Пучков Л.В. Прикладная электротехника - файл n14.htm

Пучков Л.В. Прикладная электротехника
скачать (118.7 kb.)
Доступные файлы (22):
n1.htm8kb.02.07.2007 11:02скачать
n2.htm21kb.02.07.2007 11:02скачать
n3.htm8kb.02.07.2007 11:02скачать
n4.htm24kb.02.07.2007 11:02скачать
n5.htm22kb.02.07.2007 11:02скачать
n6.htm50kb.02.07.2007 11:02скачать
n7.htm7kb.02.07.2007 11:02скачать
n8.htm11kb.02.07.2007 11:02скачать
n9.htm6kb.02.07.2007 11:02скачать
n10.htm18kb.02.07.2007 11:02скачать
n11.htm29kb.02.07.2007 11:02скачать
n12.htm41kb.02.07.2007 11:02скачать
n13.htm5kb.02.07.2007 11:02скачать
n14.htm9kb.02.07.2007 11:02скачать
n15.htm24kb.02.07.2007 11:02скачать
n16.htm10kb.02.07.2007 11:02скачать
n17.htm4kb.02.07.2007 11:02скачать
n18.htm10kb.02.07.2007 11:02скачать
n19.htm10kb.02.07.2007 11:02скачать
n20.htm29kb.02.07.2007 11:02скачать
n21.htm8kb.02.07.2007 11:02скачать
n22.htm19kb.02.07.2007 11:02скачать

n14.htm

 Раздел 20. Выпрямление переменного тока



Для питания вторичных цепей, то есть цепей управления и сигнализации, оперативных цепей релейной защиты, автоматики и телемеханики, а также для резервного питания устройств связи на электростанциях, подстанциях и диспетчерских пунктах используется постоянный ток. Источниками его могут аккумуляторные батареи, зарядные и подзарядные агрегаты (генераторы постоянного тока), выпрямительные установки и блоки питания. Последние представляют собой совокупность небольшого силового трансформатора, стабилизатора напряжения и силового полупроводникового выпрямителя.

Строго говоря, только аккумуляторные батареи дают постоянный ток. Остальные источники, в том числе и генераторы постоянного тока, дают выпрямленный пульсирующий ток с различным числом пульсаций в единицу времени. У генераторов постоянного тока это число определяется количеством витков роторной обмотки и числом пар полюсов и столь велико, что генерируемый ими ток практически неотличим от постоянного тока, даваемого аккумуляторной батареей. Тем не менее, следует понимать, что электромашинным способом можно генерировать только переменный ток, а постоянный получать его выпрямлением на выходе якоря машины.

От редактора:

Если подходить к понятию "постоянный ток" строго, то и аккумуляторные батареи не могут обеспечивать постоянный ток в нагрузке. Это объясняется несколькими причинами. Во-первых, может изменяться сопротивление нагрузки, что приведет к изменению тока. Во-вторых, даже если сопротивление нагрузки неизменно, по мере разряда батареи напряжение на ней постепенно уменьшается и соответственно уменьшается ток в нагрузке. В-третьих, сегодня батарея отдает ток в нагрузку, а вчера она была отключена. Это уже не постоянный ток.

Приходится признать, что само понятие "постоянный ток" является некоторой идеализацией реального "постоянного" тока.

В настоящее время для выпрямления переменного тока широко используются полупроводниковые вентили (диоды). Практическому работнику не обязательно знать физико-химические принципы их работы. Достаточно поверить, что полупроводниковый диод обладает односторонней проводимостью, то есть, пропускает ток в направлении стрелки, которой он изображается на схемах и "запирает" его в обратном направлении. Механический аналог диода - это обратный клапан, устанавливаемый в гидравлических схемах (например, на напоре насосов). Очевидно, чем больше пульсаций в единицу времени у выпрямленного тока, тем ближе он к "натуральному постоянному току, даваемому аккумуляторной батареей.

 На приведенных рисунках показаны (в порядке возрастания числа пульсаций) пять основных схем выпрямления переменного полупроводниковых вентилях. Рядом со схемами показаны графики выпрямленного пульсирующего напряжения на выходе выпрямителей или тока, протекающего в нагрузке Rн этих схем.

В нагрузку схемы однополупериодного выпрямления попадают только положительные полуволны выпрямляемого переменного тока. На месте отрицательных полуволн образуются бестоковые паузы продолжительностью в половину периода.

Схема двухполупериодного выпрямления - при любом направлении переменного тока одна половина схемы оказывается проводящей, а другая - "запертой". В нагрузку схемы попадают поочередно положительные и перевернутые отрицательные полуволны выпрямленного переменного тока. По сравнению со схемой однополупериодного выпрямления число пульсаций выпрямленного тока в единицу времени удваивается, удваивается и его среднее значение. Следовательно, он ближе к "натуральному" постоянному току. В этом отношении схема двухполупериодного выпрямления лучше схемы однополупериодного.

Третья схема двухполупериодного выпрямителя называется мостовой или мостиковой со сглаживанием пульсаций выпрямленного тока. Сглаживание происходит за счет конденсатора С, включенного параллельно выходу схемы. При нарастании пульсирующего тока он заряжается, а при спаде разряжается, частично заполняя провалы между полуволнами выпрямленного тока. Тем самым среднее значение этого тока увеличивается, и он оказывается еще ближе к "натуральному" постоянному току.

Разобранные выше схемы выпрямления - однофазные. На следующем рисунке представлена схема трехфазного выпрямления, предложенная и исследованная в 30-х годах профессором Андреем Николаевичем Ларионовым (1889-1963гг.). Поэтому ее часто называют схемой Ларионова.

Если симметричную звезду фазных токов трехфазной системы развернуть в три синусоиды, сдвинутые относительно друг друга на 120 град. и убрать отрицательные полуволны, то получим изображение выпрямленного пульсирующего тока, протекающего в нагрузке схемы. Даже "на глазок" видно, что число пульсаций в единицу времени здесь больше, чем в предыдущих схемах.

 Существует простой и остроумный способ удвоить число этих пульсаций, то есть еще более приблизить выпрямленный пульсирующий ток к "натуральному" постоянному току. Можно две схемы Ларионова соединить последовательно или параллельно (на рисунке показано последовательное соединение) и запитать их через трехфазный трансформатор с двумя вторичными обмотками, одна из которых соединена звездой, а другая треугольником.

Каждая из схем Ларионова "посылает" в нагрузку RH выпрямленный пульсирующий ток. Соответствующие фазные токи звезды и треугольника, которые подключены к одному и тому же источнику, сдвинуты относительно друг друга на 30 градусов. Поэтому и пульсации, создаваемые двумя схемами выпрямления, окажутся сдвинутыми на 30 град. При их сложении в нагрузке пульсации от одной схемы заполнят провалы между пульсациями от другой схемы и число пульсаций в единицу времени удвоится. Выпрямленный пульсирующий ток в нагрузке такой схемы настолько приближен к "натуральному" постоянному току, что эта схема часто используется для питания цепей возбуждения мощных синхронных электрических машин - как двигателей, так и генераторов.

В устройствах релейной защиты, автоматики, телемеханики и связи применяются в основном однофазные схемы выпрямления переменного тока, в силовых цепях - трехфазные.



© 1999 Л.В. Пучков, Редакция 2000 А.Н. Бугаев.

Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации