Полупериода напряжение

ве которого работает МУ. Ток достигает наибольшего значения, чему соответствует рабочая точка Б на кривой Oi (Hi). При и = О ток становится равным нулю, и рабочая точка дросселя Д,\ смещается на ось ординат. С начала отрицательного полупериода напряжения происходит процесс обратного перемагничивания сердечников (см. 14.4).

Работу выпрямителей удобно рассматривать с помощью временных диаграмм. На 1.4 изображена временная диаграмма однополупериодного выпрямителя. В течение первого полупериода напряжения «2, когда потенциал точки а положителен по отношению к потенциалу точки Ь, диод открыт и в нагрузочном резисторе появляется ток. Если считать, что сопротивление диода в прямом направлении равно нулю, то все напряжение будет приложено к нагрузочному резистору, т. е. ин=И2. Во второй полупериод полярность напряжения и% на вторичной обмотке трансформатора изменяется на противоположную, т. е. потенциал точки а становится отрицательным по отношению к потенциалу точки Ь. При такой полярности диод включен в обратном направлении. Если считать, что сопротивление закрытого диода равно бесконечности, то все напряжение

Широкое применение нашли двухполупериодные выпрямители, в которых в отличие от однополупериодных выпрямителей выпрямленное напряжение и„ создается в оба полупериода напряжения сети. Наибольшее распространение получил мостовой двухполупериодный выпрямитель ( 1.5, а), в состав которого входят трансформатор Тр, диоды Д\—Д^, включенные по мостовой схеме, и нагрузочный резистор
Двухполупериодные выпрямители бывают двух типов: мостовыми и с выводом средней точки вторичной обмотки трансформатора. Эти выпрямители являются более мощными, чемоднополупериодные, так как с их помощью нагрузочные устройства используют для своего питания оба полупериода напряжения сети. Они свободны от недостатков, свойственных однополупериодным выпрямителям, имеют более высокий к.п.д. Однако это достигается за счет усложнения схем двухполупериодных выпрямителей.

— применять быстродействующие плавкие предохранители, отключающие поврежденную цепь за время, меньшее одного полупериода напряжения питающей сети. При этом тиристор не успевает выйти из строя. Промышленностью выпускаются быстродействующие предохранители типа ПНБ на напряжение от 50 до 660 В и токи плавких вставок от 16 до 630 А;

1. В разветвленной цепи (см. 4.23, а), содержащей элементы с активным сопротивлением, индуктивностью и емкостью, в течение полупериода напряжения (или тока) запасается энергия магнитного и электрического полей. Какой энергии запасается меньше при BL>BC? при Bt
В течение второго полупериода напряжения вентиль V\ за-

конденсаюры, включаемые параллельно. При напряжениях не выше 50 кВ можно применять однополупериодную схему выпрямления ( 5-12, а), при более высоких напряжениях рекомендуется схема удвоения напряжения с двумя выпрямителями ( 5-12, б). Здесь один конденсатор заряжается через выпрямитель в течение первого полупериода напряжения, а другой — через второй выпрямитель в следующий полупериод напряжения (обратной полярности). Каждый конденсатор заряжается до напряжения t/T,

В однополупериодных выпрямителях по вторичным обмоткам трансформатора ток проходит только один раз за полный период (полупериод или его часть), в двухполупериодных выпрямителях используются оба полупериода напряжения сети: ток во вторичной обмотке трансформатора проходит дважды за период в противоположных направлениях.

средняя точка первичной обмотки анодного трансформатора включена в цепь источника постоянного тока через дроссель I; шина «минус» источника постоянного тока включена в цепь катода тиратронов 7\ и Тг (или игнитронов). Вместе с конденсатором С первична^ обмотка трансформатора Tpt образует резонансный контур, настроенный на частоту переменного тока /. В схеме 12.7, а цепь сеток тиратронов питается через сеточный трансформатор Тр2 от сети переменного тока той же частоты /. Средняя точка вторичной обмотки этого трансформатора через источник напряжения сеточного смещения UCO включена в цепь катодов тиратронов. Управляющее напряжение на сетках тиратронов действует в противофазе, открывая их поочередно. Резисторы ^с ограничивают величину сеточного тока тиратронов. Пусть в течение положительного полупериода напряжения на сетке открыт тиратрон 7\. Тогда анодный ток тиратрона, проходя через левую половину первичной обмотки Трг, индуктирует в правой половине этой обмотки э. д. с., направленную навстречу постоянному напряжению на аноде тиратрона Г2, вследствие чего тиратрон Т2 погаснет и не будет загораться до поступления на его сетку положительного полу-периода напряжения.

Используя рассмотренный выше принцип умножения выпрямленного напряжения, можно выполнить выпрямитель с умножением в любое число раз: 3, 4, 5, б, 7 ... На 135, з приведена схема учетверителя напряжения, в котором соединены последовательно два удвоителя напряжения, а на 135, и — схема выпрямителя с утроением напряжения. Во время первого полупериода конденсатор С1 заряжается до напряжения +Um (в полярности, указанной на 135, и). Во время второго полупериода напряжения — входное и на конденсаторе С1 -^'склады-294

что приводит к появлению в его вторичной обмотке импульса э. д. с. еа. После завершения перемагничивания оба сердечника оказываются насыщенными и величина тока в первичной цепи ограничивается лишь сопротивлением R. Таким образом, в схеме 5.19 в течение полупериода напряжение питания в интервале времени 0 < mt < at оказывается приложенным к дросселю, затем в интервале at < со^ < а2 — к трансформатору и в интервале «3 < со^ < я — к сопротивлению R.

Из 3.38, б следует, что на большей части полупериода напряжение мд« const и не зависит от мгновенного- значения

Если 5 невелико, то для 1-й амплитуды тока, которая определяется из начальных условий при первом пробое искрового промежутка, соотношение (3.97) сохраняет силу, а для следующих полупериодов изменяются граничные условия (3.98) и (3.99) с учетом снижения напряжения из-за влияния Rp. В конце первого полупериода напряжение на ЕН будет не U — 2ед, а определится при / = л/со0 соотношением

Помимо рассмотренных схем в маломощных выпрямителях широко применяют схемы умножения напряжения, позволяющие получать постоянное выпрямленное напряжение, значительно большее, чем амплитуда входного переменного напряжения Um sin &t. На 135, е показана схема последовательного выпрямителя-удвоителя. В положительный полупериод входного напряжения конденсатор С1 заряжается через диод VD1 до амплитудного значения переменного напряжения Um. Во время отрицательного полупериода напряжение на конденсаторе С1 складывается с входным напряжением, вследствие чего конденсатор С2 заряжается через диод VD2 до удвоенного значения амплитуды входного напряжения. Таким образом, U0 ж 2t/m.

Применение выпрямителя с простым емкостным фильтром предъявляет более жесткие требования к параметрам диодов по максимг льно допустимому току и обратному напряжению. Как видно из 14.9, а, во время отрицательного полупериода напряжение обратного направления прикладывается к диодам VD1, VD2 и имеет значений 2f/2m, т. е. это напряжение равно сумме напряжений на

Вольт-амперной .характеристике на 7-30 соответ--ствует диаграмма на 7-31 изменения тока и напряжения дуги во времени. Кривая напряжения дуги имеет форму срезанной синусоиды. В начале каждого полупериода напряжение на дуге повышается до определенного значения Ua, при котором происходит пробой промежутка между контактами; это влечет за собой интенсивную ионизацию межконтактного промежутка и уменьшение падения напряжения на контактах аппарата. Во второй половине полупериода начинаются деионизация и рост падения напряжения на контактах, а при переходе тока через нулевое значение температура в промежутке между контактами падает, усиливая деионизацию заряженных частиц вплоть до гашения дуги естественным путем.

В течение положительного полупериода напряжение на нагрузке равно напряжению, приложенному к цепи (irH — и), а напряжение на вентиле равно нулю, так как гв — 0. В течение отрицательного полупериода напряжение на нагрузке равно нулю, так как t — 0, и напряжение на вентиле равно напряжению и на зажимах цепи. Таким образом, кривая напряжения на нагрузке повторяет по форме кривую тока.

Подобная схема для одного канала управления двухполупериодного выпрямителя дана на 18-16, а. На вход поступает переменное напряжение и, сформированное в виде прямоугольных импульсов, имеющих ширину я ( 18-16, б). При включении на входе диода Dt на базу транзистора Tlt стабилизированного при помощи сопротивления rt и г^ и диода D2, подается в течение полупериода отрицательное напряжение, открывающее 7\. В течение проводящей части полупериода напряжение иг^с на цепочке r4Cj относительно невелико. Когда напряжение на базе 7\ станет равным нулю, уменьшается ток транзистора и начнет возрастать практически линейно, если постоянная времени rtCi относительно велика, отрицательное напряжение, подаваемое на базу транзистора Г3. Общее

по синусоидальному закону. В течение этого полупериода электроны потока испытывают торможение, т. е. их скорость уменьшается. В течение следующего полупериода напряжение t/свч, полярность которого указана в скобках, между сетками действует поле, ускоряющее электроны, и их скорость увеличивается.

Управляемые выпрямители чаще всего используются для управления двигателем по цепи якоря. Источником энергии для управляемых выпрямителей является сеть переменного тока. Принцип управления состоит в том, что в положительный полупериод питающего напряжения тиристор, подобно ключу, открывается и подает напряжение к двигателю лишь часть этого полупериода. Напряжение и ток на выходе управляемого выпрямителя содержат постоянные и переменные составляющие Для анализа работы двигателя постоянного тока как элемента электропривода необходимо найти постоянные составляющие напряжения и тока, определяемые как средние значения этих величин за период изменения напряжения сети Изменяя момент (фазу) открытия тиристора, меняют среднее значение напряжения на якоре и, таким образом, управляют двигателем