Элементы источников вторичного электропитания. (Тема 2)

1. Тема 2

Элементы источников вторичного
электропитания

2. Структуры вторичных источников питания (ВИП)

выпрямители: неуправляемые и управляемые (а);
инверторы: автономные и ведомые сетью (б);
преобразователи частоты: со звеном постоянного тока и
непосредственные (в);
импульсные преобразователи: постоянного или переменного напряжения
(тока) (г).

3.

Выпрямители
Блок-схема (а), регулировочная (б) и внешняя (в) выпрямителя
Важнейшими выходными характеристиками выпрямителя являются:
- регулировочная характеристика управляемого выпрямителя – зависимость
среднего значения выпрямленного напряжения Ud(a)|Id от угла управления a (при
фиксированном значения среднего тока нагрузки Id).
- внешняя характеристика (нагрузочная) - зависимость среднего значения
выпрямленного напряжения Ud(Id)|a от среднего значения тока нагрузки Id (при
фиксированном угле управления a);

4. Однофазный однополупериодный неуправляемый выпрямитель

Идеальный диод, обладающий большим сопротивлением в обратном
направлении включения, не будет пропускать ток в нагрузку при обратной
полярности напряжения u2(t) вторичной обмотки трансформатора. Таким
образом, ток id(t) в нагрузке может протекать только в одном направлении, т.е.
схема обладает выпрямляющими свойствами.

5. Параметры схем выпрямления

• Используются:
- коэффициент выпрямления электрической схемы выпрямителя
КВ = 1/Ксх как отношение среднего значения выпрямленного напряжения к
действующему напряжения вторичной обмотки трансформатора
КВ = 1/Ксх = U2/Ud;
- коэффициент использования трансформатора КИТ как отношение средней
мощности нагрузки к полной мощности вторичной обмотки трансформатора:
КИТ =Pd /P2.
Коэффициентом пульсаций q (коэффициентом гармоник) называется
отношение амплитуды напряжения основной гармоники к среднему значению
выпрямленного напряжения на нагрузке:
U 1max
q
Ud

6. Однофазный однополупериодный управляемый выпрямитель (активная нагрузка)

Если задержать момент включения тиристора на некоторое время (a > 0), тиристор
включается позже “нулевого” момента, то уменьшается среднее значение
выпрямленного напряжения Ud ( ж), и, соответственно, среднее значение тока Id.

7. Однофазный двухполупериодный неуправляемый выпрямитель (активная нагрузка)

Переменные токи i21(t) (в) и i22(t) (г), протекающие в каждой из
полуобмоток, имеют различные направления, однако, ток через нагрузку
протекает в одну сторону (от точки b к точке 0).
Ток через нагрузку выпрямлен и имеет характер двухполупериодногого
выпрямления.

8. Однофазный двухполупериодный управляемый выпрямитель (активная нагрузка)

Переменные токи i21(t) (в) и i22(t) (г), протекающие в каждой из
полуобмоток, имеют различные направления, однако, ток через нагрузку
протекает в одну сторону (от точки b к точке 0). При а > 0 тиристор
пропускает ток только часть полупериода.

9. Параметры однофазного двухполупериодного управляемого выпрямителя (активная нагрузка)

• При a = 0 имеем: Ud0 = (2√2/p)U2,
где Ud0 –потолочное значение напряжения, равное среднему значению
выпрямленного напряжения при a = 0; U2 – действующее значение
фазного напряжения.
• Следовательно, среднее значение выходного напряжения при
активной нагрузке можно записать
U d (a ) U d 0
(1 cos a )
2
Регулировочная (a) и внешняя (б) характеристики выпрямителя

10. Однофазный двухполупериодный мостовой неуправляемый выпрямитель (активная нагрузка)

Средние значения выходного напряжения:
а) при активной нагрузке
U d (a ) U d 0
(1 cosa )
2
б) при активно-индуктивной нагрузке
U d (a ) U d 0 cosa

11. Однофазный двухполупериодный мостовой управляемый выпрямитель (активно-индуктивная нагрузка)

В частности, при большой индуктивности ток нагрузки не изменяется в
интервалы времени открытого тиристора (г, ж). Но напряжение на нагрузке
(между точками 0с) изменяется в соответствии с напряжением на
полуобмотках.