Схема двухполупериодного выпрямителя

Iо=2*Iм/π≈0.64Iм-постоянная составляющая

Действующее значение тока нагрузки

27.УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ

Усилители - устройства для уве­личения значений параметров эл. сигналов за счет энергии источника. Подразделяют на усилетели напряжения Ku = U2/U1, мощности Kp = P2/ P1, силы тока Ki = I2/I1

Классификация У. э. к. В зависимости от вида применяемых усилительных элементов различают транзисторные и ламповые У. э. к., диодные регенеративные усилители и т.д.

В транзисторных У. э. к., собранных на биполярных транзисторах или полевых транзисторах, в зависимости от того, какой из выводов усилительного элемента является общим для входа и выхода усилительного каскада, различают каскады с общим эмиттером или истоком, с общей базой или затвором и с общим коллектором или стоком. В У. э. к. на биполярных транзисторах из-за наличия входного тока на управление транзистором приходится затрачивать определённую мощность. Усилительный каскад с ОЭ.Типовая схема выделена на рис. 15.2 сплошной линией. Источник усиливаемого сигнала (внутри штриховой линии) с внутренним сопр. RBT и ЭДС ес = uс. Конденсаторы C1 и С2 отделяют цепь пост. тока (цепь пита­ния) от цепи источника сигнала и цепи приемника с сопротив­лением нагрузки RH. Если напряжение входного сигнала uс невелико, то работу м/о представить в виде наложения ре­жима покоя и режима малого сигнала- рис 15.3. Режим покоя определяется по методу нагрузочной харак-ки IK=(E-UКЭ)/(RК+RЭ)

основные параметры усилительного каскада с ОК:

- входное сопр-е

Усилительный каскад с ОБ имеет при соизмери­мом значении коэф. усиления напряжения большее зна­чение граничной частоты. Однако он имеет малое входное и боль­шое выходное сопротивления. применяется редко.

28.СТАБИЛИТРОНЫ

Стабилитроны — диоды, предназначенные для стабилизации напряжения в схеме при изменении тока, протекающего через диод. Основной параметр -напряжение стабилизации в рабочей точке, для которой задается дифференц-ое сопр-е -отношение изменения напряжения стабилизации к вызвавшему его малому изменению тока стабилизации. Стабильность работы стабилитронов хар-ся величиной дрейфа напряжения стабилизации, указывающей макс. абсолютную величину изменения напряжения стабилизации в течение времени. Нормируется также разброс напряжения стабилизации от прибора к прибору. Диод, в котором для стабилизации используется прямая ветвь ВАХ - стабистор. Напряжение стабилизации стабисторов составляет несколько десятых долей вольта. Макс. режим работы для стабилитронов и стабисторов хар-ся макс. током стабилизации и макс. рассеиваемой мощностью.

Исп-ся явление неразрушающего эл. пробоя (лавинного пробоя) р-n перехода при Uобр= Uпроб.

При изменении тока пробоя стабилитрона от I_{СР MIN} до I_{СР MAX} напряжение меняется мало

U= U_ПОР +R_ДИФ.СТ I_СТ, где U_ПОР и R_ДИФ.СТ –пороговое напряжение проводимости и дифференциальное сопр-е стабилитрона. Температурный коэффициент стабилизации напряжения (ТКН) α_Н, %/ºС = относительному изменению напряжения стабилизации при изменении температуры на 1 °С и постоянном номинальном токе стабилитрона. Для низковольтных стабилитронов (U_CТ.НOM = 3,3—5,6 В) ТКН имеет отрицательные значения, для стабилит­ронов с U_CТ.НOM > 6 В — положительные. Бывают малой, средней, большой мощности.

29.Тиристоры и их использование в электрических схемах

полупроводниковый прибор с двумя устойчивы­ми состояниями и тремя или более последовательно включенны­ми р-п-переходами, которые могут переключаться из закрытого состояния в открытое, и наоборот. Различают управляемые (триодные), и неуправляемые (диодные) тиристоры. Диодный тиристор имеет 2 вывода — анодный и катодный. Его переключение из одного устойчивого состояния в другое в цепи переменного тока определяется методом нагрузочной ха­р-ки. При плавном увеличении от нулевого значения ЭДС е = Е_т sin ωt диодный тири­стор сначала будет закрыт и ток в цепи мал (точка 1 на ВАХ). В точке 2 ВАХ диодного тиристора напряжение на нем достигнет напряжения включения U = U_вкл. Дальнейшее увеличение ЭДС е при­ведет к резкому изменению режима работы цепи (точка 3), т.е. включению диодного тиристора. В т. 4 напряжение достигнет на­пряжения выключения. Дальнейшее уменьш-е ЭДС е приводит к вы­ключению.

Триодный тиристор (тиристор) кроме анодного и катодного выводов имеет еще вывод управляющего электрода (УЭ), кото­рый подключается либо к ближайшей к катоду p-области, либо к ближайшей к аноду n-области. Различают катодное и анодное управление тиристором. Структура тиристора с катодным управлением и ВАХ на рис. 13.31.

При изменении напряжения управления U_YN изменяется и на­пряжение включения тиристора U_ВКЛ. Для выключения триодного тиристора н/о уменьшить его ток практически до нуля и затем в течение некоторого време­ни приложить напряжение U< 0.

Тиристоры только с управляемым включением называются однооперационными; тиристоры с управляемым включением и вы­ключением — двухоперационными.

Запираемые триодные тиристоры- разновидность управляемых, в которых запирание возможно за счет коротких по длительности импульсов напряжения U_yn обратной по­лярности.

Материал для тиристоров - кремний. Структура тиристора состоит из 4х областей монокристалла полупроводника с чередующимся типом электропроводности. Осн. область примен-я управление мощностью переменного и пост. тока, передаваемой от источника в нагрузку, а также в управляемых выпрямителях.

ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Своевременное подключение и отключение обо­рудования требует принятия тех или иных решений в зависимости от условий. Если наличие или отсутствие каждого усло­вия отождествить с напряжением электрического сигнала различ­ного уровня, то принятие решения возможно с помощью элект­ронных устройств на основе логических элементов. Такие устрой­ства реализуют логическое преобразование совокупности сигна­лов об условиях работы в совокупность сигналов управления технологическим процессом.

В зависимости от схем логических эле­ментов сигналы на их входах и выходах имеют либо отличные от нуля напряжения (положительное — «положительная логика» или отриц. — «отриц. логика»), либо близкие к 0, которые отождествляют с логической единицей и нулем. При этом работу логического элемента можно описать зависимостью логического значения выходного сигнала F от со­вокупности логических значений входных сигналовЭту зави­с-ть представляют таблицей истинности.

М/о док-ть, что для логических преобразований достаточно иметь 3 элементарных логических эл-та, выпол­няющих операции: логическое отрицание (логическое НЕ), логи­ческое сложение (ИЛИ) и логическое умножение (И).

Логические элементы реализуют логические ф-ии:

•элемент НЕ (инвертор) —F = ¯x;

•элемент ИЛИ (дизъюнктор) на 2входа F= х1 + х2

•элемент И (конъюнктор) на два входа —F= х1х2

Используется расширенный набор логиче­ских элементов, реализующих логические функции:

- ИЛИ—НЕ (стрелка Пирса) (рис. 16.8, а) F = (х1 + х2) (сверху черта на всю скобку); .

- И—НЕ (штрих Шеффера) (рис. 16.8, б)

F = х1х2 (сверху черта);

- импликация (рис. 16.8, в) F=x1+ x2(сверху черта т/о над x2) - запрет (рис. 16.8, г) F=x1x2(сверх черта т/о над x2)

- равнозначность (рис. 16.8, д)F= х1х2 + (х1х2) (сверху черта на всю скобку)

ЛЭ м/о построить так, что логи­ческие значения сигналов на одних ее входах будут запрещать или разрешать прохождение на выход цифровых данных по др. вхо­дам. Входы, или сигналы, ЛЭ-тов, управляющих др. входами, наз-ся стробирующими.

Рабочие св-ва ЛЭ определяет ряд пара­метров:

быстродействие — время задержки м/у сменой состояний входного и вых. сигналов (рис. 16.4, в);

нагрузочная способность, (коэф. разветвления) -число входов, которые м/о подключить к 1 выходу;

помехоустойчивость-мах допустимый уровень на­пряжения помехи, не вызывающий ложного переключения;

•степень генерирования помех — интенсивность колебаний тока при переключении эл-в;

•мощность рассеяния-мощ-ть потерь энерг. в эл-х.

Способы пуска АД

Важное практическое значение для оценки АД имеют их пусковые свойства. Эти свойства в основном определяются следующими величинами: I_пуск M_{вр. пуск.}(начальным пусковым вращающим моментом, длительностью пуска) В каталогах обычно указывают I_пуск/I_кон; M_{вр. пуск}/ M_{вр. кон}

В первый момент пуска частота вращения ротора n₂=0 и скольжение:

При пуске должны выполняться условия:

- вращающий момент должен быть больше момента сопротивления, создаваемого рабочим механизмом;

- пусковой ток I_пуск не должен иметь большие значения (I_пуск≤(5-7%) I_кон)

В зависимости от катушки ротора, мощности двигателя и характеристики нагрузки применяют различные способы пуска:

-прямой пуск

-пуск с использованием пусковых реостатов, включаемых в цепь обмотки фазного ротора

-пуск при пониженном U

При прямом пуске обмотка статора двигателя сразу включается на полное напряжение сети. При этом пусковые токи в статоре и роторе имеют максимальные значения. По мере разгона ротора S уменьшается и токи уменьшаются.

Бросок тока при пуске может вызывать значительное падение напряжения в сети, что может привести к остановке рядом работающих двигателей, так как момент создаваемый ими прямопропорционален квадрату напряжению сети (M≡U²). Данный способ пуска получил наибольшее применение для двигателей мощностью до 50 кВт.

Пуск с включением пускового реостата в цепь фазного ротора обеспечивает наиболее благоприятное соотношение между пусковым моментом и пусковым током. Этот способ связан со значительными потерями мощности в пусковом реостате. При пуске двигателя при пониженном напряжении существуют следующие способы понижения напряжения:

- переключением обмотки статора с «треугольника» на «звезду» (напряжение на статоре понижается в 1,73 раза)

- включением в цепь обмотки статора реактивных катушек (дросселей)

- подключением двигателя к сети ч/з понижающий трансформатор.

Пуск АД при пониженном напряжение связан с понижением пускового крутящего момента, что является существенным недостатком данного способа)

Машина постоянного тока обладает свойством обратимости, то есть может работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. Она состоит из неподвижного статора и вращающегося якоря. Статор состоит из станины, главных и дополни­тельных полюсов, подшипниковых щитов и траверсы со щетками. Станина имеет кольцевую форму, изготовляется из стального литья и выполняет функ­цию магнитопровода. Главные полюсы, выполненные из ферромагнитного ма­териала, служат для создания постоянного во времени и неподвижного в про­странстве магнитного поля, они имеют специальную обмотку, называемую об­моткой возбуждения. По этой обмотке пропускается постоянный ток (ток воз­буждения). В машинах малой мощности для создания поля могут использовать­ся постоянные магниты.

Дополнительные полюсы устанавливаются между главными и служат для улучшения условий коммутации. Коммутация - это процесс переключения сек­ций обмотки якоря из одной параллельной ветви в другую и связанные с этим явления. При плохой коммутации появляется значительное искрение под щет­ками, что приводит к обгоранию коллектора.

Подшипниковые щиты закрываю статор с торцов. В них впрессовываются подшипники и укрепляется щеточная траверса со щетками, изготовленными из графита или смеси графита с медью.

Якорь состоит из сердечника, обмотки и коллектора. Сердечник набран из листов электротехнической стали. В пазы сердечника укладывается медная об­мотка, состоящая из последовательно и параллельно соединенных секций. Кон­цы секций припаивают к пластинам коллектора, что образует замкнутую об­мотку якоря. Коллектор набран из медных пластин клинообразной формы, изо­лированных друг от друга и корпусами образующих в сборе цилиндр, который крепится на валу якоря.

1 –статор;

2 –катушка обмотки возбуждения

3 –дополнительный полюс

4 –якорь

5 –главный полюс

У машин постоянного тока существуют различные схемы включения обмотки возбуждения по отношению к обмотке якоря. По этому признаку они делятся:

- на машины, параллельного возбуждения, у которых обмотка возбуждения (ОВ) включёна параллельно обмотке якоря (ОЯ)

- машины последовательного возбуждения (последовательное включение ОВ и ОЯ);

- машины смешанного возбуждения (одна часть ОВ включается параллельно ОЯ, другая – последовательно)

- машины независимого возбуждения (ОВ подключена к независимому источнику питания).

Каждая из перечисленных схем включения ОВ и ОЯ имеет свои свойства.

Схема включения СД

1. Трехфазной обмотки давления соединенной поY

2. Магнитопровод ротора с обмоткой возбудителя (ОВ)

3. Два контактных кольца изолированных друг от друга и от вала

4. Щетки

5. Пусковой реостат

6. Источник постоянного тока

Р – переключатель

Способа пуска

1. Ппри пуске Р в положении 1

2. Ппри пуске Р в положении 2

При втором способе пуска пусковой ток ≈30% > больше чем на 1-ом способе пуска

СД имеет следующие преимущества перед АД:

1. М ≡ U (у АД: M≡U²)

2. не одну и ту же мощность КПД у СД >.

3. СД могут работать с различными cos φ при изменении тока возбудителя, что позволяет повысить cos φ в энергосистемах, уменьшая потери мощности в линейных линия энергопередачах.

Недостатки:

1. менее надежный в эксплуатации чем АД с к/з ротором

2. необходимость подвода 2-х напряжений