Поясните влияние С-фильтра на внешнюю характеристику выпрямителя.

U

U_oxxc С-фильтр

U_oxx Без фильтра

I

Внешней характеристикой выпрямителя называют зависимость среднего значения выпрямленного напряжения от среднего значения выпрямленного тока нагрузки при неизменной величине входного напряжения.

U_oxx — среднее значение выпрямленного напряжения в режиме холостого хода.

U_oxx= √2U₂

для двухполупериодного выпрямителя. Нелинейность характеристики объясняется нелинейностью ВАХ вентилей. Внешняя характеристика выпрямителя с - фильтром начинается с U_oxx, равного амплитудному значению U_2m , до которого заряжается конденсатор

U_oxxc=U_2m=√2U

Наклон характеристики зависит не только от активных сопротивлений в выпрямителе, но и от емкости . Чем больше C , тем медленнее разряд (больше ) и меньше наклон характеристики.

По экспериментальным данным поясните, как влияет сглаживающий фильтр на величину выпрямленного напряжения и коэффициент пульсации.

Для уменьшения пульсации выпрямленного напряжения между выходными зажимами выпрямителя и нагрузкой включают сглаживающий фильтр, который значительно ослабляет пульсацию выпрямленного напряжения за счет подавления гармоник.

В приближенных расчетах можно считать, что выпрямленное напряжение получится таким, как эффективное значение напряжения на вторичной обмотке.

Сравните экспериментальные зависимости выпрямленного напряжения однофазного мостового и однополупериодного выпрямителя от напряжения на входе выпрямителя сравните экспериментальные зависимости выпрямленного напряжения однофазового мостового выпрямителя от напряжения на входе выпрямителя при наличии и отсутствии сглаживающего фильтра.

переменное напряжение меньше выпрямленного напряжения. Это происходит потому что вольтметр переменного тока показывает среднеквадратичное значение измеряемого напряжения, которое меньше амплитудного в 1,41 раз (корень из 2х). После выпрямителя полученное постоянное напряжение возрастает до значения амплитудного. Но на практике "подъем" напряжения может быть меньшим, чем в 1.41 раза. Это зависит от мощности нагрузки.

Сравните экспериментальные зависимости выпрямленного напряжения однофазового мостового выпрямителя от напряжения на входе выпрямителя при наличии и отсутствии сглаживающего фильтра.

Для уменьшения переменной составляющей выпрямленного напряжения, т.е. для ослабления пульсации, между выпрямителем и нагрузкой устанавливается сглаживающий фильтр, который обычно состоит из реактивных сопротивлений( т.е. те которые включают в себя индуктивность и ёмкость).

Максимальное обратное напряжение на диоде Uобр max=Uвх max=πUнср , т.е. более

чем в три раза превышает среднее выпрямленное напряжение (это следует учитывать при выборе диода для выпрямителя). Как мы видим из наших экспериментов выпрямленное напряжение ниже чем, напряжение на входе с фильтром.

22. поясните форму осциллограмм напряжения на нагрузке для однополупериодного и мостового выпрямителей. Как влияет сглаживающий фильтр на кривую выпрямленного напряжения? Как изменится эта кривая при увеличении емкости конденсатора.

Осциллограмма напряжения на нагрузке однополупериодного выпрямителя.

U_н

t

Как видно на осциллограмме напряжение со вторичной обмотки трансформатора проходит через вентиль на нагрузку только в положительные полупериоды переменного напряжения. В отрицательные полупериоды вентиль закрыт и напряжение в нагрузку подается только с заряженного в предыдущий полупериод конденсатора. При отсутствии конденсатора пульсации выпрямленного напряжения довольно значительны.

Осциллограмма напряжения на нагрузке мостового выпрямителя.

U_н

При выпрямлении положительного полупериода переменного напряжения ток проходит по следующей цепи: Верхний вывод вторичной обмотки — верхний вывод нагрузки – нагрузка - нижний вывод нагрузки – нижний вывод вторичной обмотки – обмотка.

При выпрямлении отрицательного полупериода переменного напряжения ток проходит по следующей цепи: Нижний вывод вторичной обмотки –верхний вывод нагрузки - нагрузка – нижний вывод нагрузки –верхний вывод вторичной обмотки – обмотка.

Как мы видим, в обоих случаях направление тока через нагрузку одинаково.

Как влияют сглаживающие фильтры на кривую выпрямленного напряжения?

Наличие пульсаций выпрямленного напряжения ухудшает работу потребителей, питаемых от выпрямителей. Например, при питании двигателей постоянного тока пульсирующим напряжением ухудшаются условия коммутации тока и увеличиваются потери в двигателе. При питании радиоаппаратуры пульсации напряжения резко ухудшают работу устройств, создавая на выходе усилителей фон, т.е. дополнительные колебания выходного напряжения низкой частоты. Вследствие этого пульсации напряжения на нагрузке должны быть снижены до значений, при которых не сказывалось бы их отрицательное влияние на работу установок.

Для уменьшения пульсации выпрямленного напряжения на выходе выпрямителя устанавливается специальное устройство, называемое сглаживающим фильтром.

23. Приведите форму осциллограммы на входе однофазного мостового выпрямителя, если: