Parameter und Schemata des Gleichrichters

Gleichrichter – ein statisches Gerät, das zur Umwandlung von Wechselstrom einer Stromquelle (Netz) in Gleichstrom verwendet wird. Der Gleichrichter besteht aus einem Transformator, einer Ventilgruppe und einem Glättungsfilter (Abb. 1).

Der Transformator Tr erfüllt mehrere Funktionen: Er ändert die Spannung des Netzes Uin auf den zur Korrektur erforderlichen Wert U1, er trennt die Last H elektrisch vom Netz, er wandelt die Phasenzahl des Wechselstroms um.

Die VG-Ventilgruppe wird umgebaut Wechselstrom bis pulsierend Einweg. Der Glättungsfilter SF reduziert die Welligkeit der gleichgerichteten Spannung (Strom) auf den für die Last akzeptablen Wert. Der Transformator Tr und das Glättungsfilter SF sind optionale Elemente der Gleichrichterschaltung.

Reis. 1. Blockschaltbild des Gleichrichters

Die Hauptparameter, die die Qualität der Arbeit des Gleichrichters charakterisieren, sind:

• Durchschnittswerte der gleichgerichteten (Ausgangs-)Spannung UMittwoch und des Stroms AzMittwoch,

• Die Welligkeitsfrequenz beträgt n Ausgangsspannung (Strom),

• Welligkeitsfaktor p, gleich dem Verhältnis der Amplitude der Wellenspannung zum Durchschnittswert der Ausgangsspannung.Anstelle eines Welligkeitsfaktors p wird häufig der Welligkeitsfaktor für die erste Harmonische verwendet, der gleich dem Verhältnis der Amplitude der ersten Harmonischen der Ausgangsspannung zu ihrem Mittelwert ist.

• äußere Charakteristik – die Abhängigkeit des Durchschnittswerts der gleichgerichteten Spannung vom Durchschnittswert des gleichgerichteten Stroms,

• c. p. usw. η = Puseful / Pminuses = Puseful / (nützlich + Ptr + Pvg + Pf), wobei Ptr, Pvg, Pf – Energieverbrauch im Transformator, in der Ventilgruppe und im Glättungsfilter.

Die Funktionsweise des Gleichrichters (Ventilgruppe) basiert auf den Eigenschaften von Ventilen – nichtlinearen Geräten mit zwei Anschlüssen, die Strom hauptsächlich in eine (Vorwärts-)Richtung leiten.

Als Ventile werden üblicherweise Halbleiterdioden verwendet. Ein Ventil mit einem Vorwärtswiderstand von Null und einem unendlichen Rückwärtswiderstand wird als ideal bezeichnet.

Die Strom-Spannungs-Kennlinien realer Tore liegen nahe bei V. a. NS. ideales Ventil. Für den Betrieb in Gleichrichtern werden Ventile nach Betriebsparametern ausgewählt, darunter:

• höchster (konstanter) Betriebsstrom Az cmax - der maximal zulässige Durchschnittswert des korrigierten Stroms, der durch das Ventil während seines Betriebs in einem halbtägigen ohmschen Lastkreis fließt (unter normalen Kühlbedingungen für ein bestimmtes Ventil und einer Temperatur, die die nicht überschreitet Grenzwert),

• maximal zulässige Sperrspannung (Amplitude) Urevmax – Sperrspannung, der das Ventil über einen langen Zeitraum standhalten kann. In der Regel ist die Urevmax-Spannung gleich der halben Durchbruchspannung,

• Durchlassspannungsabfall Upr – der Durchschnittswert der Durchlassspannung in einem halben Gleichrichterkreis, der mit einer ohmschen Last bei Nennstrom betrieben wird.

• Rückstrom Iobr – der Wert des durch das Ventil fließenden Stroms, wenn eine zulässige Rückwärtsspannung an das Ventil angelegt wird,

• maximale Leistung Pmax – die maximal zulässige Leistung, die vom Ventil abgegeben werden kann.

Richtketten

Die gebräuchlichsten Gleichrichtungsschemata sind in den Abbildungen dargestellt. Dabei werden folgende Bezeichnungen verwendet: mc ist die Anzahl der Phasen der Netzspannung, m1 ist die Anzahl der Phasen der Spannung am Eingang der Gleichrichterschaltung (am Ausgang von des Transformators), m = fп / fc – Koeffizient gleich dem Verhältnis der Frequenz der Ausgangsspannungswellen zur Frequenz der Netzspannung. Da die Ventile überall abgebildet sind Halbleiterdioden.

Die gebräuchlichste Gleichrichtungs- und Ausgangsspannungsform beim Betrieb an einer ohmschen Last:

Einphasige Einweggleichrichterschaltung (mc = 1, m1 = 1, m = 1)

Einphasige Vollwellengleichrichterschaltung (Brückengleichrichterschaltung mc = 1, m1 = 1, m =2)

Einphasige Gleichrichterschaltung mit Mittelpunktausgang (mc = 1, m1 =2, m =2)

Dreiphasen-Gleichrichterschaltung mit neutralem Ausgang (mc =3, m1 =3, m =3)

Dreiphasen-Brückengleichrichterschaltung (mc =3, m1 =3, m =6)

Grundlegende Beziehungen für Gleichrichterschaltungen, die mit einer ohmschen Last Rn unter der Annahme idealer Transformatoren und Ventile betrieben werden, sind in der Tabelle aufgeführt: