Parametri in sheme usmernika

Usmernik - statična naprava, ki se uporablja za pretvorbo izmeničnega toka vira energije (omrežja) v enosmerni tok. Usmernik je sestavljen iz transformatorja, ventilske skupine in gladilnega filtra (slika 1).

Transformator Tr opravlja več funkcij: spremeni napetost omrežja Uin na vrednost U1, potrebno za korekcijo, električno loči breme H od omrežja, pretvori število faz izmeničnega toka.

Skupina ventilov VG je pretvorjena izmeničnega toka do pulzirajočega ena smer. Gladilni filter SF zmanjša valovanje usmerjene napetosti (toka) na vrednost, sprejemljivo za obremenitev. Transformator Tr in gladilni filter SF sta poljubna elementa usmerniškega vezja.

riž. 1. Blokovna shema usmernika

Glavni parametri, ki označujejo kakovost dela usmernika, so:

• povprečne vrednosti popravljene (izhodne) napetosti Usreda in tok Azsreda,

• frekvenca valovanja je n izhodna napetost (tok),

• faktor valovanja p, ki je enak razmerju med amplitudo valovne napetosti in povprečno vrednostjo izhodne napetosti.Namesto faktorja valovanja p se pogosto uporablja faktor valovanja za prvi harmonik, ki je enak razmerju amplitude prvega harmonika izhodne napetosti proti njeni povprečni vrednosti,

• zunanja karakteristika - odvisnost povprečne vrednosti popravljene napetosti od povprečne vrednosti popravljenega toka,

• c. p. itd. η = Puseful / Pminuses = Puseful / (koristno + Ptr + Pvg + Pf), kjer Ptr, Pvg, Pf — poraba energije v transformatorju, v skupini ventilov in gladilnem filtru.

Delovanje usmernika (skupine ventilov) temelji na lastnostih ventilov - nelinearnih dvopolnih naprav, ki prepuščajo tok predvsem v eni (naprej) smeri.

Kot ventili se običajno uporabljajo polprevodniške diode. Ventil z ničelnim uporom naprej in neskončnim uporom nazaj se imenuje idealen.

Tokovno-napetostne karakteristike realnih vrat so blizu V. a. NS. idealen ventil. Za delovanje v usmernikih so ventili izbrani glede na parametre delovanja, ki vključujejo:

• najvišji (konstantni) obratovalni tok Az cmax - največja dovoljena povprečna vrednost korigiranega toka, ki teče skozi ventil med njegovim delovanjem v krogu poldnevne uporovne obremenitve (pri normalnih pogojih hlajenja za določen ventil in temperaturi, ki ne presega mejna vrednost),

• največja dovoljena povratna napetost (amplituda) Urevmax — povratna napetost, ki jo lahko ventil prenese dolgo časa. Praviloma je napetost Urevmax enaka polovici prebojne napetosti,

• padec napetosti naprej Upr — povprečna vrednost napetosti naprej v polovici usmerniškega vezja, ki deluje na uporovno obremenitev pri nazivnem toku.

• povratni tok Iobr — vrednost toka, ki teče skozi ventil, ko je nanj uporabljena dovoljena povratna napetost,

• največja moč Pmax — največja dovoljena moč, ki jo lahko razprši ventil.

Verige za ravnanje

Najpogostejše usmerjevalne sheme so prikazane na slikah., kjer so sprejete naslednje oznake: mc je število faz omrežne napetosti, m1 je število faz napetosti na vhodu usmerniškega vezja (na izhodu transformator), m = fп / fc - koeficient, ki je enak razmerju med frekvenco valov izhodne napetosti in frekvenco omrežne napetosti. Ker so ventili prikazani povsod polprevodniške diode.

Najpogostejša oblika popravljanja in izhodne napetosti pri delovanju na uporovno obremenitev:

Enofazno polvalovno usmerniško vezje (mc = 1, m1 = 1, m = 1)

Enofazno polnovalno usmerniško vezje (mostično usmerniško vezje mc = 1, m1 = 1, m =2)

Enofazno usmerniško vezje s srednjim izhodom (mc = 1, m1 =2, m =2)

Trifazno usmerniško vezje z nevtralnim izhodom (mc =3, m1 =3, m =3)

Trifazno mostično usmerniško vezje (mc =3, m1 =3, m =6)

Osnovna razmerja za usmerniška vezja, ki delujejo na uporovno obremenitev Rn ob predpostavki, da so transformator in ventili idealni, so podana v tabeli: