Преобразование электрического тока

Настало время обсудить вопрос преобразовании переменного тока в постоянный ток.

Итак, как же получить из переменного тока постоянный?

Выпрямитель тока — преобразователь электрического тока переменного направления в ток постоянного направления. Большинство мощных источников электрической энергии вырабатывают ток переменного направления. Однако многие электрические устройства на городском и железнодорожном транспорте, в химической и радиотехнической промышленности, в цветной металлургии и др. работают на токе постоянного направления (см. Постоянный ток) различного напряжения. В простейшем случае переменный ток выпрямляется вентилем электрическим, пропускающим ток (например синусоидальный) только или преимущественно в одном направлении. По видам применяемых вентилей В. т. подразделяют на электро-контактные, кенотронные, газотронные, ртутные, полупроводниковые тиристорные.[1]

Выпрямительное устройство предназначено для преобразования переменного тока в постоянный и состоит, в общем случае, из трех узлов: трансформатора, выпрямителя(диода) и сглаживающего фильтра. В случае необходимости в выпрямитель добавляется стабилизатор напряжения.
Режим работы выпрямителя в основном определяется типом фильтра, включенного на его выходе. В маломощных выпрямителях, которые питаются от однофазной сети переменного тока, применяются емкостные фильтры, Г- образные LC, RC и П-образные CLC и CRC фильтры.
Емкостный фильтр характерен для выпрямителей, рассчитанных на малые токи нагрузки, и, в общем случае, представляет собой обычный конденсатор, подключенный параллельно нагрузки для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения. Реакция нагрузки на выпрямитель зависит от емкости конденсатора, сопротивление которого для переменной составляющей на много меньше сопротивления нагрузки.
Если же фильтр выпрямителя начинается с дросселя, обладающего большой индуктивностью, то нагрузка выпрямителя - индуктивная.
Выпрямитель характеризуется: выходными параметрами, режимом работы диодов и параметрами трансформатора.

Основные характеристики выпрямителей:

· Выходные параметры

· Номинальное среднее выпрямленное напряжение U₀

· Номинальный средний выпрямленный ток I₀

· Коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения K_п01

· Частота пульсаций выпрямленного напряжения F_п

· Внутреннее сопротивление выпрямителя R₀

Выпрямители классифицируют по следующим признакам:

· по виду переключателя выпрямляемого тока

· по мощности

· по степени использования полупериодов переменного напряжения

· по схеме выпрямления — мостовые, с умножением напряжения, трансформаторные, с гальванической развязкой, бестрансформаторные и пр.;

· по количеству используемых фаз — однофазные, двухфазные, трёхфазные и многофазные;

· по типу электронного вентиля — полупроводниковые диодные, полупроводниковые тиристорные, ламповые диодные (кенотронные), газотронные, игнитронные, электрохимические и пр.;

· по управляемости — неуправляемые (диодные), управляемые (тиристорные);

· по количеству каналов — одноканальные, многоканальные;

· по величине выпрямленного напряжения — низковольтные (до 100 В), средневольтовые (от 100 до 1000 В), высоковольтные (свыше 1000 В);

· по назначению — сварочный, для питания микроэлектронной схемы, для питания ламповых анодных цепей, для гальваники и пр.;

· по степени полноты мостов — полномостовые, полумостовые, четвертьмостовые;

· по наличию устройств стабилизации — стабилизированные, нестабилизированные;

· по управлению выходными параметрами — регулируемые, нерегулируемые;

· по индикации выходных параметров — без индикации, с индикацией (аналоговой, цифровой);

· по способу соединения — параллельные, последовательные, параллельно-последовательные;

· по способу объединения — раздельные, объединённые звёздами, объединённые кольцами;

· по частоте выпрямляемого тока — низкочастотные, среднечастотные, высокочастотные.

Как мы видим их классификация довольно обширна. Поэтому давайте остановимся всё-таки на общей схеме полупроводниковых выпрямителей, которые получили наибольшее применение в современном мире.

Давайте поподробней разберемся и узнаем, что такое полупроводниковые выпрямители. Рассмотрим управляемые и неуправляемые выпрямители, а так же однофазные и двухфазные выпрямители.