Classificació dels rectificadors de semiconductors

Un dispositiu dissenyat per convertir l'energia d'una font de corrent altern en corrent continu s'anomena rectificador. El rectificador es pot representar en forma d'un diagrama de blocs mostrat a la fig. 1.

Caracteritzem els elements principals de l'esquema:

a) un transformador de potència serveix per fer coincidir la tensió d'entrada i sortida del rectificador i la separació elèctrica dels circuits rectificadors individuals (és a dir, separa la xarxa de subministrament i la xarxa de càrrega);

b) un bloc de vàlvules proporciona un flux unidireccional de corrent al circuit de càrrega, com a resultat del qual la tensió alterna es converteix en una tensió pulsatòria;

v) filtre suavitzant dissenyat per reduir les ondulacions de tensió a la càrrega fins al valor requerit;

G) Regulador de tensió, que s'utilitza per estabilitzar el valor mitjà de la tensió rectificada quan la tensió d'alimentació fluctua o quan canvia el corrent de càrrega.

Arròs. 1 — Esquema de blocs del rectificador

La relació entre els paràmetres del rectificador depèn en gran mesura del circuit rectificador.Sota el circuit rectificador, entengueu l'esquema de connexió dels bobinats del transformador i el procediment per connectar les vàlvules als bobinatges secundaris del transformador.

Els circuits rectificadors (rectificadors) es classifiquen segons les següents característiques principals:

1. Pel nombre de fases del subministrament de corrent altern, distingeix entre rectificadors monofàsics i rectificadors trifàsics.

2. Mitjançant el mètode de connexió de vàlvules al bobinatge secundari del transformador: circuits zero utilitzant el punt zero (mitjà) del bobinatge secundari del transformador i circuits del pont en què el punt zero està aïllat o els bobinatges secundaris del transformador són delta connectat.

Circuit rectificador de pont monofàsic

Diagrames de temps de tensions i corrents d'un pont rectificador

Amb una polaritat positiva de la tensió al bobinatge secundari del transformador (la polaritat s'indica sense claudàtors) a l'interval 0 — υ1 (0 — π), el corrent és transportat pels díodes D1 i D2. La caiguda de tensió a través dels díodes a l'interval de conducció és propera a zero (vàlvules ideals), per tant, s'aplica una mitja ona positiva de la tensió al bobinatge secundari del transformador a la càrrega, creant-hi una tensió ud = u2. En l'interval υ1 — υ2 (π — 2π) s'invertirà la polaritat de les tensions u1 i u2, fet que comportarà el desbloqueig dels díodes D3 i D4. En aquest cas, la tensió u2 es connectarà a la càrrega amb la mateixa polaritat que en l'interval anterior. Per tant, la tensió de sortida ud amb una càrrega purament resistiva del pont rectificador té la forma de semiones de tensió unipolar (ud = u2).

3.El consum d'energia dels rectificadors de càrrega es divideix en potència baixa (unitats de kW), potència mitjana (desenes de kW) i potència alta (Ppot> 100 kW).

4. Independentment de la potència del rectificador, tots els circuits es divideixen en cicle únic o mig cicle i en dos cicles (ona completa).

Cicle únic: són circuits en què el corrent passa pels bobinatges secundaris del transformador una vegada per període (mig període o part d'aquest). Tots els circuits zero són únics.

Un circuit rectificador d'ona completa monofàsica amb la sortida de punt zero del transformador

Diagrames de temps d'un rectificador monofàsic de sortida zero amb una càrrega activa

La rectificació d'ona completa en el circuit s'aconsegueix fent un transformador amb dos bobinatges secundaris. Els bobinatges estan connectats en sèrie i tenen un punt zero (centre) comú. Els extrems lliures dels bobinatges secundaris del transformador estan connectats als ànodes de les vàlvules D1 i D2, i els càtodes de les vàlvules connectades entre elles formen el pol positiu del rectificador. El pol negatiu del rectificador és el punt de connexió comú (neutre) dels bobinatges secundaris. Així, el transformador serveix en aquest circuit tant per fer coincidir la magnitud de la tensió d'alimentació i la tensió de la càrrega, com per crear un punt mitjà (zero). És obvi que les tensions als terminals dels bobinatges secundaris del transformador u1 i u2 (o EMF e1 i e2) són iguals en magnitud i es desplacen en relació al punt zero en 180 °, és a dir. estan en antifase.

En qualsevol moment, aquest díode condueix un corrent el potencial ànode del qual és positiu.Per tant, a l'interval 0 — π, el díode D1 està obert i la tensió de fase del bobinatge secundari del transformador ud = u2-1 s'aplica a la resistència de càrrega Rn (Rd). El díode D2 en el rang 0 — π està tancat perquè se li aplica una tensió negativa. Al final de l'interval, les tensions i corrents del circuit són zero.

En el següent interval de funcionament del circuit π — 2π, les tensions dels bobinatges primari i secundari inverteixen la seva polaritat, de manera que el díode D2 estarà obert i el díode D1 es tancarà. A més, els processos de la cadena de correcció són iteratius. La corba de tensió rectificada ud consta de mitges ones unipolars de la tensió de fase del bobinatge secundari del transformador. La forma del corrent de càrrega amb una càrrega purament resistiva segueix la forma de la tensió. Els díodes D1 i D2 condueixen el corrent en sèrie durant mig període.

5. Amb acord previ:

a) rectificadors de baixa potència, per regla general, monofàsics, utilitzats en sistemes de control, per alimentar blocs individuals d'equips electrònics, en equips de mesura, etc.;

b) Els rectificadors de mitjana i alta potència serveixen com a fonts d'alimentació per a instal·lacions industrials.

6. Els esquemes de redreçament es divideixen en simples i complexos. Els circuits simples inclouen circuits monofàsics i trifàsics, neutre i pont. En circuits complexos (o complexos), diversos circuits simples es connecten en sèrie o en paral·lel.

7. Segons el tipus (naturalesa) de la càrrega. Els circuits rectificadors monofàsics es caracteritzen per una pulsació significativa de la tensió rectificada. Per reduir l'ondulació de tensió a la càrrega, s'utilitzen filtres de suavització basats en els elements reactius de les boques (L) i condensadors (C). La naturalesa del circuit d'entrada del filtre de suavització juntament amb la càrrega determina el tipus de càrrega del rectificador. Es distingeix entre el funcionament del rectificador per a càrrega activa (R — NG), càrrega activa-inductiva (RL — NG), càrrega activa i filtre capacitiu (RC — NG).

Comú a tots els rectificadors és el seu ús principalment amb RL — NG. Això es deu al fet que els rectificadors de baixa potència funcionen més sovint amb un filtre LC i els rectificadors d'alta potència amb un filtre L.

7. Per control, diferenciar entre rectificadors no controlats i controlats.

Ph.D. Kolyada L.I.