Klassificering af halvlederensrettere

En enhed designet til at omdanne energien fra en vekselstrømkilde til jævnstrøm kaldes en ensretter. Ensretteren kan repræsenteres i form af et blokdiagram vist i fig. 1.

Lad os karakterisere hovedelementerne i ordningen:

a) en krafttransformator tjener til at matche ensretterens indgangs- og udgangsspænding og den elektriske adskillelse af de individuelle ensretterkredsløb (dvs. den adskiller forsyningsnettet og belastningsnetværket);

b) en ventilblok giver en ensrettet strøm af strøm i belastningskredsløbet, som et resultat af hvilken vekselspændingen omdannes til en pulserende spænding;

v) udjævningsfilter designet til at reducere spændingsbølger i belastningen til den krævede værdi;

G) Spændingsregulator, bruges til at stabilisere gennemsnitsværdien af ​​den ensrettede spænding, når forsyningsspændingen svinger, eller når belastningsstrømmen ændres.

Ris. 1 — Blokdiagram af ensretteren

Forholdet mellem parametrene i ensretteren afhænger i høj grad af ensretterkredsløbet.Under ensretterkredsløb forstå forbindelsesdiagrammet for transformatorviklingerne og proceduren for tilslutning af ventilerne til transformatorens sekundære viklinger.

Ensretterkredsløb (ensrettere) er klassificeret i henhold til følgende hovedkarakteristika:

1. Ved antallet af faser af vekselstrømforsyningen skelner den mellem enfasede ensrettere og trefasede ensrettere.

2. Ved metoden til at forbinde ventiler til transformatorens sekundære vikling — nulkredsløb ved hjælp af nulpunktet (midter) af sekundærviklingen af ​​transformator- og brokredsløb, hvor nulpunktet er isoleret, eller transformatorens sekundære viklinger er delta tilsluttet.

Enfaset broensretterkredsløb

Timing diagrammer af spændinger og strømme af en bro ensretter

Med en positiv polaritet af spændingen på transformatorens sekundære vikling (polaritet er angivet uden parentes) i intervallet 0 — υ1 (0 — π), føres strømmen af ​​dioder D1 og D2. Spændingsfaldet over dioderne i ledningsintervallet er tæt på nul (ideelle ventiler), derfor påføres en positiv halvbølge af spændingen på transformatorens sekundære vikling på belastningen, hvilket skaber en spænding ud = u2 på den. I intervallet υ1 — υ2 (π — 2π) vil polariteten af ​​spændingerne u1 og u2 blive vendt, hvilket vil føre til oplåsning af dioderne D3 og D4. I dette tilfælde vil spændingen u2 være forbundet med belastningen med samme polaritet som i det foregående interval. Derfor har udgangsspændingen ud med en ren resistiv belastning af broensretteren form af unipolære spændingshalvbølger (ud = u2).

3.Strømforbruget for belastnings-ensrettere er opdelt i lav effekt (enheder af kW), medium effekt (ti titalls kW) og høj effekt (Ppot> 100 kW).

4. Uanset ensretterens effekt er alle kredsløb opdelt i enkelt- eller halvcyklus og to-cyklus (fuldbølge).

Enkeltcyklus - disse er kredsløb, hvor strømmen passerer gennem transformatorens sekundære viklinger en gang pr. periode (en halv periode eller en del af den). Alle nul-kredsløb er enkeltstående.

Et enfaset fuldbølge ensretterkredsløb med transformerens nulpunktsudgang

Tidsdiagrammer for en enfaset nul-output ensretter med en aktiv belastning

Fuldbølge ensretning i kredsløbet opnås ved at lave en transformer med to sekundære viklinger. Vindingerne er serieforbundne og har et fælles nulpunkt (midtpunkt). De frie ender af transformatorens sekundære viklinger er forbundet med anoderne på ventilerne D1 og D2, og katoderne på ventilerne, der er forbundet med hinanden, danner ensretterens positive pol. Ensretterens negative pol er det fælles (neutrale) forbindelsespunkt for sekundærviklingerne. Transformatoren tjener således i dette kredsløb både til at matche størrelsen af ​​forsyningsspændingen og spændingen i belastningen og til at skabe et midterpunkt (nul). Det er indlysende, at spændingerne ved terminalerne af sekundærviklingerne af transformatoren u1 og u2 (eller EMF e1 og e2) er de samme i størrelse og er forskudt i forhold til nulpunktet med 180 °, dvs. er i modfase.

På ethvert tidspunkt leder denne diode en strøm, hvis anodepotentiale er positivt.Derfor er dioden D1 åben i intervallet 0 - π, og fasespændingen af ​​sekundærviklingen af ​​transformeren ud = u2-1 påføres belastningsmodstanden Rn (Rd). Diode D2 i området 0 — π er lukket, fordi der påføres en negativ spænding. I slutningen af ​​intervallet er spændingerne og strømmene i kredsløbet nul.

I det næste driftsinterval af π — 2π-kredsløbet vender spændingerne i de primære og sekundære viklinger deres polaritet, således at diode D2 vil være åben, og diode D1 vil være lukket. Desuden er processerne i korrektionskæden iterative. Den ensrettede spændingskurve ud består af unipolære halvbølger af fasespændingen af ​​transformatorens sekundærvikling. Formen af ​​belastningsstrømmen med en ren resistiv belastning følger formen af ​​spændingen. Dioderne D1 og D2 leder strøm i serie i en halv periode.

5. Efter forudgående aftale:

a) ensrettere med lav effekt, som regel enfasede, brugt i styresystemer, til at forsyne individuelle blokke af elektronisk udstyr, i måleudstyr osv.

b) mellem- og højeffektensrettere tjener som strømkilder til industrielle installationer.

6. Udretningsordninger er opdelt i enkle og komplekse. Simple kredsløb omfatter enkeltfasede og trefasede, neutrale og brokredsløb. I komplekse (eller komplekse kredsløb) er flere simple kredsløb forbundet i serie eller parallelt.

7. I henhold til lastens type (art). Enkeltfasede ensretterkredsløb er karakteriseret ved betydelig pulsering af den ensrettede spænding. For at reducere spændingsrippelen på belastningen anvendes udjævningsfiltre baseret på de reaktive elementer i droslerne (L) og kondensatorer (C). Arten af ​​udjævningsfilterets indgangskredsløb sammen med belastningen bestemmer typen af ​​belastning på ensretteren. Der skelnes mellem ensretterdrift for aktiv belastning (R — NG), aktiv-induktiv belastning (RL — NG), aktiv belastning og kapacitivt filter (RC — NG).

Fælles for alle ensrettere er deres anvendelse hovedsageligt med RL — NG. Dette skyldes, at ensrettere med lav effekt oftest arbejder med et LC-filter, og højeffekt-ensrettere med et L-filter.

7. Ved kontrol skelnes mellem ukontrollerede og kontrollerede ensrettere.

Ph.D. Kolyada L.I.