Материал: Electron_SE

246

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

I

a1

²

d

R

í

U

22

U

1

VD1

w

22

w

1

w

21

VD2

(+)

(+)

+

+

-

-

(-)

(-)

(+)

-

U

21

+

(-)

TV1

(1)

(2)

I

a2

+

-

U

d

(0)

Ðèñ. 9.4 – Îäíîôàçíèé âèïðÿìëÿ÷

ç íóëüîâèì âèâîäîì

â³ä íå¿. Ïîêàçíèêè ÿêîñò³ âèõ³äíî¿ íàïðóãè òà ³íø³ ó öüîãî âèïðÿìëÿ÷à

âêðàé íèçüê³. Òîìó éîãî çàñòîñîâóþòü äóæå ð³äêî.

Á³ëüø äåòàëüíî ðîçãëÿíåìî ñõåìè ³íøèõ âèïðÿìëÿ÷³â.

9.3. Ðîáîòà îäíîôàçíîãî äâîï³âïåð³îäíîãî

âèïðÿìëÿ÷à ç íóëüîâèì âèâîäîì

íà àêòèâíå íàâàíòàæåííÿ

Ñõåìà îäíîôàçíîãî âèïðÿìëÿ÷à ç íóëüîâèì âèâîäîì çîáðàæåíà

íà ðèñ. 9.4.

Î÷åâèäíî, ùî â³í ÿâëÿº ñîáîþ

äâà  îäíîï³âïåð³îäíèõ  âèïðÿì-

ëÿ÷³, ï³ä³ìêíåí³ äî íàâàíòàæåííÿ

ïàðàëåëüíî. Âòîðèííà îáìîòêà

éîãî òðàíñôîðìàòîðà ìຠâèâ³ä

â³ä ¿¿ ñåðåäèí蠖 íóëüîâèé âèâ³ä

(0).  Òîáòî  âîíà  ñêëàäàºòüñÿ  ç

äâîõ ï³âîáìîòîê, ê³ëüêîñò³ âèò-

ê³â ÿêèõ îäíàêîâ³: w

21 

=

w

22 

=

w

2

.

Òîä³ íàïðóãè, ùî â íèõ òðàíñôîð-

ìóþòüñÿ, â³äíîñíî íóëüîâî¿ òî÷-

êè òàêîæ îäíàêîâ³:

,

22

21

u

u =

àëå ïðîòèëåæí³ çà ôàçîþ.

Êîåô³ö³ºíò òðàíñôîðìàö³¿ òðàíñôîðìàòîðà ñòàíîâèòü 

,

/

2

1

w

w

n =

äå w

1

, w

2

 – ê³ëüê³ñòü âèòê³â ïåðâèííî¿ òà ïîëîâèíè âòîðèííî¿ îáìîòîê

â³äïîâ³äíî.

Ñõåìà ïðàöþº òàê.

Çà ïîçèòèâíî¿ ïîëÿðíîñò³ íàïðóãè íà îáìîòö³ w

21

 (íà ðèñ. 9.4 âêàçàíà

áåç  äóæîê) ó ïðîâ³äíîìó ñòàí³ çíàõîäèòüñÿ ä³îä VD1 ³ ÷åðåç íüîãî

òå÷å ñòðóì 

í

a

R

u

i

21

1

=

 (ïðÿìèì ñïàäîì íàïðóãè íà ä³îä³ íåõòóºì ââà-

æàºìî éîãî çà ³äåàëüíèé).

247

9. ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀËÜͲ ÏÐÈÑÒÐί. ÂÈÏÐßÌËßײ

Íà íàâàíòàæåíí³ ç’ÿâëÿºòüñÿ ïîçèòèâíà ï³âõâèëÿ íàïðóãè. Ä³îä VD2

ïðè öüîìó çàêðèòèé çâîðîòíîþ íàïðóãîþ u

çâ

=2u

2

(

)

22

21

2

u

u

u

=

=

 –

ç³ ñõåìè âèäíî, ùî ïðè öüîìó àíîäîì â³í ï³ä³ìêíåíèé äî òî÷êè (2), à

êàòîäîì ÷åðåç ä³îä VD1 (çàìêíåíèé êëþ÷) äî òî÷êè (1).

Çà íåãàòèâíî¿ ï³âõâèë³ íàïðóãè (íà ðèñ. 9.4 – ó äóæêàõ) ó ïðîâ³äíîìó

ñòàí³ çíàõîäèòüñÿ ä³îä VD2. ×åðåç íüîãî òå÷å ñòðóì 

,

22

2

í

a

R

u

i =

 ä³îä

VD1 çàêðèòèé ïîäâ³éíîþ çâîðîòíîþ íàïðóãîþ 2u

2

.

Òàêèì ÷èíîì, çà ÷àñ ïåð³îäó íàïðóãè ìåðåæ³ ñòðóì ÷åðåç íàâàíòà-

æåííÿ ïðîò³êຠó îäíîìó íàïðÿìêó ³ áåçïåðåðâíî. Äîñÿãàºòüñÿ öå â

äâà ïðèéîìè, ó îäèí ç ÿêèõ íàâàíòàæåííÿ ïåðøèì ä³îäíèì êëþ÷åì

ï³äìèêàºòüñÿ äî ïåðøî¿ ï³âîáìîò-

êè òðàíñôîðìàòîðà, ó äðóãè頖

äðóãèì ä³îäíèì êëþ÷åì äî äðó-

ãî¿ ï³âîáìîòêè.

Ðîáîòó öüîãî âèïðÿìëÿ÷à ³ëþ-

ñòðóþòü ÷àñîâ³ ä³àãðàìè, çîáðà-

æåí³ íà ðèñ. 9.5. Çâåðí³òü óâàãó:

òóò ³ íàäàë³ ïîêàçàí³ çàëåæíîñò³

íàïðóã  ³  ñòðóì³â  íå  âëàñíå  â³ä

÷àñó  t,  à  â³ä  êóòîâî¿  âåëè÷èíè

.

2

t

f

t

m

π

=

ω

=

ϑ

  ßê  ïîáà÷èìî

äàë³,  ìàòåìàòè÷í³  çàëåæíîñò³,

ùî îïèñóþòü ïðîöåñè ó âèïðÿì-

ëÿ÷àõ, òàêîæ çà àðãóìåíò ìàþòü

ϑ

.  Öå  çðîáëåíî  äëÿ  òîãî,  ùîá

ñï³ââ³äíîøåííÿ âåëè÷èí áóëè îä-

íàêîâèìè  çà  áóäü-ÿêî¿  ÷àñòîòè

ìåðåæ³  f

m

.

Ïðè  ðîçðàõóíêó  âèïðÿìëÿ÷à

âèõ³äíèìè äàíèìè º:

I

d

, U

d

, U

1

 (íàïðóãà ìåðåæ³),

,

,

d

d

d

d

d

í

I

U

P

I

U

R

=

=

  f

m

.

ϑ

I

d

I

a

2U

2m

=U

â

m

I

dm

U

d

u

21

u

1

i

a2

i

a1

i

d

u

â1

u

d

u

2

u

22

I

am

ϑ

ϑ

ϑ

ϑ

ϑ

ϑ

U

2m

m

U

2m

Ðèñ. 9.5 – ×àñîâ³ ä³àãðàìè ðîáîòè

îäíîôàçíîãî âèïðÿìëÿ÷à

ç íóëüîâèì âèâîäîì

248

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

Òðåáà âèçíà÷èòè:

1) ïàðàìåòðè ñõåìè, íåîáõ³äí³ äëÿ âèáîðó ä³îä³â – I

à

, I

àm

, U

âm

;

2) ïàðàìåòðè, íåîáõ³äí³ äëÿ âèáîðó (ðîçðàõóíêó) òðàíñôîðìàòîðࠖ

U

2

, I

1

 (ñòðóì ïåðâèííî¿ îáìîòêè), I

2

 (ñòðóì âòîðèííî¿ îáìîòêè), n, S

T

(ãàáàðèòíà ïîòóæí³ñòü òðàíñôîðìàòîðà);

3) ïàðàìåòðè, íåîáõ³äí³ äëÿ ðîçðàõóíêó ô³ëüòðà.

Çðîáèìî ïðèïóùåííÿ:

1) ä³îä ³äåàëüíèé: éîãî îï³ð ó â³äêðèòîìó ñòàí³ R

ïð 

= 0, ó çàêðèòîìó –

;

∞

=

çâ

R

2) îï³ð îáìîòîê òðàíñôîðìàòîðà äîð³âíþº íóëþ.

Òîä³ ìàòèìåìî òàê³ ôîðìóëè äëÿ ðîçðàõóíêó:

;

2

;

9

,

0

2

2

sin

2

1

2

2

2

t

t

f

U

U

d

U

U

m

o

d

ω

=

π

=

ϑ

=

π

=

ϑ

ϑ

π

=

∫

π

(9.1)

;

11

,

1

2

2

2

d

d

U

U

U

=

π

=

(9.2)

;

11

,

1

1

2

1

d

U

U

U

U

n

=

=

(9.3)

;

57

,

1

2

2

2

2

;

2

d

d

d

am

d

a

I

I

I

I

I

I

=

π

=

π

=

=

(9.4)

.

2

2

2

2

d

d

âm

U

U

U

π

=

π

=

(9.5)

Çíàþ÷è çíà÷åííÿ I

à

, I

àm

 òà U

âm

, îáèðàþòü òèï ä³îäà, ïàðàìåòðè ÿêî-

ãî ïîâèíí³ ïåðåâèùóâàòè îòðèìàí³ ðîçðàõóíêîâ³.

=

ϑ

ϑ

π

π

=

ϑ

π

=

∫

∫

π

π

0

2

0

2

2

2

)

2

(

2

1

2

1

d

sin

I

d

i

I

2

d

;

4

2

2

2

1

π

=

π

=

d

d

I

I

(9.6)

249

9. ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀËÜͲ ÏÐÈÑÒÐί. ÂÈÏÐßÌËßײ

n

I

n

I

I

d

d

11

,

1

2

2

1

=

π

=

.

(9.7)

Ãàáàðèòíà ïîòóæí³ñòü òðàíñôîðìàòîðà:

2

2

1

S

S

S

T

+

=

,

(9.8)

äå S

1

 – ïîòóæí³ñòü ïåðâèííî¿ îáìîòêè òðàíñôîðìàòîðà;

S

2

 – ïîòóæí³ñòü âòîðèííî¿ îáìîòêè òðàíñôîðìàòîðà.

=

=

=

=

=

=

d

d

d

d

d

d

U

I

U

I

n

U

n

I

U

n

I

U

I

S

23

,

1

11

,

1

11

,

1

11

,

1

11

,

1

2

1

1

1

1

;

23

,1

d

P

=

(9.9)

;

74

,

1

74

,

1

11

,

1

4

2

2

2

2

2

d

d

d

d

d

P

U

I

U

I

U

I

S

=

=

π

=

=

(9.10)

.

48

,

1

48

,

1

2

74

,

1

23

,

1

d

d

d

d

d

T

U

I

P

P

P

S

=

=

+

=

(9.11)

Áà÷èìî, ùî S

T

 ïåðåâèùóº P

d

 ó ï³âòîðà ðàçè. Öå, â îñíîâíîìó, òîìó,

ùî ï³âîáìîòêè òðàíñôîðìàòîðà ïðàöþþòü íå áåçïåðåðâíî, à ïî ÷åðç³

÷åðåç êîæí³ ï³âïåð³îäó.

Çà âåëè÷èíàìè S

T

, I

1

, I

2

, n, U

2 

âèáèðàºòüñÿ ñòàíäàðòíèé òðàíñôîð-

ìàòîð àáî ðîçðàõîâóºòüñÿ ñïåö³àëüíèé.

Êîåô³ö³ºíò ïóëüñàö³¿ âèïðÿìëåíî¿ íàïðóãè:

,

67

,

0

3

2

1

2

2

)

1

(

=

=

−

=

=

m

U

U

K

d

m

n

                         (9.12)

äå 

,

1

2

2

)

1

(

−

=

m

U

U

d

m

 áî, çã³äíî ç ðîçâèíåííÿì ó ðÿä Ôóð’º, àìïë³òóäà ³-¿

ãàðìîí³êè ñòàíîâèòü:

.

1

)

(

2

2

)

(

−

=

mi

U

U

d

i

m

                                          (9.13)

Çíàþ÷è K

n

, ìîæíà ðîçðàõóâàòè çãëàäæóþ÷èé ô³ëüòð.

250

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

ϑ

I

d

U

d

u

1

i

a2,3

i

a1,4

i

d

u

â4

u

d

u

2

²

a1,4

²

a2,3

ϑ

ϑ

ϑ

ϑ

ϑ

ϑ

U

2m

U

2m

U

2m

Ðèñ. 9.7 – ×àñîâ³ ä³àãðàìè ðîáîòè

îäíîôàçíîãî ìîñòîâîãî âèïðÿìëÿ÷à

(+)

(+)

+

+

+

-

-

-

(-)

(-)

VD3

VD1

VD4

VD2

U

2

U

1

I

d

U

d

R

í

TV

Ðèñ. 9.6 – Îäíîôàçíèé

ìîñòîâèé âèïðÿìëÿ÷

9.4. Ðîáîòà îäíîôàçíîãî ìîñòîâîãî âèïðÿìëÿ÷à

íà àêòèâíå íàâàíòàæåííÿ

Ìîñòîâèé îäíîôàçíèé âèïðÿìëÿ÷ (çàïðîïîíîâàíèé Ãðåöåì) ñêëà-

äàºòüñÿ ç òðàíñôîðìàòîðà, ùî ìຠîäíó âòîðèííó îáìîòêó, òà ÷îòèðü-

îõ âèïðÿìíèõ ä³îä³â, ç’ºäíàíèõ ó ìî-

ñòîâó ñõåìó. Ñõåìà âèïðÿìëÿ÷à çîá-

ðàæåíà íà ðèñ. 9.6.

ijîäè  VD1,  VD3  ñêëàäàþòü  êà-

òîäíó  ãðóïó,  VD2,  VD4 –  àíîäíó

(çà  íàçâîþ  ç’ºäíàíèõ  ì³æ  ñîáîþ

åëåêòðîä³â). Ïðè öüîìó ó îäíó ä³à-

ãîíàëü ìîñòà (ä³àãîíàëü ïîñò³éíîãî

ñòðóìó) óâ³ìêíåíå íàâàíòàæåííÿ, à

äî äðóãî¿ ä³àãîíàë³ (ä³àãîíàë³ çì³í-

íîãî ñòðóìó) ï³ä³ìêíåíà âòîðèííà

îáìîòêà òðàíñôîðìàòîðà.

Ó ïðîâ³äíîìó ñòàí³ çàâæäè çíàõî-

äÿòüñÿ äâà ä³îäè – îäèí ³ç àíîäíî¿ ³

îäèí ³ç êàòîäíî¿ ãðóï.

Çà ïîëÿðíîñò³, âêàçàíî¿ áåç äóæîê,

öå ä³îäè VD1, VD4, à ä³îäè VD2, VD3

ïðè öüîìó çàêðèò³. Çà ïîëÿðíîñò³, âêà-

çàíî¿ ó äóæêàõ – íàâïàêè. ×åðåç íà-

âàíòàæåííÿ ñòðóì çàâæäè òå÷å ó îä-

íîìó íàïðÿìêó.

×àñîâ³ ä³àãðàìè ðîáîòè âèïðÿì-

ëÿ÷à çîáðàæåí³ íà ðèñ. 9.7.

Äëÿ ö³º¿ ñõåìè ïðèäàòí³ ïðàêòè÷-

íî óñ³ ðîçðàõóíêîâ³ ñï³ââ³äíîøåííÿ

îäíîôàçíîãî âèïðÿìëÿ÷à ç íóëüîâèì

âèâîäîì çà âèíÿòêîì:

.

23

,

1

;

11

,

1

;

2

2

d

T

d

d

âm

P

S

I

I

U

U

=

=

π

=

         (9.14)