Выпрямительные устройства - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника реферат

Структурные схемы и понятие выпрямительных устройств. Их характеристика и описание действий. Внутренние и внешние характеристики выпрямительных устройств. Параллельное и последовательное соединение вентилей в их схемах. Работа многофазного выпрямителя.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
“Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники”
В технике электропитания широко распространены преобразователи переменного тока в постоянный, называемые выпрямителями.
Для преобразования переменного тока в постоянный необходимо располагать вентильными устройствами (элементами с односторонней проводимостью) и электрическими накопители инерционности, роль которых выполняют L и C.
Выпрямители строятся по двум основным принципам:
Достоинством данной схемы выпрямления является регулируемая транзистором гармоническая развязка первичного источника питания (ПИП) и нагрузки, что обязательно при заземленном режиме нагрузки.
Кроме того, трансформатором довольно просто реализуется преобразование входного напряжения к уровню, подходящему для последующего использования.
Центральным недостатком этой схемы (трансформаторный вход) является наличие габаритного, большой массы силового трансформатора на обычно низкой частоте, питающего напряжения (на промышленной частоте 50 Гц).
Опыт показывает, что увеличение рабочей частоты в инверторе позволяет существенно уменьшить массу и габариты источника, против выпрямителей решающих ту же задачу, но построенных по схем с трансформатором на входе.
В технике электропитания в настоящее время имеется явно выраженная тенденция построения ВУ с безтрансформаторным входом.
Достоинством схемы являются уменьшенные масса и габариты источников.
Недостатки - сложность схемы, наличие многих элементов (увеличение стоимости, уменьшение надежности);
- высокие требования к вентилям во входном ВЗ1.
- повышенные требования к быстродействию элементов инвертора (транзисторы, лампы).
Внутрен ние и внешние характеристики ВУ
Параметры, характеризующие режим работы элементов схемы ВУ и нагрузки, а также эксплуатационные характеристики ВУ удобно рассмотреть, обращаясь к схеме выпрямителя с трансформаторным входом.
Как видно из структурной схемы любое выпрямительное устройство может быть охарактеризовано внешними электрическими параметрами.
В дополнение к характеристикам по входу и выходу каждое ВУ характеризуется КПД:
По внешним характеристикам ВУ (как и другие устройства) условно можно разделить на:
Возможны классификации: по току, выходным напряжениям (высоковольтные, низковольтные) и т.д..
U>1000 [B] - высоковольтный источник.
К внешним характеристикам при анализе возможностей ВУ и их показателей качества относят:
- допустимый диапазон рабочих температур;
Внутренние характеристики ВУ представляют собой электрические и эксплуатационные параметры режимов работы различных элементов схемы.
- коэффициент использования транзистора (10)
Представляют интерес следующие электрически характеристики. В В3 для каждого вентиля схемы интересуются:
- максимальным значением тока (амплитуда);
По каждому показателю выбираются при проектировании подходящие стандартные вентильные устройства.
Применительно к сглаживающим фильтрам из внутренних электрических характеристик представляют общий интерес:
- пропускаемый через фильтр в нагрузку ток ;
- максимальное напряжение источника на элементах
Вентили для ВУ. Параллельное и последовательное соединение вентилей в схемах ВУ
Электрический вентиль - устройство с односторонней проводимостью.
Для выпрямления тока используются электрические вентили следующих типов:
- с электронно-ионной проводимостью.
Любой электрический вентиль при действии на него напряжения в прямом направлении имеет малое сопротивление току, при подаче напряжения в противоположном обратном направлении, сопротивление вентиля резко увеличивается.
Типичная ВАХ для полупроводникового вентиля имеет вид:
При использовании вентилей в ВУ для каждого типа не должны превышаться допустимые значения прямого тока Iпр и обратного напряжения Uобр.
В тех случаях, когда имеющиеся в распоряжении вентили не обеспечивают необходимого тока в нагрузку, применяя параллельное включение нескольких вентилей по следующей схеме (рис 4).
Добавляют Rдоб в 2-5 раза больше Rпр. На добавочных сопротивлениях в мощных выпрямителях могут возникать недопустимые рассеивания энергии. В таких случаях возможно для выравнивания тока в вентилях применение индуктивных реакторов (рис 5).
В тех случаях, когда обратное напряжение на вентилях превышает максимально допустимое, прибегают к последовательному соединению нескольких вентилей.
В тех случаях, когда ВУ высоковольтное можно добавить емкости. Параллельное и последовательное соединение вентилей широко применяется в ВУ хотя существенно усложняет схему, увеличивается масса и объем, стоимость. А в случаях последнего соединения - увеличивается внутреннее сопротивление Rпр.
Работа многофазного выпрямителя на активную нагрузку
Работы ВУ на различные нагрузки (активные, реактивные, индуктивного характера, емкостного характера). Отличается определенной спецификой.
Наиболее простым является работа на чисто активную нагрузку
Рассмотрим особенности этого режима на примере однотактного выпрямителя для трехфазной сети переменного тока выполненной по схеме Миткевича.
В дальнейшем рассмотрении будут использованы предположения:
- об идеальности транзистора т.е. Rгр = Xгр = 0
- об идеальности вентилей Rпр = 0; Rобр =
- схема совершенно симметрична Uа = Uб = Uc
- Внутреннее сопротивление фазы равно 0
Задача состоит в анализе электрических процессов выпрямления и в вычислении связи между электрическими характеристиками режима работы трансформатора и вентильного звена (с первой стороны) и электрическими характеристиками режима работы нагрузки (с другой стороны):
Анализ удобно провести, пользуясь временными диаграммами токов и напряжений, действующих в цепях и элементах схемы ВУ.
Можно убедится, что напряжение в каждой фазе может обеспечить ток через вентиль в этой фазе при выполнении 2-х условий:
- это напряжение для вентиля является прямым;
- оно больше чем положительное напряжение в смежных фазах.
Вентиль в рабочей фазе, будучи идеальным представляет собой КЗ и падение напряжения на нем равно 0. Напряжение, на закрытых вентилях образуемое из ЭДС соответствующих фаз и ЭДС работающей фазы, определяется линейным межфазным напряжением.
Подобно формулам для напряжений могут быть выведены формулы для токов. Необходимо принять во внимание, что ток в вентиле:
Если интересоваться действительным значением тока, то необходимо вычислять среднее значение интеграла от квадрата ток и извлекать квадратный корень.
Для расчета тока первичной обмотки трансформатора необходимо учесть тот факт что постоянная составляющая тока, протекающего по фазам вторичной системы обмоток, не трансформируется.
Трансформируется через коэффициент трансформации только переменная составляющая.
По рассчитанным значениям тока и напряжения в 1-й и во второй обмотках могут быть определены полные мощности в 1-й и во 2-й обмотках и габаритная мощность.
Относительно пульсаций выходного напряжения в данной схеме необходимо отметить следующее:
- как видно из физики работы схемы временных диаграмм за период выпрямляемого напряжения ток в нагрузке появляется 3 раза;
- пульсация напряжения в связи с этим имеет вид полуволн;
- колебания (интенсивность пульсаций) можно оценить рассматривая их гармонические составляющие, т.е. разлагая их в ряд Фурье:
Пользуясь этим соотношением, запишем коэффициент по К-гармоникам:
В данном случае m=3коэффициент пульсации по первой наиболее интенсивной гармонике составит:
Проведенный анализ непосредственно распространяется только на случай чисто активной нагрузки.
Как видно из проведенного анализ особенностью работы выпрямителя на чисто активную нагрузку является:
- напряжение на выходе выпрямителя как функция времени определяется огибающей ЭДС действующих фаз;
- каждая фаза в рассмотренной схеме работает 1 раз за период а импульсы тока через нагрузку вентилей совпадают по форме с действующей фазой ЭДС. Длительность импульса тока равно 2?/м где м - число импульсов тока за период выпрямляемого напряжения;
- работа выпрямителей на чисто активную нагрузку на практике распространена сравнительно мало, т.к. непосредственно выпрямленное напряжение содержит значительную пульсацию. Для сглаживания этой пульсации применяют различные рода фильтры НЧ, которые в любой технике называют сглаживающими.
Простейшими сглаживающими фильтрами (СФ) являются индуктивные фильтры или емкостные.
Таким образом, на практике широко распространены режимы работы выпрямления, на нагрузку с индуктивной или емкостной реакцией.
Эти режимы имеют определенное отличие от режима работы на чисто активную нагрузку. Эти отличия определяют и различия требований к элементам схемы, а также особенности расчетных формул, связывающих напряжение и ток с нагрузки с напряжениями и токами в вентилях и трансформаторах.
Особенности работы выпрямителя на нагрузку емкостного характера
В качестве основы берем ту же схему Миткевича:
Считаем что трансформатор идеальный, т.е. Rтр = 0 Xтр = 0 вентили идеальны. Схема совершенно симметрична:
Емкость (мгновенно в идеальном случае) заряжается до напряжения в фазе и напряжение на емкости будет, изменяется в соответствие с ЭДС по достижении его максимального значения. При уменьшении напряжения в фазе емкость разряжается на нагрузку по экспоненциальному закону и если напряжение на ней выше, чем в фазе, вентиль закрывается разностью этих воздействий.
Принято оценивать длительность импульса тока угловой мерой . - угол отсечки.
Если мы увеличиваем нагрузку, то длительность импульса тока уменьшается и наоборот.
Как видно из проведенного рассуждения.
Работа выпрямителя на нагрузку емкостного характера. Особенности:
- напряжение на выходе выпрямителя представляет собой сравнительно сложную функцию, составленную из периодически чередующихся отрезков косинусов и экспоненты:
- длительность импульса тока а фазе и в вентиле (чаще всего)
- отведенное время для работы фазы.
При прочих требованиях к току в нагрузке, ток через вентиль в импульсном режиме, соответствующем емкостному характеру нагрузки, имеет большую амплитуду, чем в случае чисто активного сопротивления нагрузки.
Таким образом, требования к пропускной способности вентиля по току при работе на емкостную нагрузку, существенно увеличивается против случая с активной нагрузкой, что является платой за достигаемое сглаживание пульсаций.
Иванов-Цыганов А.И. Электротехнические устройства радиосистем: Учебник. - Изд. 3-е, перераб. и доп.-Мн: Высшая школа, 200
Алексеев О.В., Китаев В.Е., Шихин А.Я. Электрические устройства/Под ред. А.Я.Шихина: Учебник. - М.: Энергоиздат, 200- 336 с.
Березин О.К., Костиков В.Г., Шахнов В.А. источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. - М.: Три Л, 2000. - 400 с.
Шустов М.А. Практическая схемотехника. Источники питания и стабилизаторы. Кн. 2. - М.: Альтекс а, 2002. -191 с.
Анализ полупроводниковых выпрямительных устройств. Силовая часть однофазного управляемого выпрямителя. Регулировочная характеристика управляемого выпрямителя. Функциональная и принципиальная схемы системы управления однофазного лабораторного модуля. курсовая работа [884,1 K], добавлен 29.03.2015
Типы устройств СВЧ в схемах распределительных трактов антенных решеток. Проектирование устройств СВЧ на основе метода декомпозиции. Работа с программой "Модель-С" для автоматизированного и параметрического видов синтеза многоэлементных устройств СВЧ. контрольная работа [337,5 K], добавлен 15.10.2011
Типичные мостовые схемы однофазных полупериодных выпрямителей, их характеристики и принцип работы. Стабилизаторы напряжения и выпрямительные устройства с простым емкостным фильтром на выходе. Расчёт однополупериодного выпрямителя с активной нагрузкой. курсовая работа [320,3 K], добавлен 07.10.2011
Изучение различных типов устройств СВЧ, используемых в схемах распределительных трактов антенных решеток. Практические расчеты элементов автоматизированного проектирования устройств СВЧ на основе метода декомпозиции. Конструирование баз и устройств СВЧ. контрольная работа [120,9 K], добавлен 17.10.2011
Триггерные устройства как функциональные элементы цифровых систем: устойчивые состояния электрического равновесия бистабильных и многостабильных триггеров. Структурные схемы и классификация устройств, нагрузки и быстродействие логических элементов. реферат [247,1 K], добавлен 12.06.2009
Выпускаемые накопители информации. Основное описание внешних запоминающих устройств на гибких магнитных дисках. Физическое форматирование. Сущность накопителя на жестком магнитном диске. Описание работы стримера и оптических запоминающих устройств. реферат [145,0 K], добавлен 26.11.2008
Изучение свойств германиевого и кремниевого выпрямительных полупроводниковых диодов при изменении температуры окружающей среды. Измерение их вольт-амперных характеристик и определение основных параметров. Расчет дифференциального сопротивления диода. лабораторная работа [29,7 K], добавлен 13.03.2013
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Выпрямительные устройства реферат. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Контрольная Работа На Тему Финансовая Математика
Доклад: Руанда – страна горных пейзажей и удивительных животных
Реферат по теме Захищені протоколи
Реферат: Процесс закрепощения крестьян на Руси. Юридическое оформление крепостного права. Скачать бесплатно и без регистрации
Смысл Названия Комедии Недоросль Сочинение 7 Класс
Курсовая работа: Разработка технологического процесса изготовления "Вала"
Реферат: Финансовый рынок 4
Контрольная Работа На Тему Рекреационный Потенциал Испании
Курсовая Работа Образец Для Колледжа
Сочинение Про Летние Радости 5 Класс
Храм Александра Невского Сочинение Описание
Курсовая Работа На Тему Проект Совершенствования Линий Крупного Рогатого Скота Молочного Направления Продуктивности
Реферат: Комерційні банки
Реферат: Мария Петровна Буйносова-Ростовская
Курсовая работа по теме Ксенофобия в российском обществе
Реферат по теме Городская конная скульптура Петербурга
Реферат: Фьючерсные и опционные рынки энергоносителей
Реферат: Студенты спбгу успешно защитили ы в Школе Программистов
Анализ Маркетинговой Среды Предприятия Курсовая
Дипломная работа по теме Тяговый двигатель
Правовые системы современности - Государство и право курсовая работа
Государственный земельный надзор в системе органов управления земельными ресурсами - Государство и право дипломная работа
Социальные акции в жизнедеятельности районной газеты на примере акции «заветных желаний» - Журналистика, издательское дело и СМИ курсовая работа