и инвертор являются двумя разновидностями одной и той же электрической машины (справедливо только для инвертора на базе электрической машины).
Целью данного реферата является изучение видов выпрямителей переменного тока и области их применения. Для решения данной цели нужно изучить следующие задачи:
Изучить литературу по данной теме
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/svarochnyiy-vyipryamitel/
Изучить классификацию выпрямителей переменного тока
Изучить применение данного устройства
Изучить основные характеристики выпрямителей
Изучить типовые схемы устройства
1. Классификация выпрямителей переменного тока
Рис.1. Ртутный выпрямитель
Выпрямители классифицируют по следующим признакам: по виду переключателя выпрямляемого тока
o механические синхронные с щёточноколлекторным коммутатором
тока;
o механические синхронные с контактным переключателем
(выпрямителем) тока;
o с электронной управляемой коммутацией тока (например,
тиристорные); электронные синхронные (например, транзисторные) — как разновидность выпрямителей с управляемой коммутацией;
- o с электронной пассивной коммутацией тока (например, диодные); по мощности
o силовые выпрямители;
- o выпрямители сигналов; по степени использования полупериодов переменного напряжения
o однополупериодные — пропускают в нагрузку только одну
полуволну;
- o двухполупериодные — пропускают в нагрузку обе полуволны;
o неполно волновые — не полностью используют синусоидальные
полуволны;
o полно волновые — полностью используют синусоидальные
полуволны; по схеме выпрямления — мостовые, с умножением напряжения, трансформаторные, с гальванической развязкой, бес трансформаторные 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 100В), средневольтовые (от 100 до 1000В), высоковольтные (свыше 1000В); по назначению — сварочный, для питания микроэлектронной схемы, для питания ламповых анодных цепей, для гальваники и пр.; по степени полноты мостов — полно мостовые, полу мостовые, четверть мостовые; 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.
Автомобильные генераторы переменного тока
... током. В генераторах постоянного тока таким выпрямителем является щеточно-коллекторный узел, выпрямляющий переменный ток, полученный в обмотках якоря. Развитие полупроводниковой техники позволило применить в генераторах переменного тока более совершенный выпрямитель ... к синусоиде. В автомобильных генераторах наибольшее применение нашли трехфазные мостовые двухполупериодные схемы выпрямления. В ...
2. Применение выпрямителей переменного тока
Выпрямление электрического тока
Выпрямители обычно используются там, где нужно преобразовать переменный ток в постоянный ток.
Блоки питания аппаратуры
Применение выпрямителей в блоках питания радио- и электроаппаратуры обусловлено тем, что обычно в системах электроснабжения зданий или транспортных средств (самолётов, поездов) применяется переменный ток, и выходной ток любого электромагнитного трансформатора, применённого для гальванической развязки цепей или для понижения напряжения, всегда переменный, тогда как в большинстве случаев электронные схемы и электродвигатели целевой аппаратуры рассчитаны на питание током постоянного напряжения.
o Блоки питания промышленной и бытовой радио- и электроаппаратуры
(в т.ч. так называемые адаптеры (англ. AC-DC adaptor)).
o Блоки питания бортовой радиоэлектронной аппаратуры транспортных
средств.
Выпрямители электросиловых установок
o Выпрямители питания главных двигателей постоянного тока
автономных транспортных средств и буровых станков.
Как правило, на автономных транспортных средствах (автомобилях, тракторах, тепловозах, теплоходах, атомоходах, самолётах) для получения электроэнергии применяют генераторы переменного тока, так как они имеют большую мощность при меньших габаритах и весе, чем генераторы постоянного тока. Но для приводов движителей транспорта обычно применяются двигатели постоянного тока, так как они позволяют простым переключением полюсов питающего тока управлять направлением движения. Это позволяет отказаться от сложных, тяжёлых и ненадёжных коробок переключения передач. Также применяется и для привода бурильных станков буровых вышек.
o Преобразователи бортового электроснабжения постоянного тока
автономных транспортных средств: автотракторной,
железнодорожной, водной, авиационной и другой техники.
Генерация электроэнергии на транспортном средстве обычно производится генератором переменного тока, но для питания бортовой аппаратуры необходим постоянный ток. Например, в легковых автомобилях применяются электромеханические или полупроводниковые выпрямители.
Сварочные аппараты
В сварочных аппаратах постоянного тока применяются чаще всего мостовые схемы на мощных кремниевых выпрямительных диодах — вентилях, с целью получения постоянного сварочного напряжения и тока. Он отличается от переменного тем, что при использовании его сильнее нагревается область дуги около положительного (+) её полюса, что позволяет либо осуществлять щадящую сварку свариваемых деталей преимущественно плавящимся сварочным электродом, либо экономить электроды, осуществляя резку металла электродуговой сваркой.
Тахогенераторы и область их применения. Тахогенераторы постоянного ...
... действия асинхронного тахогенератора заключается в следующем (для упрощения качественного анализа примем полый ротор состоящим из конечного числа витков, замкнутых на торцах): при питании обмотки возбуждения переменным током частоты ...
Применение выпрямителей для преобразования переменного тока в постоянный вызвало понятие среднего значения тока по модулю (т.е. без учета знака ординаты) за период. При двухполупериодном выпрямлении среднее значение по модулю определяется как среднеарифметическое значение всех ординат обеих полуволн за целый период без учета их знаков (т.е. полагая все ординаты за период положительными, что и имеет место при двухполупериодном идеальном выпрямлении.
Приемниками электроэнергии с нелинейными характеристиками являются в первую очередь всевозможные преобразовательные установки переменного тока в постоянный, использующие различные вентили.
Сюда относятся выпрямительные установки для:
o железнодорожной тяги
o городского электротранспорта
o электролиза (производство алюминия, хлора, едкого натра и др.)
o питания приводов прокатных станов
o возбуждения генераторов электростанций
В качестве вентилей до последнего времени использовались в основном ртутные выпрямители (неуправляемые и управляемые).
В настоящее время широкое применение находят преимущественно кремниевые полупроводниковые выпрямители. Внедряются тиристорные выпрямители.
Обычно выпрямительные установки выполняются большой мощности и присоединяются через специальные трансформаторы к питающей сети на напряжении 6 — 10 кВ. Выпрямительные установки небольшой мощности выполняются по трехфазной схеме с нулевым выводом.
Вентильные блоки преобразовательных подстанций систем
энергоснабжения
o Для питания главных двигателей постоянного тока прокатных станов,
кранов и другой техники
Энергоснабжение заводов осуществляется электросетью переменного тока, но для приводов прокатных станов и других агрегатов выгоднее использовать двигатели постоянного тока по той же причине, что и для двигателей транспортных средств.
o Для гальванических ванн (электролизёров) для получения цветных
металлов и стали, нанесения металлических покрытий и
гальванопластики.
o Установки электростатической очистки промышленных газов
(электростатический фильтр)
o Установки очистки и обессоливания воды
o Для электроснабжения контактных сетей электротранспорта
постоянного тока (трамвай, троллейбус, электровоз, метро)
o Для несинхронной связи энергосистем переменного тока.
o Для дальней передачи электроэнергии постоянным током].
Выпрямители высокочастотных колебаний
В составе ректенн:
o в перспективных системах сбора энергии окружающих шумовых
электромагнитных сигналов. o в перспективных системах беспроводной передачи электроэнергии.
Детектирование высокочастотного сигнала
В простейшем случае детектор амплитудно-модулированного сигнала устроен аналогично выпрямителю. Принцип работы основан на предположении, что частота несущей значительно выше частоты модулирующего сигнала, а коэффициент модуляции меньше единицы. В этом случае сигнал на входе устройства выпрямляется и фильтруется с помощью ФНЧ с частотой среза большей, чем максимальная частота модулирующего сигнала. Простейший диодный АМ детектор
Разработка стабилизатора переменного напряжения
... определяет длительность добавки напряжения. Целью данной курсовой работы является разработка однофазного стабилизатора переменного напряжения, с регулирующим органом ... сигнала задающего генератора. угол сдвига сигнала управления ключами в сторону отставания. Также дополнительным условием задания на курсовую работу ... провода на переменном токе к сопротивлению провода на постоянном токе принимаем равный ...
Рис.1. Схема АМ детектора на базе однополупериодного выпрямителя.
Демодулятор амплитудно-модулированного высокочастотного сигнала в простейшем случае представляет собой однополупериодный выпрямитель на одном диоде с выходным фильтром из конденсатора и резистора. Соотношение номиналов ёмкости и сопротивления выбирается так, чтобы оптимально сглаживать полупериоды несущей высокой частоты, при превышении амплитуды полупериодов несущей выше напряжения на конденсаторе ёмкость заряжается, при уменьшении амплитуды полупериодов несущей ниже напряжения на конденсаторе ёмкость разряжается, тем самым огибающая восстанавливает модулирующий (низкочастотный) сигнал. При демодуляции сигнала звуковых частот (20—20000 Гц) как правило, применяется кремниевый или германиевый диод и конденсатор ёмкостью порядка 10—47 нФ.
3. Основные характеристики
Номинальное выходное напряжение постоянного тока и допустимый диапазон его изменения; Номинальный ток нагрузки; Диапазон эффективного входного напряжения переменного тока (например 220 В ± 10%); Допустимая выходная пульсация, её амплитудно-частотные характеристики; Нагрузочная характеристика; Эквивалентное внутреннее комплексное (в первом приближении активное) сопротивление. Коэффициент использования габаритной мощности трансформатора.
4. Типовые схемы устройства
Двухполупериодный выпрямитель
Рис.1. Двухполупериодный выпрямитель
Может строиться по мостовой или полу мостовой схеме (когда, например, в случае выпрямления однофазного тока, используется специальный трансформатор с выводом от средней точки вторичной обмотки и вдвое меньшим количеством выпрямляющих ток элементов. Такая схема ныне применяется редко, так как более металлоёмка и имеет большее эквивалентное активное внутреннее сопротивление, то есть большие потери на нагрев обмоток трансформатора.
При построении двухполупериодного выпрямителя со сглаживающим конденсатором следует всегда помнить, что переменное напряжение всегда измеряется в «действующем» значении, которое в 1,41 раза меньше его максимальной амплитуды, а выпрямленное напряжение на конденсаторе, в отсутствии нагрузки, будет всегда равно амплитудному. Это означает, что, например, при измеренном напряжении однофазного переменного тока 12 вольт до мостового однофазного выпрямителя со сглаживающим конденсатором, на конденсаторе, (в отсутствии нагрузки), будет напряжение до 17 вольт. Под нагрузкой выпрямленное напряжение будет ниже, (но не ниже величины действующего напряжения переменного тока, если внутреннее сопротивление трансформатора — источника переменного тока — принять равным нулю) и зависеть от ёмкости сглаживающего конденсатора.
Соответственно, выбор величины переменного напряжения вторичной обмотки трансформатора, должен строиться исходя из максимальной допустимой величины подаваемого напряжения, а ёмкость сглаживающего конденсатора — должна быть достаточно большой, чтобы напряжение под нагрузкой не снизилось меньше минимально допустимого.
На практике также учитывается неизбежное падение напряжения под нагрузкой — на сопротивлении проводов, обмотке трансформатора, диодах выпрямительного моста, а также возможное отклонение от номинального величины питающего трансформатор напряжения электрической сети.
Трансформатор постоянного тока
... напряжения. Трансформаторы тока для защиты предназначаются для передачи измерительной информации в устройства защиты и управления. Соответственно этому трансформатор тока для защиты обеспечивает: 1) преобразование переменного тока любого значения в переменный ток, ... от рода тока ИПТ разделяются на ИП переменного и ИП постоянного тока. В работе будут рассматриваться ИПТ переменного тока для установок ...
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В настоящий момент на мировом рынке существует огромное количество выпрямителей переменного тока, разных фирм для более узкого применения в той или иной сфере деятельности.
Большое применение выпрямители переменного тока нашли в автотранспортной промышленности, где служат зарядным устройством для автомобильных аккумуляторов.
Таких устройств, как правило, существует огромное множество, с разными показателями и характеристиками, но особенностью исследуемого устройства является то, что по средствам напряжения в 12V (Вольт) автомобильный аккумулятор будет заряжаться сутки и по истечению времени зарядки его можно будет не торопясь установить в автомобиль, не торопясь и не боясь потерять некоторый заряд аккумулятора.
Большинство таких зарядных устройств имею напряжение в 14V, и заряжают аккумулятор до полного значение так же ровно за сутки, но разница в том, что такое устройство требует некоторого отслеживания его работы, так как поступающий постоянный ток в 14 Вольт нагревает аккумулятор и как правило, после зарядки аккумулятор нужно установить в автотранспорт и сразу же его завести, для того, чтобы не было потерь в емкости аккумулятора.
В результате проделанной работы были рассмотрены:
Классификация выпрямителей переменного тока, их применение, основные характеристики и типовые схемы. Рассмотрели более узкий профиль применения данного устройства.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/svarochnyiy-vyipryamitel/
