De vanligste AC til DC-rettingsordningene

En likeretter er en elektronisk enhet designet for å konvertere elektrisk energi fra vekselstrøm til likestrøm. Likerettere er basert på halvlederenheter med ensidig ledning - dioder og tyristorer.

Ved lav belastningseffekt (opptil flere hundre watt) utføres konverteringen av vekselstrøm til likestrøm ved hjelp av enfase likerettere. Slike likerettere er designet for å drive forskjellige elektroniske enheter med likestrøm, eksitasjonsviklinger av likestrømsmotorer med liten og middels effekt, etc.

For en enklere forståelse av driften av likeretterkretser, vil vi gå ut fra beregningen om at likeretteren fungerer på en resistiv belastning.

Enfaset, halvbølge (enkeltsyklus) likeretterkrets

Figur 1 viser den enkleste likeretterkretsen. Kretsen inneholder en likeretter koblet mellom sekundærviklingen til transformatoren og lasten.

Figur 1 - Enfaset halvbølge likeretter: a) krets - diode åpen, b) krets - diode lukket, c) tidsdiagrammer for drift

Spenningen u2 endres på en sinusformet måte, dvs.inneholder positive og negative halvbølger (halvperioder). Strømmen i lastkretsen passerer bare i positive halvsykluser når et positivt potensial påføres anoden til dioden VD (fig. 1, a). Med omvendt polaritet til spenningen u2 er dioden lukket, strømmen i lasten flyter ikke, men omvendt spenning Urev påføres dioden (fig. 1, b).

Che. bare en halvbølge av sekundærviklingsspenningen frigjøres over lasten. Strømmen i lasten flyter bare i én retning og er likestrøm, selv om den har en pulserende karakter (fig. 1, c). Denne formen for spenning (strøm) kalles en DC-puls.

Likrettede spenninger og strømmer inneholder en DC-komponent (nyttig) og en AC-komponent (krusninger). Kvalitetssiden av likeretteroperasjonen blir evaluert av forholdet mellom den nyttige komponenten og spennings- og strømeksitasjonen. Ringefaktoren til denne kretsen er 1,57. Gjennomsnittsverdien av den korrigerte spenningen for perioden Un = 0,45U2. Den maksimale verdien av reversspenningen til dioden Urev.max = 3,14Un.

Fordelen med denne kretsen er dens enkelhet, ulempene: dårlig bruk av transformatoren, stor reversspenning av dioden, høyt krusningsforhold til den likerettede spenningen.

Enfaset bro likeretterkrets

Den består av fire dioder koblet i en brokrets. Sekundærviklingen til transformatoren er koblet til en diagonal av broen, og lasten til den andre (fig. 2). Fellespunktet til katodene til diodene VD2, VD4 er den positive polen til likeretteren, fellespunktet til anodene til diodene VD1, VD3 er den negative polen.

Figur 2-Enfaset bro likeretter: a) positiv halvbølge likeretterkrets, b) negativ halvbølge likeretter, c) tidsdiagrammer for drift

Polariteten til spenningen i sekundærviklingen endres med frekvensen til forsyningsnettverket. Diodene i denne kretsen opererer i par i serie. I den positive halvsyklusen til spenningen u2 leder diodene VD2, VD3 strøm, og omvendt spenning påføres diodene VD1, VD4 og de lukkes. Under den negative halvsyklusen til spenningen u2 flyter strømmen gjennom diodene VD1, VD4, og diodene VD2, VD3 er lukket Laststrømmen går hele tiden i én retning.

Kretsen er fullbølge (push-pull), siden begge halvperioder av nettspenningen Un = 0,9U2, er krusningskoeffisienten - 0,67 fordelt over belastningen.

Bruken av en diodesvitsjingsbrokrets gjør at en enfaset transformator kan brukes til å rette opp to halvsykluser. I tillegg er reversspenningen påført dioden 2 ganger mindre.

Middels og høy strømforbrukere forsynes med likestrøm fra trefase likerettere, hvis bruk reduserer strømbelastningen på diodene og reduserer krusningsfaktoren.

Trefaset bro likeretterkrets

Kretsen består av seks dioder, som er delt inn i to grupper (fig. 2.61, a): katode — dioder VD1, VD3, VD5 og anode VD2, VD4, VD6. Lasten kobles mellom koblingspunktene til katodene og anodene til diodene, dvs. til diagonalen til den stående broen. Kretsen er koblet til et trefaset nettverk.

Figur 3 — Trefaset bro likeretter: a) krets, b) tidsdiagrammer for drift

Til enhver tid flyter belastningsstrømmen gjennom to dioder.I katodegruppen opererer dioden med høyest anodepotensial i hver tredje del av perioden (fig. 3, b). I anodegruppen, i denne delen av perioden, fungerer dioden hvis katode har det største negative potensialet. Hver av diodene fungerer i en tredjedel av perioden. Ringefaktoren til denne kretsen er bare 0,057.

Kontrollerte likerettere - likerettere som sammen med korrigering av vekselspenning (strøm), gir regulering av verdien av den korrigerte spenningen (strømmen).

Kontrollerte likerettere brukes til å kontrollere hastigheten til DC-motorer, lysstyrken på gløden til glødelamper, når du lader batterier, etc.

Styrte likeretterkretser er bygget på tyristorer og er basert på å kontrollere tyristorenes åpningsmoment.

Figur 4a viser et diagram av en enfase kontrollert likeretter. For muligheten for å korrigere to halvbølger av nettspenningen, brukes en transformator med en tofaset sekundærvikling, der det dannes to spenninger med motsatte faser. En tyristor er slått på i hver fase. Den positive halvsyklusen til spenningen U2 retter opp tyristoren VS1, den negative - VS2.

CS-kontrollkretsen genererer pulser for å åpne tyristorene. Tidspunktet for åpningspulsen bestemmer hvor mye av halvbølgen som frigjøres i lasten. Tyristoren åpner når det er en positiv spenning på anoden og en åpningspuls på kontrollelektroden.

Hvis pulsen kommer til tiden t0 (fig. 4, b), er tyristoren åpen i hele halvsyklusen og maksimal spenning ved belastningen, hvis til tidene t1, t2, t3, så er bare en del av nettverksspenningen slippes ut i lasten.

Figur 4 — Enfase likeretter: a) krets, b) tidsdiagrammer for drift

Forsinkelsesvinkelen, målt fra øyeblikket av naturlig tenning av tyristoren, uttrykt i grader, kalles kontroll- eller justeringsvinkel og er betegnet med bokstaven α. Ved å endre vinkelen α (faseforskyvning av kontrollpulsene i forhold til spenningen til anodene til tyristorene), endrer vi tiden for den åpne tilstanden til tyristorene og følgelig den korrigerte spenningen i lasten.