Файл: Дріс 3 Тзеткіштер арастырылатын сратар.pptx

Дәріс 3

Түзеткіштер

Қарастырылатын сұрақтар:

1. Түзеткіштер туралы түсінік.
2. Бір фазалы бір жарты периодты түзеткіш.
3. Бір фазалы екі жарты периодты түзеткіш.

Түзеткіш – айнымалы ток энергиясын тұрақты ток энергиясына түрлендіруді қамтамасыз ететін құрылғы

Түзеткіштің негізгі тағайындалуы  қосымша кернеудің полярлығының өзгеруі кезінде жүктемедегі тоқ бағытының сақталуында болып табылады.  
Тұрақты тоқтың басқа да қорек көздерімен салыстырғанда түзеткіштер едәуір артықшылықтарға ие: қолданыста қарапайым және жұмыста сенімді, ПӘК-і жоғары, қызмет ету мерзімі ұзақ. 


1 – трансформатор; 2 – вентиль жинағы; 3 – фильтр; 4 –стабилизатор; 5 жүктеме


Трансформатор қоректендіруші айнымалы кернеуді белгілі кернеуде қажетті тұрақты тоқты алу үшiн түрлендiредi.
трансформатор келесі функцияларды орындайды: желі кернеуінің мәнін түрлендіреді, желінің жүктемесінен гальваникалық оқшаулаумен қамтамасыз етеді, желінің фазалар санын түрлендіреді

Вентильді блок - бұл электр тоғын тек қана бiр бағытқа өткiзетiн аспаптар. Олар түзеткiштiң негiзгi элементтері болып саналады

Идеалды вентильді элементтер тоқты тек бір (тікелей) бағытта ғана өткізу  керек және басқа (кері) бағытта мүлдем өткізбеуі тиіс.
Реалды вентильді элементтердің идеалды вентильдерден айырмашылығы, ең алдымен, олар кейбір тоқты кері бағытта өткізеді және тікелей тоқтың ағысы кезінде кернеуі төмендейді.
Бұл вентильді блоктың ПӘК-нің төмендеуіне және түзеткіштің жалпы эффективтілігінің төмендеуіне әкеп соғады

Сүзгi (фильтр) тегiстейдi, яғни түзетiлген тоқтың айнымалы құрамын азайтады.

кернеуініңпульсациясын әлсірету үшін қолданылады. Фильтр құрылғы ретінде көбіне жиілігі төмен фильтрлер (ЖТФ) қолданылады, олар R, L, С пассивті элементтерден немесе кейде активті элементтерден – транзисторлардан, операционды күшейткіштерден орындалады.
ФҚ-дың сапасын фильтрдің кірісі және шығысындағы пульсация коэффициентінің қатынасына тең фильтрлеу коэффициентін q жоғарылату қабілетімен бағаланады. 

Түзеткіштер жіктелуі

Түзетілген кернеуінің шамасы реттелмейтін түзеткіштерді басқарылмайтын, ал кернеуі реттелмелі түзеткіштерді басқарылатын түзеткіштер деп атайды тиристорлардан жинастырылады

---

Кернеуді тұрақтандырғыштың

қызметі сыртқы әрекеттердің түзеткіштің шығыс кернеуіне ықпалын  азайтуға негізделген: қоректенуші желі кернеуінің өзгеруі, қоршаған ортаның температурасы, жүктеменің өзгеруі және т.б.    
Егер шығыс кернеуінің тұрақтылығына ерекше талаптар қойылмаса, онда стабилизатор мүлдем шығарылады немесе оның функциясы басқа түйіндерге беріледі.  

Түзеткіштер жіктелуі

Түзетілетін айнымалы токтың фазалар санына қарай түзеткіштер бір фазалы немесе үш фазалы деп аталынады.

Түзеткіштердің жіктелуі. 

Түзеткіштердің жіктелуі үшін түрлі белгілерді қолданады:

кернеудің түзеткіштік жартылай толқындарының (жартылай периодтарының) саны, күштік желінің фаза саны, винтельдік блоктың сұлбасын, түзетуші сүзгінің типі, трансформатордың болуы және т.б.


Түзеткіштік жартылай толқындардың саны бойынша бір жартылай периодты және екі жартылай периодты түзеткіштерді бөледі.

Қоректендіруші керенудің фаза саны

Бойынша

бір фазалық, екі фазалық,
үш фазалық және алты фазалық түзеткіштерді бөледі.
Сонымен қатар қоректендіруші кернеудің фазалар санымен бір-бірінен бастапқы фазалары арқылы ерекшеленетін қоректендіруші кернеулердің санын түсінеді.

Бір фазалы түзеткіштер бөлінеді

а) ток желінің айнымалы кернеуінің бір жартылай периодының аралығында винтель арқылы өтетін бір жартылай периодтыға;
б) ток винтель арқылы екі жартылай периодтың аралығында өтетін екі жартылай периодты;
в) кернеудің көбейтілуімен сұлбалар


Қуатты өнеркәсіптік қондырғыларды қоректендіру үшін үш фазалық желіден жұмыс істейтін орташа және үлкен қуатты түзеткіштерді қолданады.
Заманауи түзеткіштерде винтель ретінде көбінесе жартылай өткізгішті диодтарды қолданады.


үш фазалы түзеткіштер бейтарап нүктелі және көпірлі тізбекті болып бөлінеді.

Түзеткіштің қолданымдық қасиетiн сипаттайтын, негiзгi шамаларға Эксплуатационные характеристики выпрямителей

1. - түзетiлген тоқтың Id және кернеудiң Ud орташа мәндерi;

Среднее значение выпрямленного напряжения и тока Ud, Id.

2.Коэффициент полезного действия (КПД) – h;

3.Коэффициент мощности – .;

4. - түзеткіштің кірісіндегі кернеу өзгеріссіз болғанда шығысындағы кернеудің жүктеме тоғынан тәуелділігімен анықталатын түзеткiштiң сыртқы сипаттамасы.

---

Внешняя характеристика выпрямителя – зависимость Ud=f(Id);

5.Регулировочная характеристика для управляемых выпрямителей Ud=f(a), где a -угол управления (регулирования);

6. толықсу коффициентi Кп түзетiлген кернеудiң айнымалы құраушысының Umax амплитудасының түзетiлген Ud кернеудiң орташа мәнiне қатынасымен анықталады

Коэффициент пульсаций:

КП = Um(q)/Ud

где q – номер гармоники,

Um – амплитуда напряжения.

7.коэффициент искажения

Басқарылмайтын түзеткіштер

Неуправляемые выпрямители

Түзеткіш диодтар

Жартылайөткізгіштік диод – бір p-n-ауысуы және екі шығарылған өткізгіші бар,
Р- аймағына қосылған диод электродын анод деп атайды, ал n- аймағына қосылған электродты катод деп атайды.

Диодтың құрылымы, шарттық графикалық бейнесі және вольт-амперлік сипаттамасы

бір фазалық бір жарытлай периодты түзеткіш

Мұндай түзеткіш шығысқа суретте көрсетілгендей қоректендіруші кернеудің бір жарты толқынын ғана өткізеді. Мұндай түзеткіштер  аз қуатты құрылғыларда шектелген қолданысқа ие, себебі олар трансформатордың және түзеткіш сүзгінің нашар қолданылуымен сипатталады.

ωt

uВХ

0

ωt

uВЫХ

0

ωt

ud

0

ωt

id

0

U0

VD

RH

uВЫХ

uВХ

ТР

Автор Останин Б.П.

Конец слайда

Полупроводниковые диоды. Слайд 19. Всего 54

трансформатордың екінші реттік орамасындағы кернеу полярлығында (суретіндегі 0-ден π-ге дейін уақыт интервалы) диодқа трансформатордың тура бағыттағы кернеуі келтірілген. Ол өткізгіштік қалыпта болады, диодтағы кернеу құлауы 1 вольт шегінде.
Бұл жерде трансформатордың екінші реттік орамасының кернеуі жүктемеге қойылады және ол, трансформатордың екінші реттік орамасы және диод бойынша id тогы өтеді.


Келесі жартылайпериодта (суретіндегі π-ден 2π-ге дейін уақыт интервалы) трансформатордың екінші реттік орамасындағы кернеу қарама-карсы полярлыққа ие, VD диоды өткізбейтін қалыпта, оған кері бағытта трансформатордың екінші реттік орамасының кернеуі келтіріледі. Бұл жағдайда жүктеме кернеуі нөлге тең, ал онда, трансформатордың екінші реттік орамасында және диодта ток жоқ.

---

Сонымен, Rd жүктемелік резисторына тек қана бір полярлықты (түзетілген) кернеу келтіріледі және ол бойынша ток бір бағытта өтеді.

Біржартылай периодты сұлба үшін түзетілген кернеудің орташа мәні:

Ud = 2Sin = U2 = 0,45U2, бұл жерде U2 – трансформатордың екінші реттік орамасындағы кернеудің әсерлік мәні.
Бұл жағдайда вентиль мен трансформаторды идеалды деп қабылдаймыз.


Диодқа түсетін кері кернеу

UKEPI=√2U2=3,14UH

Жүктеме және вентиль арқылы ағатын токтың орташа мәні

Іорт = I2 = Іm/π

Im=Um/RH

Іm тізбектегі токтың амплитудасы, демек біржартылайпериодты түзеткіш сұлбасында түзетілген токтың орташа мәні оның амплитудасынан π есе кіші.


Жүктемеге берілетін қуат:
Рm = Um   Im
трансформатордың есептік қуаты
ST = (P1 + P2)/2 = 3,09PH


Бұл сұлбаның артықшылығы қарапайымдылығы, кемшілігі қуатты трансформаторды пайдалануды қажет етеді. Трансформатордың қуаты жүктемедегі қуаттан 3,1 есе жоғару болу керек, демек бұл сұлбада трансформатор қуатты тиімді пайдаланбайды.

Бірфазалы, орта нүктесі бар екіжартылай периодты түзеткіш

түзеткіш w2және w'2екіншілік орамның екі жартысынан қоректенетін екі бір фазалық түзеткіштердің параллельді қосылысы болып табылады. Осы жартылай орамдардың көмегімен екі қарама-қарсы фазалы қоректендіруші кернеу түзеткіші құрылады. 


көрсетілген екі жартылай периодты түзеткіш w2және w'2екіншілік орамның екі жартысынан қоректенетін екі бір фазалық түзеткіштердің параллельді қосылысы болып табылады. Осы жартылай орамдардың көмегімен екі қарама-қарсы фазалы қоректендіруші кернеу түзеткіші құрылады. Мұндай түзеткіштің шығыстық кернеуінің формасы. Бұл түзеткіш трансформатордың және сүзгінің жақсы қолданылуымен сипатталады. Оны әдетте трансформатордың екіншілік орамының орта нүктесімен түзеткіш деп атайды.

Бұл түзеткіш бір біріншілік орамсымы және тізбектей жалғанған нольдік шығысты орамсымы бар трансформатордан және вентильдан тұрады


Мұндай трансформатордың трансформация коэффиценті мынаған тең:

n =  U1/U2 (1)

мұндағы   трансформатордың әрбір екіншілік орамсымдарындағы кернеу.
Олар бір – бірімен фазалары бойынша 180° - қа ығысқан. Екіншілік орамсымдардың а, в ұштары VD1, VD2  вентильдерінің анодтарына жалғанады. Ал вентильдің катодтары жүктеменің бір ұшына жалғанады. Ал трансформатордың 0 – дік шығысына кедергінің екінші ұшы жалғанады. Бірфазды 0 – дік сұлба үшін түзетілген кернеудің орташа мәні мынаған тең:

---

Um=0,9U2(2)

мұндағы   екіншілік жарты орамсымдағы кернеудің әсер етуші мәні.


U2=πUd/2√2=1,11Ud
Түзетілген токтың орташа мәні мынаған тең:

Icp=U2/1,11RH

Әрбір вентиль ағатын токтың орташа мәні:

I=Id/2

Кері кернеудің максимал мәні:

UKEPI.MAX=3,14Ud

Нольдік шығысы бар трансформатор біржартылай периодты түзеткіштен жуықтағанда 2 есеге тиімдірек, демек трансформаторға шығындалатын мыс, темір үнемделеді, трансформатордың өлшемі кішірейеді.

Двухполупериодный выпрямитель

көпірлі түзеткіш

БІР ФАЗАЛЫ ЕКІ ЖАРТЫ ПЕРИОДТЫ ТҮЗЕТКІШ көпірлі тізбектің иіндерін құрайтын төрт диодтан тұрады. Көпірлі тізбектің бір диагоналына түзетілетін кернеу беріледі де екінші диагоналына жүктеме жалғанады.
Түзетілген кернеудің оң жарты периодында ( графиктің 0... π аралығы) VD1 және VD4диодтарының анодтары оң потенциалды да VD2және VD3диодтарының анодтары теріс потенциалды.
Сондықтан VD1және VD4 диодтары ашық та, ал VD2 және VD3 диодтары жабық.

Кернеудің теріс жарты периодында (π...2π аралығы)

VD1 және VD4 диодтарының анодтары теріс потенциалды да VD2 және VD3диодтарының анодтары оң потенциалды.
Әрі қарай үрдіс қайталанып отырады. Сонымен түзетілетін кернеудің оң және теріс жарты периодтарында да ток бір бағытта жүріп отырады, яғни жүктемемен тұрақты ток жүреді.


Егер бірфазды нольдік сұлбамен көпірлік сұлбаны салыстыратын болсақ, онда мынандай қорытындыға келуге болады:
1. Бірфазды нольдік сұлбадан вентильдердің саны бірфазды көпірлік сұлбамен салыстырғанда екі есе аз;
2. Вентильдерде шығындалатын қуат аз болады, себебі нольдік сұлбада бір вентиль арқылы ғана ағады, ал көпірлік сұлбада екі вентиль арқылы ағады;

Бірфазды көпірлік сұлбаның артықшылығы

1. Диодтардағы кері кернеудің амплитудасы нольдік сұлбамен салыстырғанда екі есе кіші;
2. Трансформатордың екіншілік орамсымдарының саны екі есе аз;
3. Нольдік шығысы болмағандықтан трансформатор қалыпты жұмыс істейді;
4. Нольдік сұлбамен салыстырғанда көпірлік сұлбаның есептемелік қуаты 25% аз;
5. Бұл сұлбаны транформаторсыз тікелей түзеткіш ретінде пайдалануға болады. Ол үшін U1 кернеуі қоректендіретін құрылғыны қанағаттандыратындай болса.

түзеткіштердің сұлбаларының негізгі сипаттамалары

Сипаттама	Түзеткіш түрі
	Орта нүктемен бір фазалық	Бір фазалық көпірлік
Екіншілік орамның әрекеттегі кернеуі(фазалық) U2	2×1,11UН	1,11UН
Екіншілік орамның әрекеттегі тогы I2	0,785IН	1,11IН
Біріншілік орамның әрекеттегі тогы I1,	1,11IН/n	1,11IН/n
Трансформатордың есептік қуаты Ртр	1,48РH	1,23РH
Диодтағы кері кернеу Uo6p	3,14UH	1,57UH
Диод тогының орташа мәні Iд.ср	0,5IН	0,5IН
Диод тогының әрекеттегі мәні Iд	0,785IН	0,785IН
Диод тогының амплитудалық мәні Iд.m	1,57IН	1,57IН
Пульсацияның негізгі гармоникалық жиілігі	2fс	2fс
Шығыстық кернеудің пульсация коэффициенті Кп	0,67	0,67

---