выпрямитель

ВЫПРЯМИТЕЛЬ - устройство для преобразования перем. тока (напряжения) в постоянный. Осн. элементом В. является нелинейный элемент (вентиль). В качестве нелинейного элемента используют управляемые вентили (тиристоры)или неуправляемые (диоды). В зависимости от характера нагрузки определяют выходные параметры В.: значение выпрямленного напряжения или тока ; амплитуду и частоту 1-й гармоники выходного тока ; коэф. пульсаций ; выходное сопротивление; нагрузочную характеристику . В. классифицируют по след. признакам: числу фаз первичной и вторичной обмоток трансформатора; схеме соединения вентилей и форме выпрямленного напряжения (тока).

Рис. 1. Простейший выпрямитель: а - схема; б - временная диаграмма выходного тока.

Рис. 2. Двухполупериодный выпрямитель а - схема; б - временнйя диаграмма выходного тока.

Простейшей схемой В. является однополупериодная схема с резистивной нагрузкой R (рис. 1, а). Вентиль D обладает конечным, но очень малым сопротивлением в одном направлении и очень большим - в другом . При воздействии синусоидальной эдс ток в выходной цепи имеет вид синусоидальных импульсов с амплитудой (рис. 1, б), содержащих пост. составляющую , 1-ю гармонику, соответствующую частоте выпрямляемого напряжения, , кратные ей гармоники с частотами . Характер нагрузки выбирается из расчёта макс. подавления всех переменных составляющих. В простейшем случае это может быть сделано с помощью ёмкости С, включённой параллельно R. Если постоянная времени велика по сравнению с периодом T=, то амплитуда пульсаций выходного напряжения мала и можно считать . Недостатками однополупериодных В. являются низкий уровень выпрямленного напряжения, значит. коэф. пульсаций при реальных значениях параметров, большое обратное напряжение на вентиле , поэтому они используются только в маломощных устройствах . Для улучшения показателей В. применяют схему со ср. точкой (рис. 2, а). Диаграмма тока в выходной цепи изображена на рис. 2, б. Постоянная составляющая выходного тока , частота основной гармоники равна . Схема со ср. точкой используется в двухполупериодных В., у к-рых коэф. пульсаций и выходное сопротивление снижаются примерно в 2 раза. Ещё лучшими показателями обладают схемы выпрямления многофазного тока, т. к. при этом уменьшается величина пульсаций и возрастает их частота, а следовательно, облегчается задача выбора ёмкости. При числе фаз та значения постоянной составляющей выпрямленного тока, обратного напряжения на вентиле и коэфф. пульсаций равны:

где m=2,3 ... . Широко распространены также мостовые схемы, удобные для двухполупериодных В. (рис. 3). Для увеличения выходного напряжения используют схемы с умножением выпрямленного напряжения при помощи конденсаторов, к-рые способны накапливать и в течение нек-рого времени сохранять электрич. заряд. Для уменьшения величины пульсаций применяют сглаживающие фильтры (см. Фильтры электрические).

Рис. 3. Мостовая схема выпрямителя.

Как правило, они состоят только из реактивных элементов, чтобы не уменьшать значения постоянной составляющей выпрямленного тока. Отношение коэф. пульсаций на выходе фильтра к коэф. пульсаций на его входе наз. коэффициентом сглаживания:

Лит : Полупроводниковые выпрямители, 2 изд., M., 1978; Руденко В. С., Сенько В. И., Чиженко Ц. M., Основы преобразовательной техники, 2 изд., M., 1980.

P. С. Абрамова.

   <<      Предметный указатель      >>