Scrigroup - Documente si articole

Username / Parola inexistente      

Home Documente Upload Resurse Alte limbi doc  

 
CATEGORII DOCUMENTE
AeronauticaComunicatiiElectronica electricitateMerceologieTehnica mecanica


Aplicatii ale diodelor. Redresoare

Electronica electricitate

+ Font mai mare | - Font mai mic


DOCUMENTE SIMILARE

Trimite pe Messenger
STRUCTURI COMBINATIONALE SSI IMPLEMENTATE IN VERILOG
Determinarea experimentala a tensiunii electromotoare si a rezistentei interne pentru o sursa de curent continuu
CHOPPERELE (VARIATOARELE DE TENSIUNE CONTINUA-VTC)
Functionarea masinii sincrone in regim de generator in gol si in sarcina
DEFORMARE MAGNETICA
Cuplajul prin transformator
VARIATOARE DE c.a. MONOFAZATE
PROIECT ELECTRICIAN EXPLOATARE JOASA TENSIUNE - Executarea instalatiilor electrice interioare
T.e.m. induse in infasurarile statorului si rotorului
SERVOMOTOARE CU ROTOR CILINDRIC CU CRESTATURI

TERMENI importanti pentru acest document

2 infasurari C3AEn paralel mediana : : aplicatii ale diodelor in electrotehnica : cauta schema electrica a unui redresor cu diode : aplicatii ale diodelor :

Aplicatii ale diodelor. Redresoare

1. Domeniul de aplicatie.

Un domeniu in care se utilizeaza frecvent circuite cu diode pentru realizarea redresarii tensiunii alternative este cel al surselor de alimentare. Schema bloc a unui surse de alimentare este prezentata in figura urmatoare:

Transformatorul Tr coboara tensiunea U1 la valoarea U2, necesara obtinerii tensiunii continue U0. Redresorul R este elementul esential al schemei. La iesirea lui se obtine tensiunea redresata care are o componenta alternativa, nedorita. Filtrul F are rolul de a diminua componenta alternativa din tensiunea redresata. Tensiunea continua UF de la iesirea filtrului se poate modifica fie din cauza variatiei tensiunii de alimentare U1, fie din cauza modificarii rezistentei de sarcina RS. Stabilizatorul de tensiune continua STC conectat intre filtru si sarcina, are rolul de a mentine constanta tensiunea Ust in functie de variatiile prescrise lui RS si U1.

2. Redresoare monofazate monoalternanta cu sarcina rezistiva

Redresarea este procesul de transformare a energiei electromagnetice a unei surse de curent alternativ in energie electromagnetica de curent continuu pentru alimentarea unui element consumator. Redresarea cu mijloace electronice este posibila datorita proprietatii de conductibilitate unidirectionala a dispozitivelor electronice, in speta diode. Schema electrica a unui asemenea redresor este prezentata in figura:


unde: u1=U1m cosωt = tensiunea din primarul transformatorului, u2=U2m cosωt = tensiunea din secundarul transformatorului si n1/n2 = u1/u2 = raportul de transformare.

In semiperioada pozitiva (marcata pe desenul notat cu a)), dioda conduce lasand sa treaca un curent iS(t) care da o cadere de tensiune uS(t) pe rezistenta RS. Circuitul echivalent pe acest interval este dat in figura notata cu b), unde s-a notat cu Rd =rezistenta interna a diodei in conductie, r2 =rezistenta infasurarii secundare a transformatorului si r1(n2/n1) =rezistenta infasurarii primare reflectata in secundar.

In cealalta semiperioada dioda este blocata si curentul prin circuit este practic nul. Daca tensiunea u2(t) >> decat caderea de tensiune pe dioda in conductie, atunci Rd se poate neglija. Pe circuitul echivalent se poate scrie:

si

; se noteaza

Formele tensiunii la intrare in redresor si pe rezistenta de sarcina sunt prezentate in figura:

Tensiunea medie redresata va fi egala cu:

Dupa cum s-a mai precizat tensiunea uS are o componenta continua U0, egala cu valoarea medie a tensiunii uS si o componenta alternativa u~, astfel incat

unde Un = valoarea efectiva a armonicii de ordin n si φn = faza initiala a armonicii de ordinul n .

Pe baza scrierii sub forma unei serii Fourier avem:

Coeficientii seriei Fourier se definesc prin:

n=1

n=2

n=3

n=4 samd

, cu exceptia lui

Deci notand si pentru ca <<

Puterea utila pe sarcina este determinata numai de componenta continua si astfel este justificat sa se introduca randamentul redresorului ca raportul dintre puterea de c.c. debitata pe sarcina si puterea totala:

3. Redresare dubla alternanta cu sarcina rezistiva

Redresoarele dubla alternanta se realizeaza dupa doua scheme:

a)cu transformator cu priza mediana si doua diode;

b)cu punte cu diode

31. Redresor bialternanta cu transformator cu priza mediana

Schema acestui tip de redresor este prezentata in figura urmatoare:

Se considera in continuare ca transformatorul si diodele sunt ideale, adica rezistenta secundarului transformatorului este nula si rezistenta in conductie a diodelor este nula. Cele doua sectiuni ale infasurarii secundarului sunt identice, adica . Diodele conduc alternativ, adica: pentru semialternanta pozitiva conduce D1iar pentru semialternanta negativa conduce D2.

Expresia analitica a tensiunii redresate:

Ca si in cazul precedent exista doua componente ale lui Us(ωt) o componenta continua U0 si una alternativa U~ .Se poate scrie:

pentru n=2,4,6,..

Deci:Rezulta:

- randamentul:

3.2. Redresor bialternanta cu punte de diode

Schema unui astfel de redresor este prezentata in figura de mai jos.

In timpul semialternantei pozitive diodele D1 si D3 sunt polarizate direct, curentul inchizandu-se prin Rs. Diodele D2 si D4 sunt polarizate invers deci blocate.

In timpul semialternantei negative D2 si D4 sunt polarizate direct si conduc, curentul inchizandu-se prin Rs, in acelasi sensca si in cazul semialternantei pozitive D1 si D3 sunt polarizate invers si deci blocate. Toti coeficientii KR, F si γ au aceasi valoare ca la redresorul cu priza mediana. Comparand cele doua scheme de redresoare dubla alternanta se pot retine urmatoarele:

-          pentru aceeasi putere P0 in sarcina, puterea aparenta necesara transformatorului este mai mare la schema cu punct median;

-          la schema in punte, datorita conductiei in permanenta a doua diode, rezulta o cadere de tensiune pe diode, dubla fata de schema cu punct median;

-          tensiunea redresata obtinuta cu a doua schema, pentru aceeasi tensiune in secundarul transformatorului, este de doua ori mai mare;

-          tensiunea inversa maxima pe diode, pentru aceeasi tensiune redresata este de doua ori mai mare la schema cu punct median.

Proiectarea unui circuit de redresare se incepe cu urmatoarele date:

-          valoarea medie a tensiunii redresate U0 necesar

-          valoarea maxima a curentului mediu redresat necesar I0max necesar

In cataloagele de firma pentru fiecare dioda se dau:

-          valoarea medie maxima a curentului prin dioda : I0max

-          valoarea tensiunii de strapungere a diodei la polarizare inversa : UR

Pe baza datelor din catalog se alege o dioda care sa asigure;

I0 > I0max necesar

UR > U2max necesar

O data ales tipul diodei, se determina din catalog (din caracteristica diodei) caderea de tensiune pe dioda, la polarizare directa, pentru curentul I0max necesar se noteaza cu UF. Puterea medie disipata pe dioda este Pd = I0max necesar UF . Aceasta valoare trebuie sa fie mai mica decat Pdmax (din catalog) . Pe baza lui Pd se calculeaza suprafata radiatorului aferent.

4. Filtre de netezire

Analizind variatia in timp a curentului si tensiunii redresate se constata ca acestea au un caracter pulsatoriu. Pentru a obtine o tensiune continua e necesar ca pulsatiile tensiunii redresate sa fie reduse cat mai mult posibil cu ajutorul unui filtru de netezire. In acelasi timp, filtrul trebuie sa produca o atenuare neinsemnata a tensiunii redresate. Din dezvoltarea in serie Fourier a functiei periodice a tensiunii de redresate s-a constatat ca aceasta contine ocomponenta continua si o infinitate de componente alternative (armonici). Filtrul de netezire trebuie sa atenueze cat mai putin componenta continua a tensiunii redresate si sa atenueze cat mai mult componentele alternative ale acestei tensiuni. Pentru a indeplini aceasta functiune, filtrul trebuie sa cuprinda fie elemente de circuit cu impedanta mare in c.a., legate in serie in circuit fie elemente de circuit cu impedanta mica in c.a., legate in paralel. Astfel, filtrele de netezire se impart in doua categorii: cu intrare pe inductanta (reactanta = ωL) si cu intrare pe capacitate (reactanta).


a).Utilizarea bobinei ca filtru se bazeaza pe proprietatea inductantei de a se opune variatiei curentului prin ea. Variatia in timp a tensiunii redresate in cazul folosirii bobinei ca filtru si in absenta ei sunt prezentate in figura c).

c). Filtru cu intrare pe inductanta d). Filtru cu intrare pe condensator

Cu U0 = tensiunea medie redresata; Ua =amplitudinea componentei alternative care se mai resimte pe rezistenta de sarcina la redresarea bialternanta. Raportul γ = Ua/U0 = factor de ondulatie. In cazul filtrului inductiv se poate demonstra ca γ =

Aceasta expresie arata ca efectul de filtrare este mai bun (γ mai mic) cu cat Rs este mai mic (curentul de sarcina este mai mare) si cu cat L este mai mare. Tinand cont ca frecventa este de 50 Hz pentru realizarea unei inductante cat mai mari se utilizeaza de obicei bobine cu miez de fier.

a) Daca se considera un circuit de redresor bialternanta cu punct de nul caruia i s-a adaugat in paralel cu rezistenta de sarcina, Rs, un condensator de capacitate C, se realizeaza o filtrare capacitiva.

Se observa din figura d). forma de unda a tensiunii pe condensator. Condensatorul se incarca prin circuitul format din secundar si rezistenta diodei care conduce (este polarizata direct). Rezistenta diodei in conductie se stie ca este foarte mica rezultand astfel curentul de incarcare mare si timpul de incarcare scurt. Deci condensatorul se incarca si inmagazineaza energie. Din momentul in care tensiunea din secundar este mai mica decat tensiunea oe condensator, condensatorul se descarca pe rezistenta Rs, furnizand energie (curent). Descarcarea se face lent deoarece Rs este mult mai mare decat rezistenta in stare de conductie a diodei. In consecinta tensiunea redresata e practic continua.

Din figura se observa si ca dioda redresoare care este in conductie conduce atata timp cat tensiunea din secundar este mai mare decat tensiunea pe condensator. Din momentul in care tensiunea din secundar este mai mica decat tensiunea pe condensator, dioda se polarizeaza invers si se blocheaza si condensatorul este cel care furnizeaza curentul pentru Rs. Forma de unda a tensiunii filtrate pe condensator este triunghiulara si se poate arata ca factorul de ondulatie are forma γ =. Aceasta relatie arata ca efectul de filtrare creste o data cu cresterea lui Rs (scaderea curentului de sarcina). Efectul de filtrare se mareste o data cu cresterea capacitatii condensatorului. Cresterea capacitatii atrage dupa sine cresterea impulsurilor de curent prin diode, care in primele semialternante (cand condensatorul este descarcat) poate sa ajunga la valori de 30 100 ori mai mari decat curentul de sarcina, distrugand transformatorul si dioda redresoare.

Tensiunea medie redresata pentru aceeasi tensiune alternativa si acelasi curent de sarcina este mai mare in cazul unui filtru cu intrare pe capacitate decat la un filtru inductiv, dar la filtrul inductiv raportul dintre curentul de varf si curentul mediu este mai mic.

Pentru a se obtine un efect de filtrare cat mai mare (γ mic) se utilizeaza combinatii ale acestor doua filtre simple.

 

 

DISTRIBUIE DOCUMENTUL

Comentarii


Vizualizari: 643
Importanta: rank

Comenteaza documentul:

Te rugam sa te autentifici sau sa iti faci cont pentru a putea comenta

Creaza cont nou

Distribuie URL

Adauga cod HTML in site

Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2014. All rights reserved