel (1y = 0), az ellenállás a tirisztor nagy. Amikor a vezérlő áram (1y = 1un) tirisztoros kapcsoló nyitott állapotban, és a vezetőképesség magas.

Ábra. 4. ellenőrzött félhullámú egyenirányító áramkör (a). Grafikonok feszültség a terhelés (B), vezérlő impulzusok (c), a terhelési áram (R), az anód-katodUAK feszültség (%)

A tirisztor eltér a tranzisztor, amely ellenőrzi a jelenlegi csak akkor nyílik, de nem zárja be. Bezárja a tirisztor, amikor az a anódkivezetés a negatív feszültség.
Tirisztoros rendszer használ impulzus-fázisú vezérlő (IFSB), amely előállít egy vezérlő impulzus erő és a kívánt alakú, és is végez impulzus fáziseltolódás képest a hálózati feszültség.
Tekintsük a munka a tirisztor van csatlakoztatva Az egyfázisú elektromos ohmos terhelés (4a.). Tegyük fel, hogy a vezérlő impulzus közötti intervallumban a t0 - t1 nélkül (1y = 0). Ebben az esetben, a tirisztor van egy nagy ellenállást az előre irányban, és a terhelésen át folyó áramot Rl lényegében nem sikerül (ábra. 4, 6).
Miután ellátó meghajtó impulzust egy névleges vezérlő áramot (1y = n 1y) tirisztoros megnyílik (ábra. 4), azaz Az ellenállás az előre irányban csökken. Hatása alatt a hálózati feszültség Ts áthalad Ln rH áramterhelés (4. ábra, d.), Ami függ a hálózati feszültség és az ellenállás (rot1 intervallum - rot2). Amikor negatív feszültség a anódkivezetés (intervallum rot2 - rot3) tirisztoros magas impedanciát és a jelenlegi keresztül nem adja át. Ebben az esetben, egy tirisztor fordított feszültség van (ábra. 4%). Ábra. 4, 6, a jelölést%; U, - terhelés feszültség; UAK - anód-katód feszültség a tirisztor; UyK - a vezérlő feszültség a vezérlő elektróda és a katód.
Módosításához középértéke az egyenirányított feszültség Ud szükséges, hogy elmozdulás a fázis vezérlő impulzus. Így, hogy csökkentsék az egyenirányított feszültség szükséges meghajtó impulzust mellékelt késéssel szög ak = rothadás. képest, hogy a pont a természetes kommutációs tirisztor (lásd. ábra. 4.). A fáziseltolás közötti természetes kapcsolási pont tirisztor és nyomatékot alkalmazó vezérlő impulzus hívják a szög beállító egy.
Az elektromos hajtások használják kettős tirisztorokat úgynevezett simmistorami, hogy olyan tulajdonságokkal rendelkeznek az anti-parallel kötve tirisztorok, de ezek csak egy gate-elektród.
A háromfázisú hídkapcsolás amelyben tranziszto helyett diódák tartalmazza (5a.), A vezérlő impulzusok
- U ^, érkező IFSB kell megfelelően fokozatosan a transzformátor (hálózati) feszültségű, azaz szolgáltatott a megfelelő időben. impulzusok tolva a referenciapont felé elmaradás jelentkezik. Az alapvető szükség van, hogy az a pont egy, és a 6. „% A (ábra. 5, 6) a természetes felszabadítása diódák. Amikor vezérlő impulzusok eljutnak a tirisztor a referencia pont, megkapjuk a legmagasabb egyenirányított feszültség Ud0. Alkalmazása során vezérlő impulzusok a késedelem tekintetében a természetes lőállás a szög (lásd. Ábra. 5, 6) tirisztorok nyílnak később, és az átlagos egyenirányított feszültség Ud vö kevesebb lesz, mint a legnagyobb finomított Ud0. Az átlagos egyenirányított feszültsége a TA határozza meg a képlet

Ábra. 5. Egy háromfázisú vezérelt egyenirányító híd áramkör (a). stressz görbék (b)

Mivel a három-fázisú hídkapcsolás két tirisztor csoport, és az áram bármely pillanatban legalább két tirisztor IFSB termel kettős impulzusok (lásd. Ábra. 5, 6) el vannak tolva egymástól a 60 elektromos fokkal. Abban az esetben e bekövetkezik egyidejű betáplálása impulzusok két különböző csoport tirisztorok (V1 és V6, V1 és V2, V3 és V2, stb.) A jelenléte két csoport egy hat-fázisú helyesbítését tirisztorok (Ud görbéje ábra. 5, 6).