Статические преобразователи переменного тока в постоянный

На ЛА для преобразования переменного тока в постоянный наибольшее распространение получили трансформаторно-выпрямительные блоки (ТВБ) или выпрямительные установки (ВУ).

Выпрямительные установки применяют не только в качестве источников питания вторичной системы электроснабжения, но и для получения различных напряжений постоянного тока, необходимых для питания отдельных внутренних цепей потребителей электрической энергии. ТВБ и ВУ состоят из следующих основных элементов: трансформатора, выпрямителя, сглаживающего фильтра и вспомогательного устройства для регулирования напряжения, защиты от перегрева и сигнализации.

Наибольшее распространение в ВУ получили двухфазные и трехфазные мостовые схемы выпрямления, но для вторичных источников питания используются и другие схемы выпрямления (рис. 1).

Рисунок 1 – Схемы выпрямления и графики выпрямленного напряжения

Основные данные схем выпрямления приведены в табл. 1.

Таблица 1 Основные ТХ схем выпрямления

В таблице 1 приняты следующие обозначения:

Ua — среднее значение выпрямленного напряжения;

I₀ — среднее значение выпрямленного тока;

U_обр — обратное напряжение, приложенное к вентилю в непроводящую часть периода;

U_m2—амплитудное значение напряжения вторичной обмотки;

I₂ — действующее значение тока вторичной обмотки;

Р₀ — среднее значение мощности постоянного тока;

Р— мощность источника;

k_п — коэффициент пульсаций (k_n = Um/Uo);

η — КПД выпрямителя (η=Ро/Р).

Характеристики, приведенные в табл. 1, соответствуют работе выпрямителей только на активную нагрузку при синусоидальном входном напряжении. При других видах нагрузок существенно изменяются соотношения токов, напряжений и мощностей.

Как видно из табл. 1, .наибольшее среднее выпрямленное напряжение и наименьший коэффициент пульсаций имеют трехфазные схемы и с этой точки зрения они являются наиболее предпочтительными.

В качестве вентилей в ВУ используются кремниевые и германиевые диоды, обладающие высокой надежностью, большой механической прочностью и малой инерционностью.

Допустимое значение плотности тока для германиевых диодов составляет 75 А/см². Благодаря малому внутреннему сопротивлению диода его КПД имеет большое значение (95—99%). К недостаткам диодов следует отнести сильную зависимость параметров от температуры. При температуре +50°С амплитуда допустимого обратного напряжения снижается на 35—40%. Допустимая рабочая температура для германиевых диодов составляет 80°С.

Кремниевые диоды сохраняют свои выпрямительные свойства в диапазоне температур от —60 до +200°С, имеют допустимые обратные напряжения 1000 В, плотность тока 100—120 А/см².

На рис. 2 представлена принципиальная схема трансформаторно-выпрямительного блока (ТВБ-6).

Рисунок 2 - Принципиальная схема трансформаторно-выпрямительного блока (ТВБ-6)