Classificatie van halfgeleidergelijkrichters

Een apparaat dat is ontworpen om de energie van een wisselstroombron om te zetten in gelijkstroom, wordt een gelijkrichter genoemd. De gelijkrichter kan worden weergegeven in de vorm van een blokschema getoond in Fig. 1.

Laten we de belangrijkste elementen van het schema karakteriseren:

a) een vermogenstransformator dient om de ingangs- en uitgangsspanning van de gelijkrichter en de elektrische scheiding van de afzonderlijke gelijkrichtercircuits op elkaar af te stemmen (d.w.z. het scheidt het voedingsnetwerk en het belastingsnetwerk);

b) een kleppenblok zorgt voor een eenrichtingsstroom in het belastingscircuit, waardoor de wisselspanning wordt omgezet in een pulserende spanning;

v) afvlakfilter ontworpen om spanningsrimpels in de belasting te verminderen tot de vereiste waarde;

G) Spanningsregelaar, gebruikt om de gemiddelde waarde van de gelijkgerichte spanning te stabiliseren wanneer de voedingsspanning fluctueert of wanneer de belastingsstroom verandert.

Rijst. 1 — Blokschema van de gelijkrichter

De relatie tussen de parameters in de gelijkrichter hangt grotendeels af van het gelijkrichtercircuit.Begrijp onder het gelijkrichtercircuit het aansluitschema van de transformatorwikkelingen en de procedure voor het aansluiten van de kleppen op de secundaire wikkelingen van de transformator.

Gelijkrichtercircuits (gelijkrichters) worden geclassificeerd volgens de volgende hoofdkenmerken:

1. Door het aantal fasen van de wisselstroomvoeding wordt onderscheid gemaakt tussen enkelfasige gelijkrichters en driefasige gelijkrichters.

2. Door de methode om kleppen aan te sluiten op de secundaire wikkeling van de transformator - nulcircuits met behulp van het nulpunt (middelpunt) van de secundaire wikkeling van transformator en brugcircuits waarin het nulpunt is geïsoleerd of de secundaire wikkelingen van de transformator zijn delta verbonden.

Enkelfasige bruggelijkrichterschakeling

Timingdiagrammen van spanningen en stromen van een bruggelijkrichter

Met een positieve polariteit van de spanning op de secundaire wikkeling van de transformator (polariteit wordt aangegeven zonder haakjes) in het interval 0 - υ1 (0 - π), wordt de stroom geleid door diodes D1 en D2. De spanningsval over de diodes in het geleidingsinterval is bijna nul (ideale kleppen), daarom wordt een positieve halve golf van de spanning op de secundaire wikkeling van de transformator op de belasting toegepast, waardoor er een spanning ud = u2 op ontstaat. In het interval υ1 — υ2 (π — 2π) zal de polariteit van de spanningen u1 en u2 worden omgekeerd, wat zal leiden tot het ontgrendelen van dioden D3 en D4. In dit geval wordt de spanning u2 op de belasting aangesloten met dezelfde polariteit als in het vorige interval. Daarom heeft de uitgangsspanning ud bij een zuiver resistieve belasting van de bruggelijkrichter de vorm van unipolaire halve spanningsgolven (ud = u2).

3.Het stroomverbruik van belastinggelijkrichters wordt onderverdeeld in laag vermogen (eenheden van kW), gemiddeld vermogen (tientallen kW) en hoog vermogen (Ppot > 100 kW).

4. Ongeacht het vermogen van de gelijkrichter, zijn alle circuits verdeeld in een cyclus of halve cyclus en twee cycli (full-wave).

Enkele cyclus - dit zijn circuits waarin de stroom eenmaal per periode (een halve periode of een deel daarvan) door de secundaire wikkelingen van de transformator gaat. Alle nulcircuits zijn enkelvoudig.

Een enkelfasige dubbelfasige gelijkrichterschakeling met de nulpuntuitgang van de transformator

Timingdiagrammen van een enkelfasige nuluitgangsgelijkrichter met een actieve belasting

Dubbelzijdige gelijkrichting in het circuit wordt bereikt door een transformator te maken met twee secundaire wikkelingen. De wikkelingen zijn in serie geschakeld en hebben een gemeenschappelijk nulpunt (middelpunt). De vrije uiteinden van de secundaire wikkelingen van de transformator zijn verbonden met de anoden van de kleppen D1 en D2, en de kathodes van de met elkaar verbonden kleppen vormen de positieve pool van de gelijkrichter. De negatieve pool van de gelijkrichter is het gemeenschappelijke (neutrale) aansluitpunt van de secundaire wikkelingen. De transformator dient dus in dit circuit om zowel de grootte van de voedingsspanning als de spanning in de belasting aan te passen, en om een ​​midden (nul) punt te creëren. Het is duidelijk dat de spanningen aan de klemmen van de secundaire wikkelingen van de transformator u1 en u2 (of EMF e1 en e2) dezelfde grootte hebben en 180 ° ten opzichte van het nulpunt zijn verschoven, d.w.z. zijn in tegenfase.

Deze diode geleidt op elk moment een stroom waarvan de anodepotentiaal positief is.Daarom is in het interval 0 - π diode D1 open en wordt de fasespanning van de secundaire wikkeling van de transformator ud = u2-1 toegepast op de belastingsweerstand Rn (Rd). Diode D2 in het bereik 0 — π is gesloten omdat er een negatieve spanning op staat. Aan het einde van het interval zijn de spanningen en stromen in het circuit nul.

In het volgende werkinterval van de π — 2π-schakeling keren de spanningen van de primaire en secundaire wikkelingen hun polariteit om, zodat diode D2 open is en diode D1 gesloten. Ook zijn de processen in de correctieketen iteratief. Het gelijkgerichte spanningsverloop ud bestaat uit unipolaire halve golven van de fasespanning van de secundaire wikkeling van de transformator. De vorm van de belastingsstroom bij een zuiver resistieve belasting volgt de vorm van de spanning. Diodes D1 en D2 geleiden stroom in serie gedurende een halve periode.

5. Op afspraak:

a) gelijkrichters met laag vermogen, in de regel enkelfasig, gebruikt in regelsystemen, om individuele blokken elektronische apparatuur, meetapparatuur, enz. Van stroom te voorzien;

b) gelijkrichters met gemiddeld en hoog vermogen dienen als stroombronnen voor industriële installaties.

6. Schema's voor het rechttrekken zijn onderverdeeld in eenvoudig en complex. Eenvoudige circuits omvatten enkelfasige en driefasige, neutrale en brugcircuits. In complexe (of complexe circuits) zijn meerdere eenvoudige circuits in serie of parallel geschakeld.

7. Volgens het type (aard) van de lading. Enkelfasige gelijkrichtercircuits worden gekenmerkt door een aanzienlijke pulsatie van de gelijkgerichte spanning. Om de spanningsrimpel op de belasting te verminderen, worden afvlakfilters gebruikt op basis van de reactieve elementen van de smoorspoelen (L) en condensatoren (C). De aard van het ingangscircuit van het afvlakfilter bepaalt samen met de belasting het type belasting op de gelijkrichter. Er wordt onderscheid gemaakt tussen gelijkrichterwerking voor actieve belasting (R — NG), actief-inductieve belasting (RL — NG), actieve belasting en capacitieve filter (RC — NG).

Gemeenschappelijk voor alle gelijkrichters is hun gebruik voornamelijk met RL - NG. Dit komt door het feit dat gelijkrichters met laag vermogen meestal werken met een LC-filter en gelijkrichters met hoog vermogen met een L-filter.

7. Maak bij controle onderscheid tussen ongecontroleerde en gecontroleerde gelijkrichters.

Ph.D. Kolyada LI