REDRESORUL CU DUBLA ALTERNATA

REDRESORUL CU DUBLA ALTERNATA

            Deoarece un redresor ideal trebuie sa aibe factorul de

ondulatie trebuie sa fie zero, sau cel putin sa tinda spre zero , iar in c azul unui redresor cu monoalternanta factorul de ondulatie este mai mare , iar forma tensiunii redresate nu este multumitoare am ales schema unui redresor cu dubla alternanta.

            Avantajele acestui redresor sunt:

·        Forma de unda este mai apropiata de cea continua

·        Randamentul acestui redresor este de 80% fata de doar 40% in cazul redresorului monoalternanta

·        Redresorul cu dubla alternanata realizeaza incarcarea simetrica a retelei de tensiune alternative

            Dezavantajele sunt:

·        Diodele trebuie sa suporte o tensiune inverse mai mare decat in cazul redresorului cu monoalternanta

·        Schema este mai complicata

1 MODUL DE FUNCTIONARE

          Functionarea redresorului este urmatoarea,in timpul aplicarii alternatei pozitiva la o intrarea A a circuitului , conduc diodele D₁ si D₃ care sunt polarizate direct , conduc si determina aparitia unui curent i_A ce strabate rezistenta R₁ in sensul indicat in figura,in acest interval in intrarea B se aplica alternanta negativa circuitului iar diodele D₂ respectiv D₄ sunt polarizate invers si curentul prin circuitul lor este nul.

Cand se aplica alternanta negativa la intrarea A , diodele D₁ si D₃ sunt polarizate invers si se blocheaza , si respective aparand alternanta pozitiva la intrarea B diodele D₂ si D₄ conduc.In circuit apare curentul i’_A ce strabate R₁.Observatia fundamentala este ca si in alternantele negative impulsurile de curent i’_A circula prin R₁ in acelasi sens cu i_A, obtinandu-se curentul redresat i₀ ,format din impulsuri de aceeasi polaritate.

            Curentul din rezistorul de sarcina este:

                                    I₀=2*U_max / Π R_s                       

I₀ – curentul din resistor de sarcina

U_max – tensiunea maxima

R_s – rezistenta de sarcina

            In felul acesta,la bornele sarcinii apare o tensiune de forma indicata in figura de mai jos.      

Forma indicate in figura are urmatoarea expresie amtematica:

     U_s=2*U / Π * [ 1+ 2/3 sin(2ω – Π/2 ) + 2/15 sin(4 ωt – Π/2 ) + … ]

U_s – tensiunea redresata de la bornele sarcinii

U -  ???

            Pentru a aprecia cat de apropiata este forma tensiunii redresate de aceea a tensiunii continue , se introduce un coeficient numit factor de ondulatie notat cu γ , care este definit astfel:

γ = ampltudinea componentei / amplitudinea componentei continue        

γ =U_{1 /} U₀ = ( 4/3Π*U_sm ) / ( 2/Π*U_sm )         unde U₁= U_m / Π si U₀=U_m/ Π

Redresoarele se alimenteaza de obicei de la reteaua de energie electrica insa in functie de puterea lor se alimenteaza diferit.Un redresor de pana la 1kW se alimenteaza in curent aternativ monofazat iar cele de puteri mari se vor alimenta in curent alternativ trifazat.

Cea mai inportanta proprietate pe care trebuie sa o indeplineasca este aceaa de a conduce unilateral.

     Clasificarea redresoarelor:

1.Dupa tipul  tensiunii alternative redresoarele pot fi:

-monofazate

-polifazate(in general trifazate)

Dupa numarul de alternante ale criteriului alternativ pe care le redreseaza:

-monoalternanta

-bialternanta

3.Dupa posibilitatea controlului asupra tensiunii redresate:

-necomandate

-comandate sau reglabile

4.Dupa natura sarcinii

-cu sarcina rezistiva(R)

-cu sarcina inductiva(RL)

-cu sarcina capacitiva(RC)

                    

                                                  

Distribuirea energiei electrice prin reteaua de curent alternativ constituie principala sursa de alimentare a montajelor electronice.Pentru ca un montaj electronic sa functioneze, trebuie sa fie alimentarea cu tensiune continua a unui dispozitiv electronic ne folosim de o sursa de curent continuu ce reprezinta tema acestui proiect.

Prezentam in continuare schema bloc a unei surse reglabile e tensiune continua de la 0 la 24V.Schema din figura 1 se compune din:

- Transformator de tensiune

- Redresor de tensiune

- Filtru

- Regulator de tensiune

Figura 1

Parametrii de functionare, stabilesc valorile admisibile ale tensiunii de intrare, precum si a celei de iesire a regulatorului, de asemenea oscilatiile curentului de sarcina, cat si temperatura mediului ambiant ca factori de influenta asupra componentelor electronice.Ele sunt:

- Tensiunea de intrare Uin=220V(+10%-15%)c.a

- Frecventa retelei - 50 Hz c.a.

- Tensiunea de iesire Uies=14-17V(+1%-1%)c.c.

- Curentul maxim de sarcina Is=1A

- Temperatura - 5sC+25sC

Principiul transformatorului:

Transformatorul este o ,,masina’’ electrica a carei functionare are la baza principiul inductiei mutuale.De obicei, acesta consta dintr-un miez feromagnetic pe care sunt infasurate doua bobine cu numar de spire diferit.

                Daca prima bobina (infasurarea primara) este parcursa de un curent electric alternativ, campul magnetic generat va fi variabil, iar prin circuitul celei de-a doua bobine (infasurarea secundara) va apara o variatie de flux. O t.e.m. indusa  alternativa se va  forma de-a lungul secundarului.

Daca secundarul este inchis pe o sarcina de exemplu una rezistiva, aceasta va fi parcursa de un curent alternativ.

In cazul transformatorului ideal (rezistenta infasurarii electrice =0, fluxuri magnetice de scapari nule intre primar si secundar), puterea electrica din primar va fi egala cu cea din secundar:

U1 x I1 = u2 x I2

Intr-un transformator ideal, aceasta relatie poate fi adevarata:

U 1                      N 1

——    =  ——  = k

U 2                      N 2

Unde: U1 si U2  sunt valorile efective ale tensiunilor din primar respective din secundar; N1  si N2 reprezinta numarul de spire din primar si secundar, iar k se numeste raport de transformare.

In functie de destinatia lor , transformatoarele se pot clasifica in:

·                                         Transformatoare de alimentare ( in general la frecventa retelei de 50 Hz ). Daca intre primar si secundar exista si un cuplaj galvanic, cu sau fara posibilitatea reglarii tensiunii de iesire, este vorba de un ,, autotransformator’’.

·                                         Transformatoare de semnal (de audiofrecventa sau de radiofrecventa, cu sau fara miez magnetic). Ele se folosesc pentru adaptarea impedantelor sau nivelurilor de tensiune/curent, pentru cuplarea etajelor de amplificare, pentru izolarea galvanica (in c.c.) a unor circuite.

Redresorul realizeaza conversia tensiunii alternative furnizata de iesirea transformatorului in tensiune pilsatorie(redresare dubla alternanta)cu ajutorul unei punti redresoare monolitice.(Figura 3)

Puntea redresoare are in componenta un grup de patru diode redresoare. Cea mai importatnta proprietate a diodelor semiconductoare cu jonctiune este comportarea lor diferita la tensiuni de polarizare directe si inverse.

 Datorita acestei comportari la aplicarea unei tensiuni alternative ele vor functiona pe alternanta pozitiva a acesteia, conducand curenti mari(comportandu-se practic ca scurt-circuit), iar pe alternanta negativa ele vor bloca lasand sa treaca doar curenti mici, incat pot fi considerati neglijabili.

Utilizand o punte redresoare pe o alternanta vor conduce diodele D1 si D3 iar pe cealalta vor conduce diodele D2 si D4.  (ANEXA 3)

Figura 3

            Diodele redresoare sunt realizate din germaniu sau siliciu. Din punct de vedere functional, dioda este construita sa functioneze la anumite valori bine stabilite  ale parametrilor, tensiune directa, curent direct, tensiune inversa, curent invers.

             Ele au rolul de a transforma un semnal electric de forma sinusoidala intr-un semnal pulsatoriu. (Figura 4)

Pentru a micsora riplul(variatia) tensiunii de iesire a redresorului se pune in paralel cu iesirea acestuia un condensator de valoare mare, care se incarca la o valoare medie de 24V.

Condensatorul reprezinta un ansamblu format din doua suprafete numite armaturi separate printr-un material dielectric. Capacitatea unui condensator de a acumula sarcini electrice atunci cand I se aplica la boprne o diferenta de potential se exprima in unitate de masura specifica condensatoarelor denumita Farad.

In schema sursei de tensiune condensatorul de filtraj este C2=1000μF la tensiunea de 63V (condensator elecrolitic). In plus la alegerea condensatorului de filtraj se are in vedere tensiunea maxima de la bornele sale datorita faptului ca la bornele lui C2 tensiunea nu depaseste valoarea de 30V, se alege capacitaea lui C2 sa reziste la o tensiune de 63 V, valoare suficient de mare pentru a nu fi depasita de riplurile tensiunii de lal iesirea redresorului.

Lampa L1 pusa in paralel cu tensiunea de iesire indica prezenta tensiunii de la bornele regulatorului de tensiune. De asemenea la iesirea montajului mai avem un voltmetru electromagnetic etalonat de la 0 la 25V pt a ne indica valoarea tensiunii ce vrem sa o scoatem la iesire.

                            Condensatorul C4 are rolul de a filtra tensiunea din circuitul de sarcina. Dioda D7 montata prin polaritate inversa fata de tensiunea iesirii este o protectie la inversare de tensiune.

Cu ajutorul acestui montaj realizat practic s-a reusit obtinerea unei tensiuni variabilede la 14 la 17V si curent de 1A la tensiune maxima.

Montajul practic a fost realizat pe o placuta de cablaj conventional. Fiecare piesa s-a lipit de cablaj cu un aliaj de CuSn ( fludor) cu pistolul de lipit urmarind indeaproape schema.

S-a urmarit ca valoarea pieselor sa fie cat mai aproape de valorile calculate ale rezistentelor si celorlalte elemente pasive si active, puterea acestor piese fiind cea reiesita din calcul.

           In montaj s-a mai introdus si o siguranta fuzibila in primarul transformatorului de retea cu rol de a proteja montajul la un eventual scurt-circuit.