Kuorman induktiivinen ja kapasitiivinen luonne. Muuntajan aktiivinen kapasitiivinen kuorma. Kuorman kapasitiivinen luonne

Hei Geektimes!

Tehokkaiden kuormien hallinta on melko suosittu aihe jotenkin kodin automaatioon liittyvien ihmisten keskuudessa ja yleisesti ottaen alustasta riippumatta: olipa kyseessä Arduino, Rapsberry Pi, Unwired One tai jokin muu alusta, laita päälle tai pois jokin lämmitin , kattilan tai kanavan tuulettimen on ennemmin tai myöhemmin.

Kuorman kapasitiivinen luonne

Asiat muuttuvat monimutkaisemmiksi, kun seuraat jännityksen muuttumista. Moottorin ollessa päällä ja lepotilassa jännite kuljettaa virtaa, mutta koska moottori tarvitsee lisävirtaa tilan määrittämiseen, se kuluttaa enemmän virtaa kuin moottorin nimellisteho. Tätä virtaa kutsutaan käynnistysvirraksi tai käynnistysvirraksi. Tätä lisävirtaa tarvitaan muutaman millisekunnin ajan, kun moottori menee vakaaseen tilaan.

Perinteinen dilemma tässä on se, mitä itse asiassa matkustaa. Kuten monet ovat nähneet surullisista kokemuksistaan, kiinalaisilla releillä ei ole oikeaa luotettavuutta - voimakasta induktiivista kuormaa kytkettäessä koskettimet kipinöivät voimakkaasti ja yhdellä hienolla hetkellä ne voivat yksinkertaisesti tarttua. Meidän on asetettava kaksi relettä - toinen turvaverkko avautumaan.

Koska lähteen moottoriin yhdistävillä kaapeleilla ja moottorin sisällä käämityksiä tekevillä johtimilla on oma resistanssinsa, kapasitanssinsa ja induktanssinsa, on tärkeää ottaa huomioon niiden vaikutus koko järjestelmään. Resistanssilla on sama vaikutus käynnistyksen tai vakaan tilan aikana, mutta induktio ja kapasitanssi vaikuttavat vain dynaamiseen tilaan, joten käynnistysvirtasi voittaa nämä tekijät moottorin käynnistyksen aikana.

Kun kuormaan kohdistetaan dynaaminen jännite, virta ei tasaa jännitteen kanssa. Tämä tarkoittaa, että joko virta ohjaa jännitettä tai se on jäljessä jännitteestä. Helpoin tapa nähdä tämä on vektorikaavion avulla. Resistanssi on origosta oikealle, induktio lähteestä ylöspäin ja kapasitanssi origosta alaspäin.

Releen sijasta voit laittaa triakin tai puolijohdereleen (itse asiassa sama tyristori tai kenttälaite, jossa on logiikkasignaalin ohjauspiiri ja optoerotin yhdessä tapauksessa), mutta niillä on toinen miinus - ne kuumenevat. Vastaavasti tarvitaan jäähdytin, joka lisää rakenteen mittoja.

Haluan puhua yksinkertaisesta ja melko ilmeisestä, mutta samalla harvinaisesta järjestelmästä, joka voi tehdä tämän:

Kaikki 3 vaikuttavat lähteestä vaadittavaan tehoon moottorin pyörittämiseksi ja jännitteen dynaamiseksi. Tässä tulee tehokerroin mukaan. Moottorin tekemä työ vastaa moottorin nimellistehoa, mutta vain moottorin resistanssin sisällä hajotettu teho toimii. Moottorin tai kaapeleiden kapasitanssiin tai induktanssiin hävinnyt teho menetetään.

Älä yritä ymmärtää, että lähteesi näkee myös kokonaisvirrankulutuksen, ts. todellinen ja näennäinen yhdistetty, mikä tarkoittaa, että pienentämällä kunkin kuorman näennäistehoa voit lisätä enemmän kuormia samaan lähteeseen. Itse asiassa pyrimme vähentämään tehokertoimen arvoon 95-98 useista syistä.

Tulon ja kuorman galvaaninen eristys
Induktiivisten kuormien kytkentä ilman virta- ja jännitepiikkejä
Ei merkittävää lämmöntuotantoa edes maksimiteholla

Mutta ensin muutama kuva. Kaikissa tapauksissa käytettiin TTI TRJ- ja TRIL-sarjan releitä ja kuormana 650 W pölynimuri.

Tavallisesti toimittaja rankaisee tehokerrointa alle 95 apuohjelmia joka saa tehokertoimen paremmaksi kuin 98, on todella kallista eikä yhden tehokertoimen investointien arvoinen, aiheuttaa muita syöttöharmonisen saastumisen ongelmia. "Huonompi" tehokerroin kuin 95 tuhlaa vain energiaa ja rahaa. . Koska sähkölaskuasi pienenee asentamalla tehokertoimen korjauslaitteita, laitteet maksavat itsensä takaisin noin 3 vuodessa, joten käytät niitä lähes aina.

Klassinen järjestelmä - yhdistämme pölynimurin tavanomaisen releen kautta. Sitten liitetään oskilloskooppi pölynimuriin (Varoitus! Joko oskilloskooppi tai pölynimuri - tai parempi molemmat - on galvaanisesti eristetty maasta! Älä kiipeä suolasirottimeen sormillasi ja munilla! Ne eivät vitsi 220 V:lla!) Ja katso.

Sisältää:

Jos tarvitset lisäinformaatio Kerro minulle, koska tämä on monimutkainen aihe päästäksesi irti ja käyttää välitietoa. Tämä käyttää magneettista energiaa työn tuottamiseen. Useimmat sähkölaitteet, moottorit ja muut laitteet voidaan luokitella joko induktiivisiksi tai palauttaviksi, ja tämä liittyy yleensä siihen, miten ne absorboivat ja käsittelevät energiaa. Induktiiviset piirit ovat yleensä suuria ja luottavat yleensä käämiin tai muuhun reititysjärjestelmään energian varastointia ja jakelua varten, ja tämän seurauksena useimmat niistä löytyvät teollisissa ja raskaissa sovelluksissa.

Minun piti melkein saavuttaa maksimi verkkojännite (sähkömagneettisen releen yhdistäminen nollapisteeseen on tuhoisa tehtävä: se on liian hidasta). Lyhyt heitto lähes pystysuorilla rintamilla kohosi molempiin suuntiin, häiriöitä lensi kaikkiin suuntiin. odotettavissa.

Sammuttaa:

Yleisiä esimerkkejä ovat muuntajat, sähkömoottorit ja sähkömekaaniset releet. Tällaiset työkalut periaatteessa varastoivat energiaa, kunnes sitä tarvitaan, ja kun sitä on saatavilla, ne muuntavat sen sarjalla magneettikenttiä; yhdessä tätä prosessia kutsutaan "induktioksi". Tällaisia kuormia on usein käytettävä ja suojattava, jotta virta pysyy vain yhteen suuntaan, sillä tehon voima voi vahingoittaa piiriä tai muuten kytkettyjä katkaisijoita.

Sähköä mitataan erillisissä yksiköissä tehotarpeen perusteella, mutta useimmissa tapauksissa piirin läpi kulkevaa energian kokonaismäärää kutsutaan "kuormitukseksi" kohdassa, jossa laite ottaa tai tosiasiallisesti käyttää tehoa. Kuormat voivat olla suuria tai pieniä ja niillä voi olla eri vahvuudet eri sovelluksissa.

Induktiivisen kuorman jyrkkä jännitteen menetys ei lupaa hyvää - ylijännite lensi ylös. Lisäksi näetkö näitä ääniä sinusoidissa millisekunteja ennen varsinaista sammutusta? Tämä on avautumaan alkaneiden relekoskettimien kipinöinti, jonka vuoksi ne kiehuvat jonain päivänä.

Joten on huono vaihtaa induktiivinen kuorma "paljaalla" releellä. Mitä teemme? Yritetään lisätä snubber - RC-piiri, jossa on 120 ohmin vastus ja 0,15 uF kondensaattori.

Useimmissa tapauksissa kuormia on kahdenlaisia, ja induktiivisille malleille on yleensä ominaista sähkömagneettisten kenttien käyttö. Sähkömagnetismi näissä asetuksissa itse asiassa pakottaa energian siirtymään lähteestä, kuten lähtö- tai jännitesovittimesta, piirin sydämeen, jossa sitä voidaan käyttää virtalähteenä, olipa laite mikä tahansa.

Kun differentiaalinen jännitesignaali syötetään induktorin johtimiin, induktori muuttaa sähkön sähkömagneettiseksi kenttään. Kun jännite-ero poistetaan johtimista, induktori yrittää ylläpitää määrää sähkövirta virtaa sen läpi. Se purkautuu, kun sähkömagneettinen kenttä tuhoutuu tai jos kahden induktorijohtimen välille syntyy sähköinen reitti.

Sisältää:

Parempi, mutta ei paljon. Hyökkäys hidastui korkeudessa, mutta yleisesti ottaen säilyi.

Sammuttaa:

Sama kuva. Roskat jäivät, lisäksi relekoskettimien kipinöinti säilyi, vaikkakin väheni huomattavasti.

Esimerkkinä on sähkömoottori. Näissä tapauksissa kuormaa käytetään muuntamaan sähkö fyysiseksi työksi. Yleensä roottorin pyörimisen käynnistäminen alussa vaatii enemmän tehoa kuin jo pyörivän roottorin pitäminen liikkeessä, ja kun moottorin liittimiin kytketään jännite, moottori saa aikaan muutoksen. Tämä muutos aiheuttaa sähkömotorinen voima, joka vastustaa eteenpäin suuntautuvaa voimaa, joka käynnistää moottorin pyörimisen; tätä ilmiötä kutsutaan käänteiseksi sähkömoottorivoimaksi.

Tämä tarkoittaa, että tällaiset kuormat vaativat virtalähteen, joka voi tuottaa riittävästi sähköä moottorin käynnistämiseen. Tämän virtalähteen on myös tarjottava riittävästi tehoa moottorin käyttämiseen tarvittaessa. Induktiivinen prosessi on yleensä altis niin sanotulle "puhallukselle", mikä tarkoittaa, että energiaa ei testata ja se voi ylikuormittaa piiriä, jos sitä ei ole rajoitettu. Myös jotkin induktiiviset kuormat, kuten sähkömekaanisessa releessä olevat, voivat lähettää virtapulssin takaisin piiriin, kun virta poistetaan kuormasta, mikä voi vahingoittaa piiriä.

Johtopäätös: snubberilla se on parempi kuin ilman snubberia, mutta globaalisti se ei ratkaise ongelmia. Jos kuitenkin haluat vaihtaa induktiivisia kuormia tavanomaisella releellä, asenna vaimennin. Nimellisarvot on valittava tietylle kuormitukselle, mutta 1 watin 100-120 ohmin vastus ja 0,1 uF:n kondensaattori vaikuttavat järkevältä vaihtoehdolta tähän tapaukseen.

Aiheeseen liittyvää luettavaa: Agilent - Application Note 1399, "Releidesi käyttöiän maksimointi". Kun rele toimii pahimmalla kuormituksella - moottorilla, jolla on induktanssin lisäksi myös erittäin pieni vastus käynnistyksessä - hyvät kirjoittajat suosittelevat releen passin käyttöiän lyhentämistä. viisi kertaa.

Tästä syystä useimmissa tällä tyylillä valmistetuissa laitteissa ja koneissa on myös suojaavat "diodit", jotka periaatteessa toimivat mm katkaisijat ja vaativat, että energia pääsee sisään - mutta estä sitä myös virtaamasta takaisin ulos. Kun virta on katkaistu, tehopiikki haihtuu, mikä tarjoaa yksisuuntaisen sähköpolun kelan läpi. Se haihduttaa sähköä, kunnes sähkömagneettinen kenttä romahtaa tai kunnes aaltovirta riittää aktivoimaan diodin.

Sähkökuorma on sähkökomponentti, joka on osa virtapiiri, joka kuluttaa sähköenergiaa ja piilottaa sen toiseen energiamuotoon. Tyypillisesti sähköinen kuorma on kytketty jännitelähteen lähtöliittimiin, koska tämä on laite, johon virta syötetään.

Ja nyt tehdään ritariliike – yhdistämme triakin, nollatunnistuksella varustetun triac-ohjaimen ja releen yhdeksi piiriksi.

Mitä tässä kaaviossa on? Vasemmalla on sisäänkäynti. Kun siihen syötetään "1", kondensaattori C2 latautuu lähes välittömästi R1:n ja D1:n alemman puoliskon kautta; optorele VO1 kytkeytyy päälle, odottaa seuraavaa nollan ylitystä (MOC3063 - sisäänrakennetulla nollailmaisinpiirillä) ja käynnistää triac D4:n. Lataus käynnistyy.

Sähkökuormat voidaan luokitella eri luokkiin useiden tekijöiden mukaan, kuten; kuorma, kuorma, kuorman kuluttajaluokka, kuorman tärkeys, sähkökuormitusvaiheiden lukumäärä ja sähkökuormien yksikön mukaan.

Yleisin sähkökuorman luokitus riippuu sen kuormasta. Nimittäin resistiivinen kuorma, induktiivinen kuorma, kapasitiivinen kuorma ja yhdistetyt kuormat. Resistiivinen kuorma rajoittaa virtausta sähköenergiaa piirissä ja muuntaa sen lämpö- ja valoenergiaksi. Esimerkiksi lamppu ja lämmitin ovat molemmat resistiivisiä kuormia.

Kondensaattori C1 ladataan ketjun R1 ja R2 kautta, mikä kestää noin t=RC ~ 100ms. Nämä ovat useita verkkojännitteen jaksoja, eli tänä aikana triacilla on aikaa kytkeytyä päälle varmasti. Sitten Q1 avautuu - ja rele K1 käynnistyy (sekä LED D2, joka loistaa miellyttävällä smaragdivalolla). Relekoskettimet shuntoivat triakin, joten edelleen - kunnes se sammutetaan - se ei osallistu työhön. Eikä kuumene.

Tämän tyyppinen kuorma kuluttaa sähköä siten, että jännite- ja virta-aallot pysyvät "vaiheessa" keskenään. Siksi resistiivisen kuorman tehokerroin on yksikkö. Resistiivinen kuormitusvastus mitataan ohmeina ja teho mitataan watteina.

Induktiivinen kuorma kestää virran muutoksia ja käyttöä magneettikentät työtä varten. Induktiivisessa kuormassa on käämi, joka varastoi magneettista energiaa, kun virta kulkee sen läpi. Esimerkiksi muuntajat, generaattorit ja moottorit ovat induktiivisia kuormia.

Sammutus - käänteisessä järjestyksessä. Heti kun "0" ilmestyy tuloon, C1 purkautuu nopeasti D1:n ja R1:n ylävarren kautta, rele sammuu. Mutta triac pysyy päällä noin 100 ms, kun C2 puretaan 100 kiloohmin R3:n kautta. Lisäksi, koska triakki pysyy auki virralla, jopa sen jälkeen, kun VO1 on kytketty pois päältä, se pysyy auki, kunnes kuormitusvirta laskee seuraavan puolijakson aikana triakin pitovirran alapuolelle.

Tämän tyyppinen kuormitus saa virta-aallon olemaan "pois vaiheesta" jänniteaallon kanssa, jolloin virta-aalto "jättää" jänniteaallon kanssa. Siksi induktiivisen kuorman tehokerroin on jäljessä. Kapasitiivinen kuorma on jossain mielessä induktiivisen kuorman vastakohta. Kapasitiivinen kuorma vastustaa jännitteen muutoksia ja varastoi sähköä. Esimerkiksi kondensaattoriparket ja moottorin käynnistimet ovat kapasitiivisia kuormia.

Tämän tyyppinen kuormitus saa virta-aallon olemaan "vaiheen ulkopuolella" jänniteaallon kanssa, jolloin virta-aalto "johtaa" jänniteaaltoa. Siksi kapasitiivisen kuorman tehokerroin on johtava. Useimmat sähköiset kuormat eivät ole puhtaasti resistiivisiä, induktiivisia tai kapasitiivisia. Monet käytännön kuormat käyttävät erilaisia vastusten, kelojen ja kondensaattoreiden yhdistelmiä tietyn toiminnon saavuttamiseksi. Esimerkiksi moottorit käyttävät usein kondensaattoreita auttamaan käynnistyksessä ja käynnissä.

Sisällytä:

Sammuttaa:

Kaunista, eikö? Lisäksi, kun käytetään nykyaikaisia triaceja, jotka kestävät nopeita virran ja jännitteen muutoksia (kaikilla suurimmilla valmistajilla on sellaisia malleja - NXP, ST, Onsemi jne., nimet alkavat "BTA"), snubberia ei tarvita ollenkaan, missä muodossa tahansa.

Tällaisen kuorman tehokerroin on pienempi kuin yksikkö ja on joko jäljessä tai johtava. Yleisreleiden käyttö induktiivisille kuormille ei saisi uhrata niiden kokoa, kustannuksia tai toiminnallisia etuja. Yksi turhauttavimmista ongelmista ohjausinsinööreille ja teknikoille on induktiivisia kuormia käytettävien väli- tai välireleiden mahdollinen varhainen vika. Tämä pätee erityisesti yleiseen "jääkuutioon" ja yhä suositumpaan kompaktiin kompaktiin releeseen, vaikka releet näyttävät olevan riittävän suuria antamaan virtaa pieniresistanssiisille kuormille, kuten pienille moottoreille ja solenoideille. tasavirta ja kontaktorikelat.

Lisäksi, jos muistamme fiksut ihmiset Agilentista ja katso kuinka moottorin kuluttama virta muuttuu, saat tämän kuvan:

Käynnistysvirta ylittää käyttövirran yli neljä kertaa. Viiden ensimmäisen jakson aikana - ajan, jolloin triac johtaa relettä piirissämme - virta putoaa noin puoleen, mikä myös pehmentää merkittävästi releen vaatimuksia ja pidentää sen käyttöikää.

Miksi 6A DC-rele epäonnistuu ennenaikaisesti, kun käytetään DC-solenoidia, jonka virrankulutus on 1A tai vähemmän? Miten nämä ongelmat voidaan välttää? Onko todella tarpeen uhrata releen koko, hinta ja toiminnalliset edut yleinen tarkoitus kun siirretään induktiivisia kuormia? Jos huomaat kysyväsi tällaisia kysymyksiä tai käsitteleväsi tavallisesti sitä seuraavaa turhautumista, kuulut niihin, jotka ovat taistelleet jatkuvasti läsnä olevien "induktiivisten kuormitusdemonien" kanssa.

Kyllä, piiri on monimutkaisempi ja kalliimpi kuin perinteinen rele tai perinteinen triac. Mutta usein se on sen arvoista.

Passiivisen tasoitussuodattimen asennus tasasuuntaajan lähtöön vaikuttaa merkittävästi itse tasasuuntaajan fyysisiin prosesseihin. Induktiivinen luonne tapahtuu, kun tasasuuntaaja toimii suodattimella, alkaen induktanssista tai releen, kontaktorin, herätekäämin käämistä sähkökoneet ja muut Kaavio yksinkertaisimmasta tasasuuntaajasta induktiivisella kuormalla on esitetty kuvassa 3.34. Näissä kaavoissa pääsääntöisesti ehto >> so. induktiivinen reaktanssi kaasu aaltoilutaajuudella enemmän vastustusta kuormia. Tiedetään, että induktanssin virta on π/2 jäljessä jännitteestä ja virran nousu- ja laskuprosessi päättyy yhden jakson sisällä.

Kuva 3.34 - Yksivaiheinen, yksipäinen tasasuuntaaja

kuorman induktiivinen luonne

Virta piirissä (i 2) on ei-sinimuotoinen, koska toisiokäämin EMF:n lisäksi siinä toimii kaasuläpän induktion EMF.

Virran kasvaessa energiaa kertyy induktorin magneettikenttään, ja virran pienentyessä tämä energia vapautuu.

Siten induktanssin päällekytkemisen tulos on hilavirran "vetäminen". Virran virtauskulma riippuu aikavakiosta, jossa R \u003d R H + r D + r 2, r D on diodin vastus, r 2 on muuntajan toisiokäämin ohminen vastus (kuva 3.35).

Kuva 3.35 - Virran kulman riippuvuus aikavakiosta

Suhteen täyttäminen on vaikeaa. häviöt itse induktorissa kasvavat ja kokonaishyötysuhde laskee merkittävästi. Siksi kuorman induktiivisessa luonteessa käytetään monivaiheisia piirejä p ≥ 2, joissa virran jatkuvuus varmistetaan helposti aaltoilujakson aikana.

Otetaan kolmivaiheinen yksitahtitasasuuntaaja (kuva 3.36). Tässä kuvassa L S on toisiokäämin vuodon induktanssi; r on häviövastus (r = r 2 + r 1 / n 2), joka on yleensä r<< Rн; – угол перекрытия фаз. Поскольку >> kuorman virta on vakio ja venttiilin läpi kulkeva virta on suorakulmaisen pulssin muotoinen. Virran siirto venttiilistä venttiiliin vuotoinduktanssin vuoksi ei voi tapahtua välittömästi. Sen itseinduktion EMF estää virran muutoksen - yhdessä vaiheessa se pienenee ja toisessa kasvaa. Tämän seurauksena virta kulkee samanaikaisesti kahdessa vaiheessa. Tätä ilmiötä kutsutaan vaihevirtojen päällekkäisyydeksi. Se vaikuttaa merkittävästi oikaisujärjestelmän laadullisiin ja määrällisiin suhteisiin.

Kuva 3.36 - Kolmivaiheinen yksipäinen tasasuuntaaja

Yhdessä syklissä yksivaiheinen piiri venttiilistä toiseen ei siirry virtaa, joten Ls siinä ei käytännössä vaikuta fysikaalisiin prosesseihin. AT kolmivaiheinen piiri virralla on rajallinen siirtymäaika (vaihekytkentä). Jos jätämme huomiotta venttiilien ja muuntajan vastuksen, virran vetoa ei tapahdu - kytkentä on välitön. Vaiheiden päällekkäisyydestä johtuen vakiokomponentti U 0 pienenee jännitteen U d kolmion pinta-alalla.

Tämän seurauksena r:n ja Ls:n läsnäolo johtaa tasasuuntaajan ulkoisten ominaisuuksien voimakkaampaan laskuun (eli Routin kasvuun), mikä näkyy kuvassa 3.37.

Kuva 3.37 - Induktiivisen tasasuuntaajan ulkoinen ominaisuus

kuorman luonne

Tässä, kun kuormitusvirta on pienempi kuin tietty arvo I 0cr, suhde lakkaa toteutumasta. Induktorin virta muuttuu katkonaiseksi, se purkautuu kokonaan ja jännite kasvaa.

Tasasuuntaajista, joilla on induktiivinen kuormitus, voidaan tehdä seuraavat johtopäätökset:

1) Resistanssin ja kuorman induktiivisen komponentin on oltava suhteessa Rn:ään (muuten hyötysuhde on alhainen).

2) Venttiilin virtakäyrän muoto lähestyy suorakaiteen muotoa.

3) Kunkin vaiheen kesto ei riipu kuormituspiirin induktanssista, vaan sen määrää tasasuuntausvaiheiden lukumäärä (pulssi) ja muuntajan vuotoinduktanssi.

4) Vuotoinduktanssin esiintyminen johtaa vaihevirtojen päällekkäisyyteen, kun taas U 0 pienenee ja tasoitussuodattimen tulon aaltoilu kasvaa.

Kuorman kapasitiivinen luonne

Kuorman kapasitiivinen luonne ilmenee, kun tasasuuntaaja toimii suodattimella alkaen kapasitanssista, kuten kuvassa 3.38 on esitetty.

Varauspiirin vakio on paljon pienempi kuin purkauspiirin vakio, joten latausaika (kulma) on paljon pienempi kuin aika, jolloin suodatinkondensaattori puretaan kuormaan. Venttiilin virta katkeaa. R H:n kasvaessa purkaus hidastuu ja U 2:n ja U C:n leikkauspiste siirtyy, kulma pienenee ja myös jännitteen aaltoilu pienenee. Tällä hetkellä

Kuva 3.38 - Yksinkertaisin tasasuuntaaja kapasitiivisella kuormalla

kuorma on yhtä suuri kuin nolla, kondensaattori ei purkaudu ja U 0 \u003d U m 2. Käänteinen jännite venttiilin yli on myös suurin ja yhtä suuri kuin . Ulkoinen ominaiskäyrä on epälineaarinen ja lähtöimpedanssi voidaan määrittää vain toimintapisteessä portaittain (Kuva 3.39).

Kuva 3.39 - Kapasitiivisen tasasuuntaajan ulkoinen ominaisuus

ladata

Yksivaiheisessa, yksipäisessä tasasuuntauspiirissä on melko korkea aaltoilu alhaisella perustaajuudella ja se käyttää huonosti muuntajaa. Yksitahtipiirien yksinkertaisuus tekee niistä kuitenkin houkuttelevampia kuin push-pull-piirejä korkean jännitteen saamiseksi.

Harkitse jännitteen kaksinkertaistamispiiriä. Se on esitetty kuvassa. 3.40 ja koostuu kahdesta yksitahtisesta tasasuuntaajasta, joista jokainen käyttää omaa

Kuva 3.40 - Jännitteen kaksinkertaistuspiiri (symmetrinen)

verkkojännitteen puoliaalto. Kuorman jännite on kondensaattoreiden C 1 ja C 2 jännitteiden summa. Jos aallot ovat pieniä, niin kuorman vakiokomponentti

Lisäämisen yhteydessä kompensoidaan kaikki parittomat harmoniset, mukaan lukien ensimmäinen (p = 2). Piirin haittapuolena on yhteisen pisteen puute muuntajan ja kuorman välillä, mikä on sähköturvallisuuden kannalta hankalaa.

Toinen tuplauskaavio on esitetty kuvassa 3.41. Sitä kutsutaan epäsymmetriseksi ja sillä on yhteinen kohta verkot ja kuormat.

Kuva 3.41 - Epäsymmetrinen jännitteen kaksinkertaistuspiiri

Tässä piirissä aaltoilun ensimmäisen harmonisen taajuus on yhtä suuri kuin verkkotaajuus. Kondensaattori C1 toimii välivarastolaitteena, joten epäsymmetrisen tuplalaitteen massa ja tilavuus on suurempi kuin symmetrisen.

Mutta saimme säännöllisen rakenteen, jota voidaan kasvattaa, kuten kuvassa 3.42 näkyy.

Kuva 3.42 - Epäsymmetrinen jännitteen kaksinkertaistuspiiri (a) ja

jännitekerroin kuudella (b)

Jännitekertoimessa kuorma voidaan kytkeä myös ylempään kondensaattoriryhmään - saamme kertoimen viidellä. Kertoimet tuotetaan ei-erotettavan lohkon muodossa. Kondensaattorien lukumäärä on yhtä suuri kuin kerroin. Lähtöimpedanssi mitataan kiloohmeina.

Ohjatut tasasuuntaajat

Ohjattu tasasuuntaaja on tasasuuntaaja, jonka lähtöjännitettä voidaan säätää vakiotulojännitteellä.

Voit ohjata lähtöjännitettä vaihtamalla ensiö- tai kierrosta toisiokäämit muuntaja, laboratorioautomuuntaja (LATR) tai reostaatin liittäminen virtapiiriin. Ensimmäinen menetelmä antaa säädön diskreetin, joka ei ole aina hyväksyttävää, toisella liukukoskettimien läsnäolon vuoksi on alhainen luotettavuus ja kolmannella (reostaattien avulla) on alhainen hyötysuhde. Siksi käytetään ohjattuja venttiileitä, jotka sisältyvät tasasuuntauspiiriin ohjaamattomien asemesta.

Tällaisina venttiileinä käytetään tyristoreita - nelikerroksisia p-n-p-n rakenteet. Kuvassa 3.43a,b,c on esitetty tyristorin (triac) symboli, vastaava piiri ja CVC. :

Kuva 3.43 - Tyristorin symboli, vastaava piiri ja CVC

Normaalitilassa tyristori on lukittu. Piirissä on kaksi vakaata tilaa: avoin (piste A) ja kiinni (piste B).

Lähdejännitteen nostaminen 0:sta E:hen, kun Iue = 0, johtaa toimintapisteen liikkumiseen ominaiskäyrän alaosaa pitkin. Jos käytät ohjausvirtapulssia Iu, joka riittää kytkeytymään päälle, niin rt. menee pisteeseen A ja ohjauspiiri lakkaa vaikuttamasta tyristorin anodipiirin prosesseihin - ohjauspiiriä ei tarvita. Tämä on järjestelmä, jossa on sisäinen positiivinen palaute, joten tyristoreilla on suuri tehonlisäys.

Yleensä E on aina 20 ... 30 % pienempi kuin käynnistysjännite "anodia pitkin" (U amax). Voit sammuttaa tyristorin vain pienentämällä Ia:ta tasolle, joka on pienempi kuin pitovirta (Iud), lisäämällä Rn:ää tai vähentämällä E:tä.

Avoimessa tilassa tyristorit läpäisevät suuria virtoja (satoja ampeeria), mutta ne ovat inertiaalisia, käynnistysaika on 0,1 ... 10 μs ja sammutusaika 1 ... 100 μs.

Tarkasteltavan tyristorin lisäksi on joukko nelikerroksisia laitteita, joilla on erilaisia ominaisuuksia, joita ovat dinistorit, triacit ja lukittavat tyristorit. Ne on esitetty kuvassa. 3.44.

Kuva 3.44 - Symboli dinistor (a), triac (b)

ja lukittava tyristori (c).

Dinistorissa on säädelty käynnistysjännite anodin yli. Tämä on kahden elektrodin laite. Triac on suunniteltu toimimaan piireissä vaihtovirta tässä tapauksessa ohjaussignaali voidaan syöttää suhteessa katodiin tai suhteessa anodiin. Kaikki edellä mainitut laitteet sammutetaan vain pienentämällä sen anodivirtaa pitovirran alapuolelle.

On kuitenkin olemassa myös ns. lukittavia tyristoreita, ts. kohdistamalla virtaa RE-piiriin vastakkaiseen suuntaan, tyristori voidaan sammuttaa. Mutta samaan aikaan sammutusvahvistus on suuruusluokkaa pienempi kuin käynnistyksen vahvistus.

Kaikkia näitä laitteita käytetään laajalti automaatiolaitteissa ja virtalähteissä säätiminä, stabilaattoreina ja suojalaitteina.

Yleensä tasasuuntauspiiriin sijoitetaan tyristori ohjaamattoman venttiilin sijaan. Otetaan yksivaiheinen silta (kuva 3.45). Tässä kuvassa - tyristorin kytkentäkulma (kulma suhteessa hallitsemattoman venttiilin luonnolliseen kytkentäpisteeseen).

Kuva 3.45 - Yksivaiheinen ohjattu silta

Etsi jännitteen vakiokomponentti kuorman yli.

Ottaen huomioon, että jännite U 2 on harmoninen, niin

(3.44) Jos kohdassa (3.44) hyväksymme , niin on jännite ohjaamattoman tasasuuntaajan lähdössä; jos sitten . Riippuvuus on ohjatun tasasuuntaajan säätöominaisuus. Se näkyy kuvassa 3.46 ja on epälineaarinen.

Kuva 3.49 - Epäsymmetrinen ohjattu tasasuuntaaja

Tässä diodit toimivat näin ollen nollaporttina; epäsymmetria voi olla mikä tahansa (ohjaamattomat venttiilit voivat olla anodi- tai katodiryhmässä tai kuten kuvassa 3.49).

Tyristoreita käytetään myös tehostinpiireissä, joilla on tarkasteltuihin verrattuna suurempi hyötysuhde, koska ne muuttavat vain osan energiasta kuormaan. Tasasuuntaajapiiri jännitteenkorotuksella on esitetty kuvassa 3.50. Tässä on minimilähtöjännite

Kuva 3.50 - Tasasuuntaaja jännitteenkorotuksella

ohjaamaton tasasuuntaaja VD1 ja VD2. Jännitteen nousu saadaan aikaan kytkemällä tyristorit VS1 ja VS2 päälle. Maksimitilassa diodit ovat aina kiinni ja kytkentäkulma on . Tällaisilla piireillä on hyvä energiatehokkuus, mutta muuntajaan tarvitaan lisäkäämityksiä.