Расчёт цепей переменного тока Расчёт параметров асинхронного трёхфазного двигателя с короткозамкнутым ротором. Принцип действия асинхронного двигателя Трансформаторы Магнитные цепи

Основы электротехники Расчет электрических цепей

Наряду с термином «напряжение» употребляются термины «электродвижущая сила» (Э. Д. С.) и «падение напряжения».

Выпрямители переменного тока

Основные понятия о выпрямителях

Выпрямитель – устройство , преобразующее переменный ток в постоянный, точнее, пульсирующий с той или иной частотой, но имеющей одно направление . Его принцип действия основан на односторонней проводимости некоторых электронных приборов (вентилей). В качестве последних могут использоваться электровакуумные, ионные и полупроводниковые приборы. Наиболее широко в настоящее время используются полупроводниковые вентили: неуправляемые – диоды и управляемые – тиристоры. В состав выпрямительного агрегата, как правило, входят силовой (вентильный) трансформатор, блок вентилей, сглаживающий фильтр, блоки управления, защиты и сигнализации.

Выпрямители можно классифицировать по числу фаз, мощности и возможности регулирования.

В зависимости от числа фаз источника переменного напряжения выпрямители делятся на однофазные и трехфазные. В свою очередь, однофазные бывают однополупериодными, двухполупериодными с нулевой точкой и мостовыми. Наиболее часто используются на практике в однофазных цепях двухполупериодные схемы. Широкое применение в промышленности находят трехфазные выпрямители. Основными схемами таких агрегатов являются: схема с нулевой точкой и мостовая. Причем обе эти разновидности используются как самостоятельно, так и в составе более сложных схемных решений. В последнем случае нулевая или мостовая схема включаются последовательно или параллельно, с уравнительным реактором или без такового. Усложнение схемы позволяет повысить качество выпрямленного напряжения. Включение резистора и катушки на постоянное напряжение При этом решается уравнение токов аналогично предыдущему.

По выходной мощности выпрямительные агрегаты можно условно разделить на установки малой (до единиц киловатт), средней (до десятков киловатт) и большой мощности (сотни и более киловатт).

По возможности регулирования напряжения выпрямители делятся на неуправляемые, в которых вентилями служат диоды, и управляемые, построенные полностью или частично на полупроводниковых управляемых вентилях ─ тиристорах или ионных управляемых приборах ─ тиратронах.

Во всех выпрямителях вентили выполняют функции коммутирующих устройств, подключающих нагрузку к обмоткам вентильного трансформатора таким образом, что по ней проходит ток одного направления. Процесс перехода тока с одного вентиля на другой, называется коммутацией, а моменты времени, в которые это происходит, называются моментами коммутации. У идеального выпрямителя коммутация тока происходит мгновенно. В реальных схемах, из-за наличия индуктивности сети, индуктивности обмоток вентильного трансформатора и индуктивности токоведущих шин, коммутация тока с диода на диод происходит в течение некоторого времени, называемого временем коммутации. Это время зависит от эквивалентной индуктивности цепи, по которой протекает коммутируемый ток, от величины коммутируемого тока и от рабочего напряжения выпрямителя. В преобразовательной технике принято представлять время коммутации как некоторую долю периода переменного входного напряжения выпрямителя. Тогда время коммутации можно измерять в угловых единицах (градусах), а термин “время коммутации” преобразуется в “угол коммутации”.

Теперь рассчитываем правые части системы уравнений (69): Схема фазовращения Используется для дистанционной передачи угла поворота. Сельсин-датчик связан с осью механизма, угол поворота которой необходимо передать. На оси сельсина-приемника закреплена стрелка, отсчитывающая этот угол поворота (режим индикации). Обе обмотки возбуждения подключены к источнику переменного тока.

 (71)

Подставим в (69) численные значения найденных коэффициентов и потенциала , получим:

, далее

И теперь окончательно получаем систему уравнений для определения потенциалов  и :

.

Решим эту систему уравнений при помощи определителей:

 (73)

. (74)

Таким образом:

 (75)

.


Далее определяем токи:

.

Однофазная схема выпрямления с нулевой точкой.

Напряжение на нагрузке несинусоидальное пульсирующее, состоит из полусинусоид вторичного напряжения трансформатора, следующих одна за другой.

Однофазная мостовая схема выпрямления Однофазная мостовая схема (рисунок 7.3) имеет структуру, аналогичную мосту Уитстона, в котором резисторы заменены диодами.

Среднее значение напряжения на выходе выпрямителя.

Трехфазная схема выпрямления с нулевой точкой Схема трёхфазного выпрямителя с нулевой точкой изображена на рисунке 7.5. Для её реализации необходимо наличие трёхфазного источника питания с нейтралью.

Напряжение на нагрузке состоит из отрезков синусоид длительностью 2π/3. Разложение такой периодической кривой в ряд Фурье имеет вид:.

Трехфазная мостовая схема выпрямления Трёхфазная мостовая схема с неуправляемыми диодами приведена на рисунке 7.7.

Максимальное значение тока диода в случае активной нагрузки . (7.39).

Фильтрация выпрямленного напряжения Напряжение, получаемое от выпрямителей, является не постоянным, а пульсирующим.

Из формул для сопротивления реактивных элементов следует, что с увеличением частоты тока сопротивление катушки индуктивности (дросселя) растёт, а конденсатора уменьшается.

Под электрическим током понимается по существу электрический ток проводимости в соединительных проводах цепи, т. е. в проводах, соединяющих внешние зажимы устройств электрической цепи. Ток проводимости определяется как упорядоченное движение зарядов в проводящем веществе. Мерой тока является сила тока, равная первой производной по времени от заряда ), проходящего сквозь поверхность проводящего вещества, т. е.

.

Часто вместо термина «сила тока» применяют термин «значение тока» или просто «ток».


Выпрямители переменного тока .