- •Теорія електричних кіл. Частина іі тема №6. Теорія та розрахунок трифазних лінійних кіл
- •6.1. Поняття про трифазні системи ерс, струмів та напруг
- •6.2. Принцип роботи трифазних джерел електричної енергії
- •6.3. З’єднання обмоток генератора та фаз приймача зіркою
- •6.4. З’єднання обмоток генератора і фаз приймача трикутником
- •6.5. Потужності в трифазних колах
- •6.6. Розрахунок симетричних трифазних кіл
- •6.7. Розрахунок несиметричних трифазних кіл, з’єднаних зіркою, з нульовим та без нульового проводу
- •6.8. Розрахунок несиметричного трифазного кола, з’єднаного трикутником
- •Приклади розрахунку трифазних електричних кіл Задача № 1
- •Задача № 2
- •Задача № 3
- •Тема 7. Теорія та розрахунок лінійних кіл несинусоїдного струму Вступ
- •7.1. Несинусоїдні періодичні сигнали, розкладання їх в ряд Фур’є
- •7.2. Визначення коефіцієнтів ряду Фур’є
- •7.3. Діючі та середні значення несинусоїдних періодичних струмів, ерс і напруг
- •7.3.1. Діючі значення
- •7.3.2. Середні значення
- •7.4. Коефіцієнти, що характеризують форму несинусоїдних періодичних кривих
- •7.5. Потужності в колі несинусоїдного періодичного струму
- •7.6. Розрахунок кіл несинусоїдного періодичного струму
- •7.7. Вплив параметрів кола на форму кривої несинусоїдного струму
- •7.8. Поняття про резонансні фільтри
- •Приклади розрахунку електричних кіл несинусоїдного струму Задача № 1
- •Задача № 2
- •Тема 8. Розрахунок перехідних процесів класичним методом
- •8.1. Загальні відомості про перехідні процеси в електричних колах з зосередженими параметрами
- •8.2. Закони комутації
- •8.3. Початкові умови
- •8.4. Класичний метод розрахунку перехідних процесів. Сталі та вільні складові перехідних струмів та напруг
- •8.5. Перехідні процеси при короткому замиканні у колі з r та l
- •8.6. Перехідні процеси при включенні кола з послідовним з’єднанням r та l до джерела постійної напруги
- •8.7. Перехідні процеси при включенні кола r, l до джерела синусоїдної напруги
- •8.8. Перехідні процеси при короткому замиканні у колі з r та c
- •8.9. Перехідний процес при включенні кола з послідовним з’єднанням r та с до джерела постійної напруги
- •8.10. Перехідний процес при включенні кола з послідовним з‘єднанням r та c до джерела синусоїдальної напруги
- •8.11. Перехідні процеси при розряді конденсатора на активний опір та індуктивну котушку
- •8.11.1. Аперіодичний розряд конденсатора
- •8.11.2. Коливальний (періодичний) розряд конденсатора
- •8.11.3. Гранично-аперіодичний розряд конденсатора
- •8.12. Загальні відомості про операторний метод розрахунку перехідних процесів
- •8.13. Закон Ома в операторній формі
- •8.14. Закони Кірхгофа в операторній формі
- •8.14.1. Перший закон Кірхгофа в операторній формі
- •8.14.2. Другий закон Кірхгофа в операторній формі
- •8.15. Розрахунок перехідних процесів операторним методом
- •8.15.1. Визначення зображення шуканої функції часу
- •8.15.2. Перехід від зображення до оригіналу
- •Приклад:
- •Приклади розрахунку перехідних процесів Задача № 1
- •Задача № 2
- •Задача № 3
- •Задача № 4
- •Задача № 5
- •Задача № 6
- •Тема №9. Пасивні чотириполюсники Вступ
- •9.1. Основні рівняння пасивних лінійних чотириполюсників
- •9.2. Т і п – подібні схеми заміщення пасивного чотириполюсника
- •9.3. Дослідне визначення постійних чотириполюсника
- •Приклади розрахунку чотириполюсників Задача № 1
- •Задача № 2
- •Тема № 10. Нелінійні електричні кола постійного струму Вступ
- •10.1 Нелінійні елементи в колах постійного струму. Вольт-амперні характеристики нелінійних елементів
- •10.2 Статичні та динамічні опори не
- •10.3. Розрахунок нелінійних кіл з послідовним з`єднанням не
- •10.4. Розрахунок кола з паралельним з`єднанням не
- •10.5. Розрахунок кіл зі змішаним з`єднаннями не
- •10.6 Заміна не лінійним резистором та ерс
- •10.7. Розрахунок складних електричних кіл з одним не
- •Тема 11. Нелінійні кола змінного струму без феромагнітних елементів
- •11.1. Загальні властивості нелінійних кіл змінного струму
- •11.2. Апроксимація характеристик нелінійних елементів
- •11.3. Випрямлячі. Однофазний однонапівперіодний випрямляч
- •11.4. Двофазний однонапівперіодний випрямляч
- •11.5. Трифазний однонапівперіодний випрямляч
- •11.6. Однофазний двонапівперіодний випрямляч
- •6.1. Поняття про трифазні системи ерс, струмів та напруг………….1
- •6.2. Принцип роботи трифазних джерел електричної енергії………...1
- •Тема 7. Теорія та розрахунок лінійних кіл несинусоїдного струму….22
- •Тема 8. Розрахунок перехідних процесів класичним методом……….40
- •Тема 11. Нелінійні кола змінного струму без феромагнітних елементів………………………………………………………………………..98
11.3. Випрямлячі. Однофазний однонапівперіодний випрямляч
Випрямлячами називаються статичні пристрої, призначені для перетворення змінного струму в постійний.
Зобразимо принципову схему випрямляча (рис.11.4).
Основними елементами випрямляча є:
1–силовий трансформатор – призначений для узгодження вхідної і випрямленої напруги, а також для електричної ізоляції між вхідними і вихідними колами.
2 – вентильний блок – перетворює змінний струм в постійний.
3 – згладжувальний фільтр – для згладжування пульсації випрямленої напруги.
Для перетворення змінного струму в постійний використовуються діоди – безінерційні НЕ з несиметричною ВАХ (рис. 11.5). Вони називаються електричними вентилями. Вентиль має два електроди:- анод і катод.
Електричний вентиль – це прилад, який проводить електричний струм в одному напрямку від анода до катода.
Вентиль характеризується наступними параметрами:
- постійною прямою напругою,
- прямим струмом,
- постійною зворотною напругою,
- середнім зворотнім струмом.
Випрямлячі бувають:
- одно-, двох-, трьох-, шестифазні однонапівперіодні;
- одно-, трифазні двонапівперіодні чи мостові.
Розглянемо однофазну однонапівперіодну схему випрямляча (рис 11.6)
Аналіз процесів в схемі проведемо для випадку, коли ВАХ вентиля замінимо ламаною лінією (рис 11.6) при цьому Rзв → нескінченість. Опір вентиля в прямому напрямку буде дорівнювати
.
В раховуючи внутрішній активний опір вторинної обмотки трансформатора Rt2 ,схеми заміщення випрямляча мають вигляд (рис. 11.7).
Тут: Rt2 – активний опір вторинної обмотки;
Rд – опір вентиля в прямому напрямку;
Rн – опір приймача (навантаження).
Нехай напруга на затискачах вторинної обмотки трансформатора змінюється за синусоїдним законом: .
Упродовж додатного напівперіоду синусоїди, тобто коли 0, вентиль буде відкритий, у вторинному колі трансформатора проходить синусоїдний імпульс струму і2, форма якого повторює форму напруги u2 (рис. 11.8), цьому напівперіоду напруги відповідає схема рис.11.7,а.
Запишемо для неї рівняння за II-м законом Кірхгофа:
де: – миттєва напруга на активному опорі вторинної обмотки трансформатора;
– миттєва напруга на вентилі при його відкритому стані;
– миттєва випрямлена напруга на приймачеві.
Струм у вторинній обмотці буде дорівнювати
.
Рис.
11.8
Максимальне значення струму дорівнює:
де: R=RT2+Rд+ Rн – сумарний активний опір вторинної обмотки.
Напруга на приймачеві u0 буде повторювати форму струму:
,
При ωt= проходить зміна знака на затискачах вторинної обмотки. Упродовж від’ємного напівперіода синусоїди, тобто при , вентиль буде закритий, струм і2=0, так як . Цьому напівперіоду напруги відповідає схема рис.11.7,б. Запишемо для неї рівняння за II законом Кірхгофа: u2=uд.
Звідси слідує, що струм іо і напруга uo будуть пульсуючими.
Їх можна представити у вигляді тригонометричного ряду:
де: Umo –максимальне значення випрямленої напруги.
Постійна складова випрямленої напруги дорівнює
,
але
тоді
звідси .
За даною формулою можна визначити необхідну діючу напругу U2 на вторинній обмотці, для отримання заданої постійної напруги Uo на приймачеві.
Максимальне значення струму через вентиль дорівнює:
але
тоді
де Io – стала складова струму приймача.
Діюче значення струму у вторинній обмотці:
, sin
Повна потужність в колі вторинної обмотки дорівнює
,
але
,
тоді
.
Активна потужність в колі вторинної обмотки
.
Коефіцієнт потужності кола дорівнює
cos
, так як має місце потужність спотворення, обумовлена відмінністю форм кривих струму і2 і напруги u2 :
.
Визначимо коефіцієнт ефективності перетворення змінного струму в постійний:
.
Максимальна напруга на вентилі в інтервалі, коли вентиль закритий, називається зворотною напругою:
.
Коефіцієнтом пульсації називаються відношення амплітуди першої гармоніки випрямленої напруги до її сталої складової.
k так як .
Якщо нехтувати активним опором вторинної обмотки трансформатора () і вважати вентиль ідеальним (), то і отримані вище співвідношення приймуть вигляд:
.
.
Рис. 11.9
.
ВАХ ідеального вентиля (діоду)приведена на рис. 11.9.