Меню

Как плавно регулировать напряжение в выпрямителях



Принцип регулирования выпрямленного напряжения в управляемых выпрямителях.

В управляемых выпрямителях процесс выпрямления совмещен с регулированием напряжения. В них в качестве основного элемента применяют управляемые вентили – тиристоры.

Условия открытия тиристора :

Тиристор закрывается при подаче обратного напряжения или уменьшении тока через тиристор величины, близкой к нулю. После открытия тиристора управляющий электрод теряет свои функции.

Если к тиристору прикладывается напряжение от вторичной обмотки (положительный полупериод), то тиристор будет закрыт до тех пор, пока не будет подан импульс на управляющий электрод. Как только это произойдёт, тиристор открывается и работает, как обыкновенный вентиль.

^ Рисунок 1. Принцип горизонтального регулирования.

Время от начала полупериода до открывания тиристора называется углом регулирования α. Если α = 0, то работа выпрямителя аналогична работе неуправляемого выпрямителя. Чем позже от начала полупериода будет появляться управляемый импульс, тем позже откроется тиристор , тем больше угол регулирования α, тем меньше будет площадь импульса выпрямленного напряжения, тем меньше будет среднее значение выпрямленного напряжения.

Среднее значение выпрямленного напряжения может быть определено по формуле для любого угла регулирования: Uo = Uoα=0 • (1 + cosα) / 2

Таким образом, изменяя время появления управляющего импульса, изменяем угол регулирования, а следовательно, и среднее значение выпрямленного напряжения.

^ 2. Методы управления тиристорами (Самостоятельная работа):

Горизонтальный метод управления;

Вертикальный метод управления;

Существует два способа изменения угла регулирования:

Горизонтальный метод управления называется так потому, что с помощью фазосдвигающих устройств смещаются управляющие импульсы по горизонтали (по оси времени).

Вертикальный метод управления. При этом методе управления, управляющий импульс появляется тогда, когда линейное возрастающее напряжение (пилообразное) становится равным какому- то постоянному напряжению (которое можно изменить).

Допустим, что постоянное напряжение Un, тогда в момент времени 1 напряжение пилообразное станет равным Un1:

Рисунок 2. Принцип вертикального регулирования.

В этот момент будет сформирован управляющий импульс 1. Угол регулирования равен α1. Если Un увеличить до значения Un2, то пилообразное напряжение позже достигает этого значения, следовательно, и позже появится управляющий импульс (в момент 2).. Угол регулирования в этом случае увеличится.

Второй случай более точный (более стабильный α), но и более сложный. Преимуществом регулирования напряжения является исключительно малые потери, а недостатком — повышение пульсации, в особенности при больших углах регулирования

^ Принцип работы схемы однофазного управляемого выпрямителя с нулевым выводом.

Широкое применение для регулирования напряжения на нагрузке получил фазовый способ, основанный на управлении во времени моментом отпирания диодов выпрямителя. Он базируется на использовании в схеме выпрямителя управляемых диодов — тиристоров, в связи с чем выпрямитель называется управляемым.

Рассмотрим принцип работы схемы однофазного управляемого выпрямителя с нулевым выводом (рис4), работающего на активную нагрузку.

Пусть на входе выпрямителя действует положительная полуволна напряжения сети U1 чему соответствуют полярности напряжений на обмотках трансформатора, указанные на рис. 4 без скобок. На интервале О-vd тиристоры VS1, VS2 закрыты, напряжение на выходе выпрямителя ud= 0. К тиристорам VS1, VS2 прикладывается суммарное напряжение двух вторичных обмоток трансформатора U2-1 + U2-2. На тиристоре VS1 действует напряжение в прямом направлении, а на тиристоре VS2 в обратном.

Если сопротивления непроводящих тиристоров при прямом и обратном напряжениях считать одинаковыми, то на интервале 0 – v1 напряжение на тиристорах (с учетом соответствующей полярности) будет определятся величиной (u2-1-u2-2)/2 = u2.

В момент времени v1 определяемый углом α от системы управления СУ выпрямителя поступает импульс на управляющий электрод тиристора VS1. В результате отпирания тиристор VS1 подключает нагрузку rh на напряжение U2-1 — т вторичной обмотки трансформатора. На нагрузке в интервале формируется напряжение Ud), предоставляющее собой участок кривой напряжения U2-1 = u2 Через нагрузку и тиристор VS1 протекает ток При переходе напряжения питания через нуль(\/2-П), ток тиристора VS1 становится равным нулю и тиристор закрывается.

В интервале V2 — П полярность напряжения питания изменяется на противоположную. В этом интервале оба тиристора выпрямителя закрыты. К тиристору VS1 прикладывается обратное напряжение, а к тиристору VS2—прямое напряжение, равное u2.

По окончании указанного интервала подается отпирающий импульс на тиристор VS2. Отпирание этого тиристора вызывают приложение к нагрузке напряжения ud=u2-2=u2 той же формы, что и на интервале проводимости тиристора VS1.

Через нагрузку и тиристор протекает ток .На интервале 2П — V2 проводимости тиристора VS2 напряжения двух вторичных обмоток трансформатора подключаются к тиристору VS2, вследствие чего с момента отпирания тиристора VS2 на тиристоре VS1 действует обратное напряжение, равное 2u2.

^ Рисунок 5. Временные диаграммы выпрямленного напряжения

Регулеровачная характеристика управляемого выпрямителя.

Максимальному обратному напряжению соответствует значение, где U2 — действующее значение вторичного напряжения трансформаторов.

В последующем процессы в схеме следуют аналогично рассмотренным.

Как указывалось, одной из важнейших особенностей управляемого выпрямителя является его способность регулировать среднее значение выпрямленного напряжения Ud при изменении угла α. При α = 0 кривая выходного напряжения Ud соответствует случаю неуправляемого выпрямителя и напряжения максимально. Углу управления α – П (180 эл. град. ) отвечают Ud = 0 и Ud =0. Иными словами, управляемый выпрямитель при изменении угла α, от 0 до 180 эл. град. осуществляет регулирование напряжения Ud в пределах от максимального значения, равного 09 U2 do 0. Вид кривых Ud при различных значениях угла α показан на рис. 5а — г.

Зависимость напряжения Ud от угла α называется регулировочной характеристикой управляемого выпрямителя и приведена на рис. 6.

Читайте также:  Как отрегулировать сцепление на ваз 2107 буксует сцепление

Какой метод управления тиристорами является наиболее эффективным?

Какие условия необходимы, чтобы тиристор был открыт?

При каком условии закрывается тиристор?

Чем позже от начала полупериода будет появляться управляющий импульс, тем?

В каком случае работа управляющего выпрямителя аналогична работе неуправляемого выпрямителя?

При каком значении угла регулирования выпрямленное напряжение на выходе управляемого выпрямителя минимально?

Что показывает регулировочная характеристика управляемого выпрямителя?

Дата добавления: 2015-12-16 ; просмотров: 5924 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

ВЫПРЯМИТЕЛЬ РЕГУЛИРУЕМЫЙ да ЕЩЁ и С РЕВЕРСОМ !

Выпрямитель на одном транзисторе

Выпрямитель тока без диодных мостов и одиночных диодов всего на одном транзисторе да еще и с Регулировкой напряжения!
Вот это я понимаю Гениальная Схема!

Увидев эту схему, я сразу удивился тому, что знак полярности выходного напряжения » как бы перепутан «.

Почитав статью на языке английском, я убедился, что автор не шутит, а на полном серьезе рекомендует использовать данную схему в наборе с П-образным фильтром для сглаживания напряжения.

Собрав эту схему я удивился Трижды:

Первый раз когда понял, что знаки полярности получаемого напряжения точно перепутаны ,
Второй раз когда понял что переменный резистор в схеме в крайнем положении просто сгорит из за большого тока (если подключить нагрузку не высокоомную),
Третий раз когда при попытке регулировать напряжение (хотя и понимал что это регулятор тока) вдруг обнаружилась смена полярности на выходе выпрямителя!

Да Так Он еще и инверсный . Вот это да !

Такую схему можно бы ло бы отнести к разряду гениальных самоделок и изобретений, но, порывшись в статье, я обнаружил, что источником данного изобретения служит отечественный журнал — приложение к ЮТ.

Не раз я получал дизлайки и гневные отзывы за статьи и ролики в которых показывал явные ошибки в схемах опубликованных в журналах Радио , ЮТ и им подобных.

Можно как угодно относиться к причинам столь грубых ошибок публикуемых авторитетными изданиями призванными учить и воспитывать любовь к технике и творчеству, но моё мнение однозначно — Какой бы старой и чьей бы ни была ошибка , её нужно показывать исправлять и объяснять!
Без страха и упрёка! (сам не помню откуда взялась эта фраза)

Источник

Стабилизированный выпрямитель с плавной регулировкой напряжения

С помощью описанного ниже выпрямителя можно налаживать различные радиолюбительские конструкции, а также заряжать аккумуляторы, испытывать маломощные электродвигатели и реле.

Выпрямитель (рис. 13.17) собран на диодах VD1. VD4, включенных по мостовой схеме. Пульсации выпрямленного напряжения сглаживаются электролитическими конденсаторами С1, С2 и транзисторным стабилизатором, выполненным на стабилитроне VD5, транзисторах VT1, VT2 и диодах VD6 и VD7.

Выходное напряжение стабилизатора равно разности между выпрямленным напряжением, поступающим на вход стабилизатора с конденсатора С1, и падением напряжения на переходе эмиттер — коллектор (Uэк) регулирующего транзистора VT1. Напряжение UэK зависит от напряжения Uэб этого транзистора, равного падению напряжения на резисторе R2, создаваемому протекающим через него коллекторным током транзистора VT2, который, в свою очередь, зависит от напряжения Uбэ транзистора VT2. Напряжение Uбэ транзистора VT2 можно изменять потенциометром R3. При этом изменяются коллекторный ток транзистора VT2, напряжение Uэб транзистора VT1 и напряжение перехода эмиттер — коллектор транзистора VT1, что в конечном счете приводит к изменению выходного напряжения.

Диоды VD6 и VD7 служат для предотвращения выхода из строя регулирующего транзистора VT1 при коротком замыкании выхода стабилизатора или значительном увеличении тока нагрузки.

В выпрямителе используется трансформатор с площадью поперечного сечения сердечника S не менее 4 см2.

Число витков первичной обмотки при питании от сети с напряжением 220 В рассчитывается по формуле:
W1=220 (48/S). Диаметр провода D1 — 0,2. 0,22 мм.
Напряжение U2 на вторичной обмотке W2 трансформатора должно составлять примерно 15 В. Тогда число витков вторичной обмотки W2 будет определяться по формуле:
W2=15 (52/S). Диаметр провода d2= 1,2 мм.
Обмотка W3 используется для питания индикаторной лампочки. Таковой может быть лампочка от карманного фонаря с напряжением U3, равным 2,5; 3,5 или 6,3 В. При этом число витков обмотки W3 находят по формуле:
W3= U3 (52/S). Диаметр провода D0,41 мм.

Если ток нагрузки, подключаемой к выпрямителю, не превышает 300. 400 мА, в качестве VD1. VD2 можно использовать диоды типа Д226 с любым буквенным индексом. Если от данного выпрямителя требуются токи до 1.. .1,5 А, в качестве VDL. .VD4 могут служить диоды типа Д242, Д243 или Д245. Транзистор VTI типа П214. П217 должен быть установлен на радиаторе.

Регулировочный потенциометр R3 можно снабдить шкалой. Для этого к выходным гнездам XI, Х2 выпрямителей надо подключить контрольный вольтметр и, вращая ручку потенциометра, на шкале сделать отметки, соответствующие определенным значениям напряжения. Кроме того, нужно подобрать режим работы стабилитрона VD5. С этой целью разрывают цепь подключения стабилитрона в точке о и в разрыв включают миллиамперметр. Затем подбирают резистор R1 таким образом, чтобы ток, протекающий через стабилитрон, составлял 7.. .8 мА.

От сопротивления резистора R4 зависит максимальный ток нагрузки. Подбирают его следующим образом. Между гнездами XI и Х2 подключают резистор RH, при котором создается максимальный ток в нагрузке. Например, если максимальный ток должен составлять 500 мА при максимальном выходном напряжении 15В, то сопротивление резистора RH должно быть равно 30 Ом (15:0,5). Потом к этим же гнездам подключают вольтметр и подбирают резистор R4. Причем выходное напряжение должно отличаться от его значения на холостом ходу (при отсутствии R„) не более чем на 0,5 В.

Читайте также:  Регулировка давления газового котла

При применении исправных деталей источник питания не требует налаживания. Подключив контрольный вольтметр к гнездам XI и Х2 и вращая движок потенциометра R3, убеждаются в плавном изменении выходного напряжения, которое должно увеличиваться при вращении движка потенциометра по часовой стрелке. Если же это напряжение при таком вращении движка уменьшается, следует перепаять (поменять местами) провода, соединяющие концы потенциометра.

Источник

А- регулировка напряжения на выходе выпрямителя

Регулируемые напряжения на входе и на выходе выпрямителя

Непосредственно изменять выпрямленное напряжение с помощью включенного последовательно с нагрузкой реостата или потенциометра, включенного параллельно нагрузке. Непосредственно изменять выпрямленное напряжение с помощью включенного последовательно с нагрузкой реостата или потенциометра, включенного параллельно нагрузке.

а — схема реостатная ;

б — схема потенциометрическая

Рисунок 2.23- Схемы регулирования напряжения постоянного тока на выходе

выпрямителя с помощью реостата и потенциометра

Реостат Rр (рисунок 2.23,а) регулируется ток в цепи на выходе выпрямителя, а значит , и напряжения на нагрузке. Это напряжение может изменяться от некоторой величины ( при крайнем правом положении движка реостата) до

максиума ( при крайнем левом положении движка реостата). Существенным недостатком схемы является зависимость напряжения на нагрузке на реостате от тока нагрузки. Уменьшение этого сопротивления делает выходное напряжение более независимым от него, но при этом пределы регулировки выходного напряжения также уменьшается.

Напряжение на нагрузке ( рисунок 2.23,б) можно регулировать от нуля до максимальной величины. Для уменьшения влияния непостоянство сопротивления нагрузки на величину напряжения на выходе регулировочный потенциометр должен иметь меньшее сопротивление нагрузки, чем нагрузка

[Rn

| следующая лекция ==>
Общие сведения. Дополнительный материал к лекции 17 для самостоятельной работы | Б — регулирование напряжения на входе выпрямителя

Дата добавления: 2014-01-07 ; Просмотров: 2264 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

БП с плавной регулировкой напряжения

Как известно, каждому радиолюбителю приходится сталкиваться с самыми различными напряжениями питания: 1.5, 3, 6, 12В. Но при этом покупать кучу батареек не всегда удобно и выгодно, да и срок службы их ограничен. Поэтому я предлагаю вам схему БП дающего постоянное напряжение от 1 до 12 В. А величина тока, потребляемого различными устройствами от этого БП может достигать 0,2-0,3 А. Главным преимуществом этого блока является то, что он не боится КЗ (коротких замыканий), что немаловажно для радиолюбителей, начинающих свою практику.

Сетевое напряжение подается на вилку «

В первичной обмотке трансформатора находится предохранитель F1 и выключатель питания S1.

Мост, собранный на диодах D1-D4 выпрямляет переменное напряжение, поступающее со вторичной обмотки трансформатора.

Конденсатор С1, емкостью 2200мкФ, сглаживает пульсации, поступающие с выпрямителя.

Следующим блоком нашего устройства является параметрический стабилизатор, собранный на резисторах R2 — R5, Р1, транзисторах Т2, Т3 и стабилитроне D6. Напряжение на выходе БП устанавливается переменным резистором Р1.

В качестве трансформатора Тr1 можно применить трансформатор из старого телевизора, например

ТВК-110ЛМ-К или любой другой с напряжением 13 — 17 В(на вторичной обмотке), при токе потребления до 0,3А. Диоды могут быть любые из серии 1N540 (например, 1N5401, 1N5403, 1N5407 и т.д.). Вместо стабилитрона Д814Д лучше применить какой- нибудь импортный аналог…

Транзистор Т3 следует установить на радиатор — пластину алюминия или другого металла размером 70 X 40 мм и толщиной 1,5 — 2 мм, ну я думаю с этим проблем не будет, радиатор можно достать практически из любой технике. Детали я советую монтировать на куске текстолита, гетинакса (можно даже на фанере). Если вы умеете разводить печатные платы, монтируйте на печатке.

Плату закрепите в подходящем корпусе, на верхнюю стенку корпуса выведите тумблер, переменный резистор, гнезда-зажимы выведите на лицевую стенку.

Когда вы наконец-то закончите сборку этого устройства, возьмите мультиметр, включите БП в сеть и проверьте напряжение на стабилитроне D6, оно должно 15 — 19 В

Теперь проверьте работу блока под нагрузкой. Подключите к гнездам-зажимам лампочку на 13 В и крутите переменный резистор. В крайнем положении резистора лампочка должна тускло светиться, в другом вообще не гореть!

Последнее что вам надо сделать, так это отградуировать шкалу. Вооружитесь мультиметром, подключите его к БП, устанавливайте движок переменного резистора в разные положения и отмечайте на шкале значение напряжения для каждого из них. Градуировать шкалу можно через 0.5В или проставить наиболее употребительные напряжения.

Дополнительно, я еще сделал себе светодиодную индикацию включенного питания, вот принципиальная схема:

Думаю понятно, что я просто добавил к схеме БП резистор, мост и светодиод.
Резистор расчитывается так: R=(напряжение на вторичке транса-3В)/0.02А

Источник

Плавное регулирование выпрямленного напряжения

Иногда этот вид регулирования называют зонно-фазовым или амплитудно-фазовым.

При регулировании выпрямленного напряжения изменением угла регулирования α резко уменьшается коэффициент мощности. Поэтому для плавного регулирования напряжения на ЭПС применяют комбинированный способ регулирования. При этом способе осуществляют ступенчатое изменение напряжения, подаваемого на выпрямитель от трансформатора, а в пределах каждой ступени плавно изменяют выпрямленное напряжение тиристорами.

Возможно несколько методов плавного регулирования напряжения, подаваемого на тяговые двигатели: регулирование с вентильным переходом и бесконтактное регулирование.

1.2.1. Плавное регулирование с вентильным переходом

Читайте также:  Редуктор гбо 2 поколения томасетто регулировка

При этом методе напряжение, подаваемое на преобразователь, изменяется путем подключения его к различным выводам вторичной обмотки трансформатора переключателями 1, 2, 3 и 4, а тиристоры служат для плавного регулирования напряжения между ступенями и обеспечивают вентильный переход, то есть размыкание контактов переключателей без разрыва тока. Для этой цели два плеча преобразователя, собранного по мостовой схеме, расщеплены и снабжены тиристорами VS1-VS4 (рис. 6).

Регулирование напряжения начинается с включения переключателя 1 при закрытых тиристорах VS1 и VS3. Напряжение на нагрузке (двигателе) равно 0. Постепенно, открывая тиристоры VS1 и VS3, увеличивают среднее выпрямленное напряжение Ud1 на нагрузке, подавая на нее все большую и большую часть напряжения Uс с первой секции трансформатора. Форма выпрямленного напряжения в процессе такого регулирования при некотором значении угла α1 приведена на рис. 7, а в виде заштрихованных площадей. После полного открытия тиристоров VS1 и VS3 выпрямленное напряжение достигает значения Ud1max = 0,637 Uс max, соответствующего углу регулирования α1 = 0. Затем включают переключатель 2 (рис. 6) и начинают постепенно открывать тиристоры VS2 и VS4. В моменты, когда открыты тиристоры VS2 и VS4, на выпрямительный мост подается напряжение 2 Uс, снимаемое с первых двух секций вторичной обмотки трансформатора, а когда они закрыты – напряжение Uс, снимаемое только с первой секции. При этом к напряжению Ud1max добавляется часть напряжения Uс второй секции трансформатора, определяемая углом α2 открытия тиристоров VS2 и VS4. Выпрямленное напряжение на нагрузке имеет в этом случае форму, показанную в виде заштрихованных площадей на рис. 7, б. Так как по мере уменьшения угла α2 увеличивается заштрихованная площадь, то соответственно растет и среднее напряжение Ud2. При полном открытии тиристоров VS2 и VS4 выпрямленное напряжение Ud2max = 2·0,637 Uс max и весь ток проходит через переключатель 2. Далее закрываются тиристоры VS1 и VS3, размыкается переключатель 1 и замыкается переключатель 3, после чего регулирование производится постепенным уменьшением угла регулирования α2 тиристоров VS1 и VS3. В моменты, когда открыты тиристоры VS1 и VS2, на выпрямительный мост подается напряжение 3 Uс, снимаемое с первых трех секций трансформатора, а когда они закрыты – напряжение 2 Uс, снимаемое с первых двух секций. Форма выпрямленного напряжения при этом имеет вид, показанный в виде заштрихованных площадей на рис. 7, в. Среднее выпрямленное напряжение Ud3 > Ud2 и возрастает по мере уменьшения угла α3.

Рис. 6. Схема плавного регулирования выпрямленного напряжения

с помощью вентильного перехода

Рис. 7. Кривые изменения выпрямленных напряжений отдельных секций в процессе регулирования

1.2.2. Плавное бесконтактное регулирование

Для плавного бесконтактного регулирования выпрямленного напряжения к секциям вторичной обмотки трансформатора подключают ряд последовательно соединенных выпрямительных мостов UZ1, UZ2 и UZ3 (рис. 8), у которых в двух плечах включены диоды, а в двух других плечах – тиристоры.

Для повышения напряжения на тяговой машине вначале постепенно открывают тиристоры VS2 и VS3 моста UZ1 путем плавного изменения их угла регулирования α1. Выпрямленное напряжение Ud1 при этом изменяется так, как показано на рис. 7, а. Ток нагрузки проходит от положительного вывода моста UZ1 через диоды VD1’ и VD4’ моста UZ2 и вентили VD1’’ и VD4’’ моста UZ3. После полного открытия тиристоров VS2 и VS3 моста UZ1 дальнейшее повышение напряжения на тяговой машине осуществляется изменением угла регулирования α2 тиристоров VS2’ и VS3’ моста UZ2 (рис. 7, б). Затем таким же образом постепенно открываются тиристоры VS2’’ и VS3’’ моста UZ3, что приводит к дальнейшему повышению выпрямленного напряжения (рис. 7, в). При таком способе регулирования напряжения отпадает необходимость в какой-либо переключающей аппаратуре, что облегчает конструкцию и повышает надежность работы преобразовательной установки.

Рис. 8. Схема плавного бесконтактного регулирования

2. Инвертирование тока. Назначение и классификация

Инвертированием называется процесс преобразования электрической энергии постоянного тока в электрическую энергию переменного тока с помощью статических управляемых преобразователей.

Инвертирование имеет место:

– при передаче электрической энергии постоянным током на сверхдальние расстояния (рис. 9);

– в устройствах электроснабжения железных дорог постоянного тока при рекуперативном торможении ЭПС. В этом случае кинетическая энергия движущегося поезда, преобразованная тяговыми двигателями ЭПС в электроэнергию постоянного тока, передается через контактную сеть на тяговые подстанции для инвертирования и возврата в питающую систему переменного тока;

– на электрических железных дорогах переменного тока инвертирование осуществляется преобразователями, установленными на ЭПС;

– в преобразователях частоты с промежуточным звеном постоянного тока;

– на современном электроподвижном составе с трехфазными асинхронными тяговыми двигателями.

Рис. 9. Блок-схема передачи электроэнергии на постоянном токе

Если инвертор потребляет реактивную мощность из сети переменного напряжения, к которой подключен, то он называется ведомым или зависимым. Такой инвертор включен в общую сеть параллельно с мощными источниками электроэнергии переменного тока (генераторами электростанций и трансформаторами). Уровень напряжения и частота на выходе инвертора определяются параметрами энергии сети.

Если инвертор для коммутации тока потребляет реактивную мощность от конденсаторов, подключенных к вентильным обмоткам трансформатора, то он называется независимым или автономным. Выходные параметры автономного инвертора (форма, амплитуда и частота выходного напряжения) определяются схемой преобразователя, системой управления и режимом его работы.

Инверторы, также как и выпрямители, классифицируют по мощности, напряжению, числу фаз первичной обмотки трансформатора, схеме инвертирования, числу пульсаций в кривой постоянного напряжения, возможности регулирования выходного напряжения и т.д. (см. классификацию выпрямителей).

Источник

Adblock
detector