Файл: Electron_SE.pdf

251

9. ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀËÜͲ ÏÐÈÑÒÐί. ÂÈÏÐßÌËßײ

Àíàë³çóþ÷è ñõåìè îáîõ âèùåðîçãëÿíóòèõ âèïðÿìëÿ÷³â, ìîæíà çà-

çíà÷èòè äåÿê³ ïåðåâàãè ìîñòîâîãî âèïðÿìëÿ÷à, ïîð³âíÿíî ç âèïðÿìëÿ÷åì

ç íóëüîâèì âèâîäîì. Çîêðåìà òå, ùî çà îäíàêîâèõ U

d

 çâîðîòíà ìàêñè-

ìàëüíà íàïðóãà íà ä³îä³ ó äâà ðàçè íèæ÷à, êðàùå âèêîðèñòîâóºòüñÿ òðàíñ-

ôîðìàòîð, ïðîñò³øà éîãî êîíñòðóêö³ÿ.

Íåäîë³êîì ìîñòîâî¿ ñõåìè º ïîäâ³éíà ê³ëüê³ñòü âèïðÿìíèõ ä³îä³â,

ùî, ÿê ïðàâèëî, íåñóòòºâî çàâäÿêè íåçíà÷íèì ãàáàðèòàì ä³îä³â òà ¿õí³é

â³äíîñíî íèçüê³é âàðòîñò³.

Ò³ëüêè ïðè âèïðÿìëåíí³ ìàëèõ íàïðóã (äî 10 Â) âàæëèâèì º òå, ùî ó

ìîñòîâ³é ñõåì³ ñòðóì çàâæäè ïðîò³êຠ÷åðåç äâà ä³îäè, à ó ñõåì³ ç íó-

ëüîâèì  âèâîäîì  ÷åðåç  îäèí.

Òîìó òóò ïàä³ííÿ íà êëþ÷àõ (äî

îäíîãî âîëüòà íà îäíîìó ä³îä³)

ó äâà ðàçè ìåíøå: ìàºìî á³ëü-

øèé ê.ê.ä.

×àñòî,  íàïðèêëàä,  äëÿ  æèâ-

ëåííÿ îïåðàö³éíèõ ï³äñèëþâà÷³â,

íåîáõ³äíî ìàòè äâà äæåðåëà íà-

ïðóãè ð³âíî¿ çà çíà÷åííÿì, àëå ç

ïðîòèëåæíîþ  ïîëÿðí³ñòþ.  Ó

öüîìó âèïàäêó äîö³ëüíî âèêîðè-

ñòîâóâàòè âèïðÿìíó ñõåìó, çîá-

ðàæåíó  íà  ðèñ.  9.8  –  äâîïî-

ëÿðíèé âèïðÿìëÿ÷. Â³í ñòàíî-

âèòü ñîáîþ  äâà  îäíîôàçí³  âè-

ïðÿìëÿ÷³  ç  íóëüîâèì âèâîäîì,

âèõ³äí³ íàïðóãè ÿêèõ óâ³ìêíåíî

ïîñë³äîâíî (VD1, VD3  – ä³îäè

îäíîãî âèïðÿìëÿ÷à, à VD2, VD4

– äðóãîãî).

ßêùî  ó  ñõåì³  ìîñòîâîãî  âè-

ïðÿìëÿ÷à (äèâ. ðèñ. 9.6) çàì³íè-

òè ä³îäè VD3 ³ VD4 íà êîíäåíñà-

òîðè, ÿê öå ïîêàçàíî íà ðèñ. 9.9,

îòðèìàºìî ïîäâîþâà÷ íàïðóãè

(ñõåìà Ëàòóðà).

+

+

-

-

VD3

VD1

VD4

VD2

U 

//

d

U 

/

d

TV

Ðèñ. 9.8 – Äâîïîëÿðíèé âèïðÿìëÿ÷

-

(+)

+

+

-

(-)

VD1

VD2

U

2

U

1

I

Ñ1 

U

d 

TV

Ñ1

Ñ2

I

Ñ2 

+

+

-

-

Ðèñ. 9.9 – Ïîäâîþâà÷ íàïðóãè

252

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

i

d

i

à

U

d

À

Â

Ñ

TV

R

í

+

⎯

VD1

VD2

VD3

u

à

u

À

Ðèñ. 9.10 – Òðèôàçíà ñõåìà

ç íóëüîâèì âèâîäîì (ñõåìà Ì³òêåâè÷à)

Ç ðèñóíêó âèäíî, ùî ïðè ð³çíèõ ïîëÿðíîñòÿõ íàïðóãè íà âòîðèíí³é

îáìîòö³ òðàíñôîðìàòîðà ìàºìî äâà øëÿõè ïðîò³êàííÿ ñòðóì³â: îäèí ³ç

íèõ (²

Ñ1

) çàðÿäæຠêîíäåíñàòîð Ñ

1

, à äðóãèé  (²

Ñ2

) – êîíäåíñàòîð Ñ

2

.

Îñê³ëüêè âèõ³äíà íàïðóãà U

d

 çí³ìàºòüñÿ ç ïîñë³äîâíî óâ³ìêíåíèõ êîí-

äåíñàòîð³â, òî ìàºìî (äëÿ ðåæèìó õîëîñòîãî õîäó):

U

d

 = U

Ñ1

 + U

Ñ2

 = 2U

2m

 = 2 2 U

2

.

(9.15)

Çàçíà÷èìî, ùî ñõåìè, äå ïîëîâèíó åëåìåíò³â ñêëàäàþòü âåíòèë³, à

ïîëîâèíó ³íø³ åëåìåíòè, íàçèâàþòü ï³âìîñòîâèìè ñõåìàìè.

9.5. Òðèôàçí³ âèïðÿìëÿ÷³

Äëÿ æèâëåííÿ íàâàíòàæåíü ñåðåäíüî¿ ³ âåëèêî¿ ïîòóæíîñò³ âèêîðèñòî-

âóþòü òðèôàçí³ âèïðÿìí³ ñõåìè, ùî ìàþòü ïîð³âíÿíî ç îäíîôàçíè-

ìè ðÿä ïåðåâàã:

l

êðàùå âèêîðèñòîâóþòüñÿ âåíòèë³ çà ñòðóìîì;

l

ñóòòºâî íèæ÷èé êîåô³ö³ºíò ïóëüñàö³é;

l

åôåêòèâíå âèêîðèñòàííÿ ãàáàðèòíî¿ ïîòóæíîñò³ òðàíñôîðìàòîðà;

l

á³ëüø åôåêòèâíå âèêîðèñòàííÿ çãëàæóþ÷èõ ô³ëüòð³â.

Äî ìåðåæ³ òðèôàçí³ âèïðÿìëÿ÷³ ï³äìèêàþòüñÿ ÷åðåç òðèôàçí³ òðàíñ-

ôîðìàòîðè, îáìîòêè ÿêèõ âìèêàþòüñÿ ç³ðêîþ àáî òðèêóòíèêîì.

Íàéðîçïîâñþäæåí³øèìè º òàê³ äâà òèïè ñõåì òðèôàçíèõ âèïðÿìëÿ÷³â:

l

  îäíîï³âïåð³îäíà ç íóëüîâèì

âèâîäîì (ñõåìà Ì³òêåâè÷à);

l

 äâîï³âïåð³îäíà ìîñòîâà (ñõå-

ìà Ëàð³îíîâà).

9.5.1. Ñõåìà Ì³òêåâè÷à

Îäíîï³âïåð³îäíà  òðèôàçíà

ñõåìà  ç  íóëüîâèì  âèâîäîì

(ñõåì̳ࠠòêåâè÷à)  çîáðàæåíà

íà ðèñ. 9.10.

Öÿ ñõåìà ñêëàäàºòüñÿ ³ç òðèôàç-

íîãî òðàíñôîðìàòîðà TV, âèïðÿìíèõ

ä³îä³â VD1-VD3 òà íàâàíòàæåííÿ

253

9. ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀËÜͲ ÏÐÈÑÒÐί. ÂÈÏÐßÌËßײ

R

í

,

ùî âìèêàºòüñÿ ì³æ ñï³ëüíèì âèâîäîì âòîðèííèõ îáìîòîê òðàíñ-

ôîðìàòîðà (íóëüîâèì âèâîäîì) òà ñï³ëüíîþ òî÷êîþ ç’ºäíàííÿ âèïðÿì-

íèõ ä³îä³â. Ôàêòè÷íî öÿ ñõåìà ÿâëÿº ñîáîþ òðè îäíîôàçí³ îäíîï³â-

ïåð³îäí³ âèïðÿìëÿ÷³, óâ³ìêíåí³ ïàðàëåëüíî. Òîìó ïåðâèíí³ îáìîòêè

òðàíñôîðìàòîðà ìîæóòü ç’ºäíóâàòèñÿ ÿê ç³ðêîþ, òàê ³ òðèêóòíèêîì (çà-

áåçïå÷óþ÷è, íàïðèêëàä, ï³äìèêàííÿ äî ìåðåæ³ ç ôàçíîþ íàïðóãîþ 220

÷è 127 âîëüò), à âòîðèíí³ – ëèøå ç³ðêîþ.

Âèïðÿìí³ ä³îäè ïðàöþþòü ïî ÷åðç³. Çà ïåð³îä íàïðóãè æèâëåííÿ êî-

æåí ä³îä çíàõîäèòüñÿ ó ïðîâ³äíîìó ñòàí³ òðåòèíó ïåð³îäó, ïðè÷îìó ïðî-

âîäèòü òîé ä³îä, äî àíîäó ÿêîãî ó äàíèé ìîìåíò ïðèêëàäåíà íàéá³ëüø

ïîçèòèâíà ôàçíà íàïðóãà.

Ðîáîòó ñõåìè Ì³òêåâè÷à ³ëþñòðóþòü ÷àñîâ³ ä³àãðàìè, íàâåäåí³ íà

ðèñ. 9.11.

m

U 

!

−

u

d

u

2

3

π

π

/3

- 

π

/3

2

π

/3

T = 2

π

2

π

u

ac

u

ab

(u

â1

)

i

ñ

i

â

i

à

0

π

u

ñ

è

à

u

â

ϑ

ϑ

ϑ

ϑ

ϑ

ϑ

ϑ

1

ϑ

2

ϑ

3

   u

VD1

Ðèñ. 9.11 – ×àñîâ³ ä³àãðàìè ðîáîòè ñõåìè Ì³òêåâè÷à

254

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

ßê âèïëèâຠ³ç ä³àãðàì, íàïðèêëàä, íà ³íòåðâàë³ 

J

1

-

J

2

 íàéá³ëüø ïîçè-

òèâíà íàïðóãà º íà âòîðèíí³é îáìîòö³ ôàçè òðàíñôîðìàòîðà a, òîìó ó

ïðîâ³äíîìó ñòàí³ òóò çíàõîäèòüñÿ ä³îä VD1. Çàòå íà ³íòåðâàë³ 

J

2

-

J

3

 â³í

çàêðèòèé ë³í³éíîþ íàïðóãîþ è

àb 

àáî è

àñ

 (äàíèé ³íòåðâàë â³äïîâ³äຠçà-

øòðèõîâàí³é ñê³ñíèìè ë³í³ÿìè ä³ëÿíö³ ä³àãðàìè è

2

): àíîä ìຠïîòåíö³àë

ôàçè è

à

, à êàòî䠖 ïîòåíö³àë ôàçè, ùî çíàõîäèòüñÿ ó ïðîâ³äíîìó ñòàí³ –

è

b 

àáî è

ñ

.

Âèâåäåìî îñíîâí³ ðîçðàõóíêîâ³ ñï³ââ³äíîøåííÿ äëÿ ñõåìè Ì³òêåâè-

÷à, äëÿ ÷îãî ðîçãëÿíåìî ä³àãðàìó íàïðóãè íà íàâàíòàæåíí³ è

d

 íà ³íòåð-

âàë³ 

(

)

( )

.

3

/

0

3

/

π

÷

÷

π

−

,

17

,

1

3

2

2

3

cos

2

3

/

2

1

2

2

3

/

3

/

2

ô

ô

d

U

U

d

U

U

=

π

=

ϑ

ϑ

π

=

∫

π

+

π

−

(9.16)

äå U

2ô

 – ôàçíà íàïðóãà âòîðèííî¿ îáìîòêè òðàíñôîðìàòîðà.

Òîä³                                  

.

85

,

0

2

d

ô

U

U =

(9.17)

Ìàêñèìàëüíà íàïðóãà íà ä³îä³:

.

45

,

2

3

2

2

2

ô

ô

âò

U

U

U

=

=

(9.18)

Ñåðåäíº çíà÷åííÿ ñòðóìó ÷åðåç ä³îä:

3

d

a

I

I =

.

(9.19)

Êîåô³ö³ºíò òðàíñôîðìàö³¿ òðàíñôîðìàòîðà:

,

85

,

0

1

2

1

d

ô

ô

ô

U

U

U

U

n

=

=

(9.20)

äå U

1ô

 – ôàçíà íàïðóãà ïåðâèííî¿ îáìîòêè òðàíñôîðìàòîðà.

Êîåô³ö³ºíò ïóëüñàö³¿ âèïðÿìëåíî¿ íàïðóãè (ïðè m

=

3):

.

25

,

0

1

2

2

=

−

=

m

K

n

(9.21)

×àñòîòà ïóëüñàö³¿ âèïðÿìëåíî¿ íàïðóãè ó òðè ðàçè ïåðåâèùóº ÷àñòî-

òó ìåðåæ³.

Íåäîë³êîì ö³º¿ ñõåìè º íàÿâí³ñòü ïîñò³éíîãî ï³äìàãí³÷óâàííÿ ìàãí³òî-

ïðîâîäó òðàíñôîðìàòîðà, çóìîâëåíîãî òèì, ùî, ÿê ³ ó áóäü-ÿêî¿ îäíî-

òàêòíî¿ ñõåìè, âòîðèííîþ îáìîòêîþ òðàíñôîðìàòîðà ñòðóì çà ïåð³îä

255

9. ÏÅÐÅÒÂÎÐÞÂÀËÜͲ ÏÐÈÑÒÐί. ÂÈÏÐßÌËßײ

ïðîõîäèòü ëèøå îäèí ðàç ³ ó îäíîìó íàïðÿìêó, òîáòî öåé ñòðóì ìàº

ïîñò³éíó ñêëàäîâó. Öå âèìàãຠâèêîðèñòàííÿ òðàíñôîðìàòîðà ³ç ï³äâèùå-

íèì ïåðåð³çîì ìàãí³òîïðîâîäó (ï³äâèùåíî¿ âñòàíîâëåíî¿ ïîòóæíîñò³):

S

Ò

 = 1,48Ð

d 

.

(9.22)

9.5.2. Ñõåìà Ëàð³îíîâà

Òðèôàçíà  ìîñòîâà  (äâî-

òàêòíà)  ñõåìà  (ñõåìà  Ëàð³î-

íîâà) çîáðàæåíà íà ðèñ. 9.12.

Ó ö³é ñõåì³ ³ ïåðâèííà, ³ âòîðèí-

íà  îáìîòêè  òðàíñôîðìàòîðà

ìîæóòü  âìèêàòèñÿ ÿê ç³ðêîþ,

òàê ³ òðèêóòíèêîì. Ìîæëèâ³ñòü

âìèêàííÿ âòîðèííî¿ îáìîòêè

äâîìà  ñïîñîáàìè  çàáåçïå÷óº

ìîæëèâ³ñòü  îòðèìàííÿ  äâîõ

ð³çíèõ âèõ³äíèõ íàïðóã âèïðÿì-

ëÿ÷à, çíà÷åííÿ ÿêèõ â³äð³çíÿ-

þòüñÿ ó  3  ðàç.

Íàäàë³  áóäåìî  ðîçãëÿäàòè

ñõåìó ïðè âìèêàíí³ âòîðèííèõ

îáìîòîê ó ç³ðêó.

Òóò ø³ñòü âèïðÿìíèõ ä³îä³â,

óâ³ìêíåíèõ ó òðèôàçíó ìîñòî-

âó ñõåìó, óòâîðþþòü äâ³ ãðó-

ïè:  àíîäí󠠖 VD1,VD2,  VD3

òà êàòîäí󠖠VD4, VD5, VD6.

Íàâàíòàæåííÿ âìèêàºòüñÿ ì³æ ñï³ëüíèìè òî÷êàìè àíîäíî¿ ³ êàòîä-

íî¿ ãðóï ä³îä³â. Ìîæíà âèä³ëèòè òðè îäíîôàçíèõ ìîñòè, ï³ä³ìêíåíèõ äî

ë³í³éíèõ (ó äàíîìó ðàç³) âòîðèííèõ íàïðóã ³ ïàðàëåëüíî äî íàâàíòàæåí-

íÿ. Îäèí ³ç òàêèõ ìîñò³â íà ñõåì³ îáâåäåíî øòðèõ-ïóíêòèðíîþ ë³í³ºþ.

Ó ïðîâ³äíîìó ñòàí³ çàâæäè çíàõîäÿòüñÿ äâà ä³îäè: îäèí ³ç àíîäíî¿

ãðóïè ³ îäèí ç êàòîäíî¿. Ïðè÷îìó ñòðóì ó ñõåì³ ïðîò³êຠâ³ä ôàçè ç

íàéá³ëüø ïîçèòèâíîþ íà äàíèé ìîìåíò íàïðóãîþ äî ôàçè ³ç íàéá³ëüø

íåãàòèâíîþ íàïðóãîþ, ÿê, íàïðèêëàä,  ñòðóì ³

àâ

  ó  ìîìåíò  ÷àñó, ùî

⎯

+

À

Â

Ñ

TV

VD2

VD1

VD4

VD5

VD3

R

í

VD6

i

à

u

à

U

d

i

àâ

i

àâ

À

íî

äí

à  

ãð

óï

à

Êà

òî

äí

à  

ãð

óï

à

Ðèñ. 9.12 – Òðèôàçíà ìîñòîâà ñõåìà

(ñõåìà Ëàð³îíîâà)