Класификација полупроводничких исправљача

Уређај дизајниран да претвара енергију извора наизменичне струје у једносмерну струју назива се исправљач. Исправљач се може представити у облику блок дијаграма приказаног на сл. 1.

Хајде да окарактеришемо главне елементе шеме:

а) енергетски трансформатор служи за усклађивање улазног и излазног напона исправљача и електричног раздвајања појединачних исправљачких кола (тј. раздваја мрежу напајања и мрежу оптерећења);

б) блок вентила обезбеђује једносмерни ток струје у кругу оптерећења, услед чега се наизменични напон претвара у пулсирајући напон;

в) филтер за изравнавање дизајниран да смањи таласе напона у оптерећењу на потребну вредност;

Г) Регулатор напона, који се користи за стабилизацију просечне вредности исправљеног напона када напон напајања флуктуира или када се промени струја оптерећења.

Пиринач. 1 — Блок шема исправљача

Однос између параметара у исправљачу у великој мери зависи од исправљачког кола.Под исправљачким кругом разуме се дијаграм повезивања намотаја трансформатора и поступак повезивања вентила са секундарним намотајима трансформатора.

Исправљачка кола (исправљачи) се класификују према следећим главним карактеристикама:

1. По броју фаза напајања наизменичном струјом разликује једнофазне исправљаче и трофазни исправљачи.

2. Методом повезивања вентила на секундарни намотај трансформатора — нулта кола користећи нулту (средњу) тачку секундарног намотаја трансформатора и мостовна кола у којима је нулта тачка изолована или су секундарни намотаји трансформатора троугласти. повезан.

Једнофазни мостни исправљачки круг

Временски дијаграми напона и струја мосног исправљача

Са позитивним поларитетом напона на секундарном намотају трансформатора (поларитет је означен без заграда) у интервалу 0 — υ1 (0 — π), струју носе диоде Д1 и Д2. Пад напона на диодама у интервалу проводљивости је близу нуле (идеални вентили), стога се на оптерећење примењује позитиван полуталас напона на секундарном намотају трансформатора, стварајући на њему напон уд = у2. У интервалу υ1 — υ2 (π — 2π) поларитет напона у1 и у2 ће бити обрнут, што ће довести до откључавања диода Д3 и Д4. У овом случају, напон у2 ће бити прикључен на оптерећење са истим поларитетом као у претходном интервалу. Дакле, излазни напон уд са чисто отпорним оптерећењем мосног исправљача има облик униполарних напонских полуталаса (уд = у2).

3.Потрошња енергије исправљача оптерећења се дели на мале снаге (јединице кВ), средње снаге (десетине кВ) и велике снаге (Ппот> 100 кВ).

4. Без обзира на снагу исправљача, сва кола се деле на једноцикличне или полуцикличне и двоцикличне (пуноталасне).

Једноциклусни — то су кола у којима струја пролази кроз секундарне намотаје трансформатора једном у периоду (половина периода или његов део). Сва нулта кола су једнострука.

Једнофазно пуноталасно исправљачко коло са излазом нулте тачке трансформатора

Временски дијаграми једнофазног нултог излазног исправљача са активним оптерећењем

Пуно таласно исправљање у колу се постиже израдом трансформатора са два секундарна намотаја. Намотаји су повезани серијски и имају заједничку нулту (централну) тачку. Слободни крајеви секундарних намотаја трансформатора су повезани са анодама вентила Д1 и Д2, а катоде вентила спојене заједно чине позитивни пол исправљача. Негативни пол исправљача је заједничка (неутрална) тачка спајања секундарних намотаја. Дакле, трансформатор служи у овом колу како да усклади величину напона напајања и напона у оптерећењу, тако и да створи средњу (нулту) тачку. Очигледно је да су напони на прикључцима секундарних намотаја трансформатора у1 и у2 (или ЕМФ е1 и е2) исти по величини и померени су у односу на нулту тачку за 180 °, тј. су у антифази.

У било ком тренутку, ова диода спроводи струју чији је анодни потенцијал позитиван.Дакле, у интервалу 0 — π, диода Д1 је отворена и фазни напон секундарног намотаја трансформатора уд = у2-1 се примењује на отпор оптерећења Рн (Рд). Диода Д2 у опсегу 0 — π је затворена јер се на њу примењује негативан напон. На крају интервала напони и струје у колу су нула.

У следећем радном интервалу кола π — 2π, напони примарног и секундарног намотаја мењају свој поларитет, тако да ће диода Д2 бити отворена, а диода Д1 затворена. Такође, процеси у ланцу корекције су итеративни. Исправљена крива напона уд се састоји од униполарних полуталаса фазног напона секундарног намотаја трансформатора. Облик струје оптерећења са чисто отпорним оптерећењем прати облик напона. Диоде Д1 и Д2 проводе струју у низу пола периода.

5. По претходном договору:

а) исправљачи мале снаге, по правилу, једнофазни, који се користе у системима управљања, за напајање појединих блокова електронске опреме, у мерној опреми итд.;

б) исправљачи средње и велике снаге служе као извори напајања за индустријске инсталације.

6. Шеме за равнање су подељене на једноставне и сложене. Једноставна кола укључују једнофазна и трофазна, неутрална и мостна кола. У сложеним (или сложеним колима) неколико једноставних кола је повезано серијски или паралелно.

7. Према врсти (природи) терета. Кола једнофазног исправљача одликују се значајном пулсацијом исправљеног напона. Да би се смањио талас напона на оптерећењу, користе се филтери за изравнавање на основу реактивних елемената пригушница (Л) и кондензатори (Ц). Природа улазног кола филтера за изравнавање заједно са оптерећењем одређује врсту оптерећења на исправљачу. Прави се разлика између рада исправљача за активно оптерећење (Р — НГ), активно-индуктивног оптерећења (РЛ — НГ), активног оптерећења и капацитивног филтера (РЦ — НГ).

Заједничко за све исправљаче је њихова употреба углавном са РЛ — НГ. То је због чињенице да исправљачи мале снаге најчешће раде са ЛЦ филтером, а исправљачи велике снаге са Л филтером.

7. По управљању разликовати неконтролисане и контролисане исправљаче.

Др. Кољада Л.И.