• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Cпрямляючі пристрої

Між первинним джерелом, що генерує, і електронною системою звичайно включається спеціальний перетворюючий пристрій, що називають вторинним джерелом електроживлення (ВДЕЖ). Таким чином, ВДЕЖ постачає енергію електронним пристроям з необхідним перетворенням і мінімальними втратами.

Найбільше широко використаються ВДЕЖ, що перетворять змінну напругу промислових і спеціальних електромереж в постійну. По числу фаз первинної мережі розділяються на однофазні й трифазні, що змінюються з частотою в 50 Гц.

На рис. 10.1 наведена структурна схема найпростішого стабілізованого ВДЕЖ. Основними елементами й каскадами ВДЕЖ є: силовий трансформатор Тр, випрямляч В, згладжувальний фільтр Ф та стабілізатор напруги Ст.

Рис. 10.1 - Структурна схема стабілізованого вторинного джерела електроживлення

Трансформатор перетворює амплітуди вхідної напруги (напруги первинного джерела) до необхідної величини, що обумовлена необхідним значенням вихідної постійної напруги ВДЕЖ. Крім того, трансформатор забезпечує електричну ізоляцію (по постійному струму, тобто розв'язку) ланцюга навантаження ВДЕЖ R_H від первинного джерела, що в ряді випадків є необхідною умовою для нормальної роботи системи. Випрямляч перетворює змінну напругу з виходу трансформатора в однополярну (пульсуючу) напругу, що надходить до фільтру, що згладжує, що необхідний для усунення (зменшення) пульсацій випрямленої напруги. Стабілізатор служить для забезпечення постійної напруги на навантаженні при її зміні й впливі інших факторів нестабільності. Відзначимо, що стабілізатор (елемент, що регулює) може бути виконаний і на вході ВДЕЖ, де він буде здійснювати стабілізацію напруги, реагуючи на зміну амплітуди вихідної напруги або постійної вихідної напруги на навантаженні. Крім перерахованих вузлів ВДЕЖ може містити різні каскади регулювання, керування, захисту від перевантажень тощо. Найбільш коштовними елементами з великою масою й габаритами є трансформатор і фільтр, що згладжує. Саме вони можуть займати до 50% обсягу й маси всієї електронної системи. Поліпшити ці показники можна з урахуванням того, що з ростом частоти змінної напруги зменшуються маса, габарити й вартість трансформаторів і фільтрів. Робота на підвищеній частоті перетворення використовується у ВДЕЖ з безтрансформаторним входом.

На рис. 10.2 наведена структурна схема одного з варіантів ВДЕЖ з безтрансформаторним входом і проміжним перетворенням частоти. Тут змінна напруга первинного джерела (наприклад, з частотою 50 Гц) за допомогою випрямляча В₁, і фільтра, що згладжує, Ф₁ перетвориться в постійну (звичайно порівняно високу) напругу.

Інвертор І перетворить цю постійну напругу на змінну підвищеної частоти (10—20) кГц, що, за звичай має прямокутну форму. До складу інвертора входить (високочастотний) трансформатор, що забезпечує одержання необхідної амплітуди напруги й електричної ізоляції для ланцюга навантаження. Напруга з виходу інвертора випрямлюється каскадами В₂ та згладжується фільтом Ф₂. Вихідна напруга з навантаження подається на інвертор як регулююча напруга зворотного зв'язку, за рахунок чого забезпечується її стабільність.

Рис. 10.2 - Структурна схема з проміжним перетворенням частоти

Незважаючи на введення додаткових каскадів (І, В₂ тощо), маса всього ВДЕЖ зменшується за рахунок значного зниження габаритів і маси трансформатора й фільтра, що працюють на підвищеній частоті. До фільтра Ф₁ у розглянутому ВДЕЖ не пред'являється жорстких вимог і він може бути виконаний без використання котушок індуктивностей.

Якщо ж, як первинне джерело електроживлення використається батарея, то в схемі рис. 10.2 варто усунути каскади В₁ і Ф₁ і підключити батарею безпосередньо до входу інвертора (генератора). Звичайно, такий ВДЕЖ використовується тільки у тому випадку, коли параметри батареї (насамперед напруга) не відповідає необхідним значенням живлення електронного пристрою.

Одним з основних каскадів, є випрямляч (спрямляючий пристрій). Показники випрямленої напруги багато в чому визначаються як схемою випрямляча, так і його компонентною базою. Основним з компонентів, без якого не можна виконати випрямлення мусить бути нелінійний компонент.

Вольт-амперні характеристики резистивних НК – діоди, що працюють в режимі великого сигналу, так, що вони при цьому володіють вентильною властивістю пропускати струм лише в одному напряму (додатному) напрямі. При цьому їх диференційні та статичні параметри збігаються. Діодні вентилі мають властивість однобічної провідності, що використається в багатьох пристроях і, зокрема, у випрямлячах. Розглянемо більш докладно принцип роботи й схеми випрямлячів.

Вони призначені для перетворення змінної напруги в постійну. У схему найпростішого випрямляча (рис.10.3) входять вентиль V, електричний фільтр Ф и опір навантаження R_н. Залежно від числа робочих напівперіодів напруги живлення й розрізняють одно- і двохполуперіодні схеми випрямлення, а залежно від числа фаз – однофазні, трифазні й багатофазні.

Рис. 10.3 - Схема найпростішого випрямляча

У випрямлячах як вентилі звичайно застосовують кремнієві напівпровідникові діоди, ртутні вентилі газотрони й тиратрони. Всі вони мають різко виражену несиметричну ВАХ, характерну для однобічної провідності.

Однополуперіодне випрямлення, характеризується існуванням струму через вентиль лише півперіода синусоїдної вхідної напруги. При позитивному миттєвому значенні напруги, тобто коли u>0 (провідний напрямок), опір вентиля малий, a струм теоретично (відповідно до ідеалізованого ВАХ) нескінченно великий; при негативній напрузі, тобто коли u<0 (непровідний напрямок), струм дорівнює нулю.

Схема заміщення однополуперіодного випрямляча (без фільтра) з опором навантаження R_H зображена на рис. 10.4. Вентиль представлений у вигляді нелінійного опору R_B, напруга живлення (крива 4, рис. 10.5), синусоїдальна u = U_M sin w t. Вольт-амперна характеристика ланцюга, (крива 3 на рис. 10.5) побудована відповідно до другого закону Кірхгофа, тобто u =u_в + u_н, підсумовуванням абсцис ВАХ вентиля (крива 1) і ВАХ лінійного опору навантаження (пряма 2).

Читайте також:

1. Акумуляторні батареї та зарядні пристрої.
2. Багатокаскадні передавальні пристрої - 30 хв.
3. Бензинові моторні пилки та звалювальні пристрої
4. Вантажні пристрої
5. Вентиляційні пристрої в підземних виробках
6. Вибір мікропроцесорного комплекту для проектування обчислювальних пристроїв і систем
7. Вибір, розміщення, режими роботи компенсуючих пристроїв.
8. Види передавальних пристроїв РЛС РТВ та їх параметри
9. Визначення необхідного технологічного обладнання та пристроїв для виконання технологічних операцій і розробка вимог, яким повинний відповідати кожен тип оснастки
10. Виконавчі пристрої. Регулюючі органи. Виконавчі механізми. Гідравлічні виконавчі механізми.
11. Вимірювання параметрів електротехнічних пристроїв.

Переглядів: 1189