Магнитные цепи Расчёт параметров трёхфазного трансформатора Расчёт параметров асинхронного трёхфазного двигателя Однофазная мостовая схема выпрямления Фильтрация выпрямленного напряжения

Однофазная мостовая схема выпрямления

Однофазная мостовая схема (рисунок 7.3) имеет структуру, аналогичную мосту Уитстона, в котором резисторы заменены диодами. К одной из диагоналей этого моста подключается источник переменного напряжения (например, вторичная обмотка трансформатора), а к другой – нагрузка. В данной схеме диоды работают попарно: в течение одной половины периода сетевого напряжения ток протекает от вторичной обмотки трансформатора по цепи VD1, RН, VD2, а на втором полупериоде – по цепи VD3, RН, VD4, причем в каждом полупериоде через нагрузку ток проходит в одном направлении, что и обеспечивает выпрямление. Коммутация диодов происходит в моменты перехода переменного напряжения через нуль.

Рисунок 7.3 – Однофазная мостовая схема выпрямления

Временные диаграммы для мостовой схемы, изображённые на рисунке 7.4, подобны диаграммам выпрямителя с нулевой точкой. Разница лишь в том, что у мостовой схемы в каждом полупериоде ток проходит одновременно через два диода (например, VD1, VD2), потому временные зависимости токов и напряжений будут принадлежать парам вентилей.

Среднее значение напряжения на выходе выпрямителя

 (7.13)

где U2действующее значение переменного напряжения на входе выпрямителя.

Рисунок 7.4 – Временные диаграммы работы однофазной мостовой схемы выпрямления: u2 – кривая входного переменного напряжения; iV1, iV2 – кривая тока диодов VD1 и VD2; uV1, uV2  – напряжение на диодах VD1 и VD2; iV3, iV4  кривая тока диодов VD3 и VD4; uV3, uV4  – напряжение на диодах VD3 и VD4; iн   кривая тока нагрузки; uн  кривая напряжения на нагрузке

Действующее значение напряжения на входе выпрямителя

 (7.14)

 

Среднее значение тока через диод в два раза меньше среднего значения тока нагрузки Id :

. (7.15)

Максимальное значение тока, протекающего через диод,

. (7.16)

Действующее значение тока диода

. (7.17)

Временные диаграммы для мостовой схемы такие же, что и у схемы с нулевой точкой. Разница лишь в том, что у мостовой в каждом полупериоде ток проходит одновременно через два диода (например, VD1, VD2).

Время от момента возникновения КЗ до момента, когда ток в цепи якоря оказывается максимальным, (tmax) в секундах следует определять по выражению

, (28)

где

. (29)

Ток машины, замыкающийся через внешнюю короткозамкнутую сеть (см. схему замещения на черт. 2), следует определять как

ikt = idt - ift. (30)

В области максимальных токов допустимо считать

ikmax = idmax. (31)

Упрощенные расчеты токов КЗ

При неполных исходных данных максимальное значение тока КЗ (imax) в относительных единицах допустимо определять по одной из формул:

; (32)

, (33)

где DRя - потери активной мощности в цепи якоря машины, кВт;

Dя - диаметр якоря, см;

М - коэффициент, учитывающий влияние реакции якоря и потоков рассеяния: для некомпенсированных машин принимают М = 0,05 и для компенсированных машин М = 0,025;

;

.

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).

Полевые транзисторы

Полевой транзистор представляет собой двухслойную структуру (рис. 6.8), конструктивно выполненную в виде центрального полупроводника - канала одной проводимости, окруженного полностью или частично полупроводником другой проводимости (затвора). Особенностью полевого транзистора является то, что концентрация примесей затворе намного превышает концентрацию канале. Три вывода имеют названия: исток (И), сток (С) и затвор (З).

Принцип действия полевого транзистора основан на изменении площади поперечного сечения канала и, следовательно, сопротивления под действием электрического поля Е3, создаваемого приложенным к затвору напряжением (рис.6.9). Рассмотрим физические процессы, приводящие сужению приложенных напряжений ЕЗИ и ЕСИ. Если транзистору приложено только напряжение (рис.6.9 а), которое для р-п- перехода затвор - канал является обратным, то ЕЗ расширяется запирающий слой.

Рис. 6.8 Устройство и обозначение полевого транзистора с затвором в виде р-п- перехода каналом п-типа (а) р-типа (б) полярности напряжения на затворе стоке относительно истока

Так как концентрация примесей в канале меньше, чем затворе, то расширение запирающего слоя происходит практически за счет канала, причем одинаково по всей длине канала. При некотором напряжении UЗИ, называемом напряжением отсечки UOTC. канал полностью перекрывается.

Рис. 6.9 Изменение сечения канала p-типа при действии

напряжений UЗИ -.(a), UСИ (б) и одновременно (в); запирающий слой обозначен точками.


На главную