Nov 172015
 
6parallmostow

Токоизправителят преобразува променливия електрически ток в постоянен. Полученият на изхода ток, при повечето токоизправители, не е постоянен, а пулсиращ. За изглаждане на пулсациите се използват различни филтри. Има много видове токоизправители. Ето някои популярни класификации:

  • Според вида на устройството – механически, тиристорен, транзисторен, диоден;
  • Според мощността – силов и маломощен;
  • Според броят на изправените полупериоди – еднополупериодни (пропускат само едната полувълна на синусоидата), двуполупериодни (пропускат и двете полупериода), непълновълнови (използват само част от синусоидалната полувълна на тока), пълновълнови (използват пълната полувълна на тока);
  • По големината на изправеното напрежение – нисковолтов (до 100V), средноволтов (от 100 до 1000V), високоволтов (над 1000V);
  • По броя на използваните фази – еднофазен, двуфазен, трифазен и многофазен;
  • По схемата – мостов, с умножение на напрежението, трансформаторен, с галваническо разделение;
  • По управляемост – неуправляеми (диоден), управляем (тиристорен);

Тук ще се спрем на най-разпространените токоизправители: схема Грец и схема Иларионов.

Схема Грец

Схемата Грец е диоден, двуполупериоден мост, преобразуващ променливия ток в пулсиращ. Изобретена е от немският физик Лео Грец. На входа се подава променливо напрежение, което може и да не е синусоидално. Във всеки от полупериодите, токът протича само през два диода.

1

Другите два са запушени. В резултат на изхода се получава напрежение, пулсиращо с честота, два пъти по-голяма от захранващото напрежение.

2

За да се постигне изправено, а не пулсиращо напрежение, е необходимо поставянето на кондензатор, но може и дросел или стабилизатор на напрежение.

Предимствата на двуполупериодното (двупътното) изправяне на напрежението от еднополупериодното, са очевидни: полученото на изхода напрежение е с удвоена честота и след това лесно може да се „изглади“ с кондензаторен филтър, избягва се постоянното подмагнитване на вторичната намотка на трансформатора, по-високо КПД.

Схемата Грец може да се конструира от отделни диоди, а може и да бъде в капсулован блок. Вторият вид токоизправител е по-евтин и по-компактен, а и монтажа на подобен модул е по-лесен. Освен това подбраните в компонента диоди са с еднакви характеристики и се намират в постоянен топлинен режим. Недостатъкът на блока е, че ако изгори един от диодите, трябва да се изхвърли цялата конструкция.

Grez

Схема Грец в общ блок

Често схемата Грец се поставя в един корпус с трансформатор, като така създаденото устройство се нарича адаптер или захранване. Параметрите, които напълно определят един адаптер са: номинален постоянен ток на изхода на адаптера и диапазон на неговото изменение, мощност, номинално входно напрежение и диапазон на неговото изменение. При конструиране или избор на двуполупериоден токоизправител трябва да се помни, че входящото променливо напрежение винаги трябва да се измерва и отчита по неговата ефективна стойност, а изправеното напрежение след кондензатора, при липса на товар – по неговата амплитудна стойност и то е 1.41 пъти по-голямо от ефективното. Например: ако измереното еднофазно напрежение преди моста е 12VAC, то след моста и кондензатора ще бъде 17VDC. При натоварване, напрежението на изхода на изправителя ще намалее, но само до стойността на ефективното напрежение. Това намаление зависи от вътрешното съпротивление на трансформатора и капацитета на филтриращия кондензатор. От тук следва, че при избор на напрежение на вторичната намотка на трансформатора, трябва да се изхожда от максимално допустимата стойност на входящото напрежение, а капацитета на изглаждащия кондензатор трябва да бъде достатъчно голям, така че напрежението на изхода, под товар, да не слиза под минимално допустимото за схемата, която ще захранва. Разбира се за по-голяма точност, трябва да се вземе в предвид съпротивлението на свързващите проводници, както и възможно най-голямата амплитуда на входящото напрежение.

Схема Иларионов

Най-разпространените трифазни токоизправители са по схема Миткевич

mitkevich

– с 3 диода, при който всеки вентил (диод) е отпушен през част от единия полупериод на съответната фаза

 

Edc Mitkevich

Средна електродвижеща сила при схема Миткевич

m

 

Mitkevich1

 

и схема Иларионов – с 6 диода.

i

 

ilarionov

 

По-малко познатите схеми са схемата с 3 паралелни моста с 12 диода и схемата с 3 последователни моста с 12 диода. В зависимост от включването на трифазният трансформатор или трифазният генератор (звезда или триъгълник) различаваме изправител триъгълник Иларионов и звезда Иларионов. В изправителя триъгълник Иларионов загубите в медта са по-големи, затова по-често използваната схема е звезда Иларионов.

image479

Първичните намотки на трифазния трансформатор са три и могат да се свържат като звезда или като триъгълник, вторичните намотки са или също три или кратни на три. В работата на схемата триъгълник на Иларионов има два периода: големият период е равен на 360° (2) малък период равен на 60° () и се повтаря повече от 6 пъти. Малкият период се състои от два малки полупериода от по 30° (), които са огледално симетрични.

formula Ilarionov

Площта под интеграла

Изправителят триъгълник Иларионов

 

Treugolnik-Larionov

 

има по-голяма средна електродвижеща сила от схемата Миткевич, както се вижда от формулата.

Edc Ilarionov triagalnik

Средна електродвижеща сила при схема триъгълник Иларионов

Изправителят звезда Иларионов

zvezda Ilarionov

Звезда Иларионов

 

се използва в генераторите за електрозахранване на почти всички транспортни средства (автотракторни, наводни, подводни, въздушни и др. ), В захранването на дизел-електроходите (локомотиви и кораби) почти цялата мощност се получава от токоизправител звезда Иларионов. Средната електродвижеща сила в схемата звезда Иларионов е по-голяма от тази в схемата триъгълник Иларионов.

Edc Ilarionov zvezda

Средна електродвижеща сила при схема звезда Иларионов

Други използвани схеми са 12 импулсен статичен трифазен изправител, представляващ включени два изправителя на Иларионов с изместване на фазата на входния трифазен ток. Така се получава удвояване на броя на изправените полупериоди в сравнение със стандартните мостове на Иларионов. Относителната амплитуда на пулсациите се намалява, при удвояване на честотата на пулсациите на изправеното напрежение.

Tri_mosta paralelno

Тримостов токоизправител с паралелно свързване

Tri_posledowatelnyh_mosta

Три моста последоватално

Още по слабо позната схема е трифазен изправител „шест моста“ последователно и паралелно. Състои се от два трифазни трансформатора, на които първичните намотки са свързани – на единия в звезда, а на другия в триъгълник, което измества фазата на 30°.

6 bridge

Шестте вторични намотки се свързват с шест моста (24 диода), като мостовете могат да се свързват по различни начини, например паралелно всичките шест моста.

6 bridge serial

Пулсациите на изправеното трифазно напрежение са толкова малки, че на практика няма нужда от допълнителни филтри. Такъв тип изправители се наричат пълномостови.

6parallmostow

6 моста паралелно

Този изправител, както и изправителя с три паралелни моста, по много параметри превъзхождат както мостовете на Иларионов, така и мостовете на Миткевич, като при това използва много по малки по ток диоди, т.е. получаваме изправител с голяма мощност създаден от елементи с малка мощност.

 

 

 

 

Коментари от Google+

 Leave a Reply

(required)

(required)


You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>