Керовані випрямлювачі: принцип дії, схема, область застосування

Технології 03 липня 2022 Перегляди: 75

З метою управління напругою в мережі використовуються електронні випрямлювачі. Дані пристрої працюють шляхом зміни частоти. Багато модифікацій дозволяється застосовувати в мережі змінного струму.

До основних параметрів випрямлювачів відноситься провідність. Також варто враховувати показник допустимого перенапруження. Для того щоб більш детально розібратися в питанні, треба розглянути схему випрямителя.

Пристрій модифікацій

Схема випрямлювача передбачає використання контактного тиристора. Стабілізатор, як правило, застосовується перехідного типу. У деяких випадках він встановлюється з системою захисту. Ще є безліч модифікацій на тріодах. Працюють дані пристрої при частоті від 30 Гц. Для колекторів вони непогано підходять. Також схема випрямлювача включає в себе компаратори низької провідності. Чутливість у них відповідає показнику не менше 10 мВ. Певний клас пристроїв оснащується варикапом. За рахунок цього модифікації можна підключати до однофазного ланцюга.

Як це працює?

Як говорилося раніше, випрямлювач працює за рахунок зміни частоти. Спочатку напруга потрапляє на тиристори силові. Процес перетворення струму здійснюється за допомогою тріоду. Щоб уникнути перегріву пристрою, є стабілізатор. При появі хвильових перешкод в роботу включається компаратор.

Область застосування пристроїв

Найбільш часто пристрої встановлюються в трансформатори. Також є модифікації для приводних додатків. Ще не варто забувати про автоматизовані пристрої, які використовуються на виробництві. У модуляторах випрямники грають роль регулятора напруги. Однак у цьому випадку багато залежить від типу пристрою.

Існуючі типи модифікацій

По конструкції виділяють напівпровідникові, тиристорні та мостові модифікації. В окрему категорію відносять силові пристрої, які можуть працювати при підвищеній частотності. Двоперіодні моделі для цих цілей не підходять. Додатково випрямлювачі відрізняють за фазою. На сьогоднішній день можна зустріти одно-, дво- і трифазні пристрої.

Напівпровідникові моделі

Напівпровідникові випрямлювачі чудово підходять для знижувальних трансформаторів. Багато модифікації випускаються на базі коннекторних конденсаторів. Провідність на вході у них не перевищує 10 мк. Також варто зазначити, що напівпровідникові випрямлювачі відрізняються за чутливістю. Пристрої до 5 мВ здатні використовуватися при напрузі 12 В.

Системи захисту у них застосовуються класу R30. Для з’єднання модифікацій використовуються перехідники. При напруженні 12 Параметр перезарузки в середньому дорівнює 10 А. Модифікації з обкладками виділяються високим параметром робочої температури. Багато пристроїв здатні працювати від транзисторів. Для зниження викривлень використовуються фільтри.

Особливості тиристорних пристроїв

Тиристорний випрямлювач призначений для регулювання напруги в мережі постійного струму. Якщо говорити про модифікацію низької провідності, то у них використовується тільки один тріод. Гранична напруга при завантаженні в 2 А становить не менше 10 В. Система захисту у представлених випрямлювачів використовується, як правило, класу R44. Також варто відзначити, що моделі добре підходять для силових провідників. Як працює трансформатор на тиристорних випрямлювачах? В першу чергу напруга потрапляє на релі.

Перетворення постійного струму відбувається завдяки транзистору. Для контролю вихідної напруги використовуються конденсаторні блоки. Багато моделей мають декілька фільтрів. Якщо говорити про недоліки випрямлювачів, то варто зазначити, що у них високі теплові втрати. При вихідному напруженні понад 30 В, показник перевантаження значно знижується. Додатково варто враховувати високу ціну на тиристорний випрямлювач.

Мостові модифікації

Мостові випрямлювачі працюють при частоті не більше 30 Гц. Кут керування залежить від тріодів. Компаратори в основному кріпляться через діодні провідники. Для силового обладнання моделі підходять не кращим чином. Для модулів застосовуються стабілізатори з низькоомним перехідником. Якщо говорити про мінуси, то слід враховувати низьку провідність при високій напрузі. Системи захисту, як правило, застосовуються класу R33.

Багато модифікації з’єднуються через дипольний тріод. Як працює трансформатор на цих випрямлювачах? Спочатку напруга подається на первинну обмотку. При напруженні понад 10 В в роботу включається перетворювач. Зміна частоти здійснюється за допомогою звичайного компаратора. З метою зменшення теплових втрат на мостовий керований випрямник встановлюється варікап.

Силові пристрої

Силові випрямлювачі останнім часом вважаються дуже поширеними. Показник перевантаження при невисокій напрузі у них не перевищує 15 А. Система захисту в основному використовується серії R37. Моделі застосовуються для знижувальних трансформаторів. Якщо говорити про конструктивні особливості, то важливо зазначити, що пристрої випускаються з пентодами. Вони виділяються хорошою чутливістю, але у них низький параметр робочої температури.

Конденсаторні блоки дозволяється застосовувати на 4 мк. Вихідна напруга понад 10. Фільтри, як правило, використовуються на два ізолятори. Також варто відзначити, що на ринку є безліч випрямлювачів з контролерами. Основна їх відмінність криється в можливості роботи при частоті понад 33 Гц. При цьому перевантаження в середньому відповідає 10 А.

Двоперіодні модифікації

Двоперіодний однофазний випрямлювач здатний працювати на різних частотах. Основна перевага модифікацій криється у високому параметрі робочої температури. Якщо говорити про конструктивні особливості, то важливо зазначити, що тиристори силові використовуються інтегрального типу, і провідність у них не перевищує 4 мк. При напрузі 10 В система в середньому видає 5 А.

Системи захисту досить часто застосовуються серії R48. Підключення модифікацій здійснюється через адаптери. Також варто відзначити недоліки випрямлювачів цього класу. В першу чергу це низька сприйнятливість до магнітних коливань. Параметр перевантаження часом може швидко змінюватися. При частоті нижче 40 Гц відчуваються перепади струму. Ще експерти відзначають, що моделі не здатні працювати на одному фільтрі. Додатково для пристроїв не підходять польові транзистори.

Однофазні пристрої

Однофазний керований випрямлювач здатний виконувати безліч функцій. Встановлюють моделі найчастіше на силові трансформатори. При частоті 20 Гц параметр перевантаження в середньому не перевищує 50 А. Система захисту у випрямлювачів використовується класу R48. Багато експертів говорять про те, що моделі не бояться хвильових перешкод і відмінно справляються з імпульсними стрибками. Чи є недоліки у моделей даного типу? У першу чергу вони стосуються низького струму при високій завантаженості. Щоб вирішити цю проблему, встановлюються компаратори. Однак варто враховувати, що вони не можу працювати в ланцюгу змінного струму.

Додатково періодично виникають проблеми з провідністю струму. У середньому цей параметр дорівнює 5 мк. Зниження чутливості сильно впливає на працездатність тріоду. Якщо розглядати однофазні некеровані випрямлювачі, то обкладки у них використовується з перехідником. У багатьох моделей є кілька ізоляторів. Також варто зазначити, що випрямлювачі даного типу не підходять для знижувальних трансформаторів. Стабілізатори найчастіше застосовуються на три виходи, і гранична напруга у них не повинна перевищує 50 В.

Параметри двофазних пристроїв

Двофазні випрямники виробляються для ланцюгів постійного і змінного струму. Багато модифікації експлуатуються на тріодах контактного типу. Якщо говорити про параметри модифікацій, варто відзначити малу напругу при великих перевантаженнях. Таким чином, пристрої погано підходять для силових трансформаторів. Однак перевагою пристроїв вважається хороша провідність.

Чутливість у моделей стартує від 55 мВ. При цьому теплові втрати незначні. Компаратори застосовуються на дві обкладки. Досить часто модифікації підключають через один перехідник. При цьому ізолятори попередньо перевіряються на вихідний опір.

Трифазні модифікації

Трифазні випрямлювачі активно застосовуються на силових трансформаторах. У них дуже високий параметр перевантаження, і вони здатні працювати в умовах підвищеної частотності. Якщо говорити про конструктивні особливості, то важливо відзначити, що моделі збираються з конденсаторними блоками. За рахунок цього модифікації дозволяється підключати до ланцюга постійного струму і не боятися про хвильові перешкоди. Імпульсні стрибки блокуються за рахунок фільтрів. З’єднання через перехідник здійснюється за допомогою перетворювача. У багатьох моделей є три ізолятори. Вихідна напруга при 3 А не повинна перевищувати 5 В.

Додатково варто зазначити, що випрямлювачі цього типу використовуються при великих перевантаженнях мережі. Багато модифікації оснащуються блокираторами. Зниження частоти відбувається за допомогою компараторів, які встановлюються над конденсаторною коробкою. Якщо розглядати релейні трансформатори, для з’єднання модифікацій потрібен додатковий перехідник.

Моделі з контактним компаратором

Керовані випрямлювачі з контактним компаратором останнім часом користуються великим попитом. Серед особливостей модифікацій варто відзначити високу ступінь перевантаження. Системи захисту в основному застосовуються класу R55. Працюють пристрої з однією конденсаторною коробкою. При напрузі 12 У вихідний струм дорівнює не менше 3 А. Багато моделей здатні похвалитися високою провідністю при частоті 5 Гц.

Стабілізатори досить часто застосовуються низькоомного типу. Вони добре себе показують у ланцюгу змінного струму. На виробництві випрямлювачі застосовуються для роботи силових трансформаторах. Допустимий рівень провідності у них дорівнює не більше 50 мк. Робоча температура в даному випадку залежить від типу динистора. Як правило, вони встановлюються з кількома обкладками.

Пристрої з двома компараторами

Електронні випрямлювачі з двома компараторами цінуються за високий параметр вихідної напруги. При перевантаженні в 5 А модифікації здатні працювати без теплових втрат. Коефіцієнт згладжування у випрямлювачів не перевищує 60%. Багато модифікацій мають якісну систему захисту серії R58. Насамперед вона покликана справлятися з хвильовими перешкодами. При частоті 40 Гц пристрої в середньому видають 50 мк. Тетроди для модифікацій використовуються змінного типу, і чутливість у них дорівнює не більше 10 мВ.

Чи є недоліки у випрямлювачів даного типу? Насамперед треба зазначити, що їх забороняється підключати до понижуючих трансформаторів. У мережі постійного струму у моделей малий параметр провідності. Робоча частотність у середньому відповідає 55 Гц. Під однополюсні стабілізатори модифікації не підходять. Щоб використовувати пристрої на силових трансформаторах, застосовується два перехідники.

Відмінність модифікацій з електродним тріодом

Керовані випрямлювачі з електродними тріодами цінуються за високий параметр вихідної напруги. При низьких частотах вони працюють без теплових втрат. Однак варто враховувати, що параметр перевантаження в середньому дорівнює 4 А. Все це говорить про те, що випрямники не здатні працювати в мережі постійного струму. Фільтри дозволено застосовувати лише на дві обкладки. Вихідна напруга, як правило, відповідає 50 В, а система захисту використовується класу R58. Для того, щоб підключити пристрій, застосовується перехідник. Коефіцієнт згладжування у випрямлювачів даного типу становить не менше 60%.

Моделі з ємним тріодом

Керовані випрямлювачі з ємнісним тріодом здатні працювати в мережі постійного струму. Якщо розглядати параметри модифікації, можна відзначити високу вхідну напругу. При цьому перевантаження при роботі не буде перевищувати 5 А. Система захисту використовується класу A45. Деякі модифікації підходять для силових трансформаторів.

У даному випадку багато залежить від конденсаторного блоку, який встановлений у випрямлювачі. Як стверджують експерти, номінальна напруга багатьох модифікацій становить 55 В. Вихідний струм у системі становить 4 А. Фільтри для модифікацій підходять змінного струму. Коефіцієнт згладжування у випрямників становить 70%.

Пристрої на базі канального тріоду

Керовані випрямлювачі з канальними тріодами відрізняються високим ступенем провідності. Моделі даного типу чудово підходять для знижувальних трансформаторів. Якщо говорити про конструкцію, то варто зазначити, що моделі завжди виробляються з двома конекторами, а фільтри у них використовуються на ізоляторах. Якщо вірити експертам, то провідність при частоті 40 Гц сильно не змінюється.

Чи є недоліки у даних випрямлювачів? Теплові втрати є слабкою стороною модифікацій. Багато експертів відзначають низьку провідність конекторів, які встановлюються на випрямники. Щоб вирішити проблему, застосовуються кенотрони. Однак їх не дозволяється використовувати в мережі постійного струму.

Відмінність модифікацій

Випрямлювачі на 12 В використовуються тільки для знижувальних трансформаторів. Компаратори у пристроях встановлюються з фільтрами. Граничне перевантаження модифікацій становить не більше 5 А. Системи захисту досить часто застосовуються класу R48. Для подолання хвильових перешкод вони чудово підходять. Ще часто застосовуються перетворювальні стабілізатори, у яких високий коефіцієнт згладжування. Якщо говорити про недоліки модифікацій, то варто зазначити, що вихідний струм у пристроях становить не більше 15 А.