Опыт 2: Двухполупериодная схема выпрямления

Лабораторная работа №1

Схемы выпрямления однофазного тока.

Опыт 1: Однополупериодная схема выпрямления

Рис.1

Это простейшая схема однополупериодного выпрямителя. В этом выпрямителе диод (вентиль) включен последовательно с нагру­зочным резистором R_H и вторичной обмоткой трансформатора.

Напряжение U₂ изменяется по синусоидальному закону, т.е содержит положительные и отрицательные полуволны (полупериоды). Когда на диод со вторичной обмотки трансформатора поступает напряжение положительной полярности (''+'' приложен к аноду диода), диод открывается и через нагрузку протекает ток, а при отрицательной полярности ток не протекает, но к диоду прикладывается обратное напряжение U_обр.

Таким образом на нагрузке выделяется только одна полуволна напряжения вторичной обмотки. Ток в нагрузке протекает только в одном направлении и представляет собой выпрямленный ток.

В программе Matlab соберем схему однополупериодного выпрямителя и снимем показания осциллографа.

Рис. 2. Модель схемы в программной среде Matlab

Рис.2.1 модель субсистемы

Рис. 3. Осциллограмма входного и выходного сигналов

Выпрямительный диод срезает вторую волну синусоиды. Частота пульсаций однополупериодного выпрямителя равна частоте пульсации питающей сети. И составляет 50 Гц.

Достоинства данной схемы является простота

Недостатки:

- плохое использование трансформатора

- большое обратное напряжение на диоде

- большой коэффициент пульсации выпрямленного напряжения

- наименьшим КПД по сравнению с другими выпрямителями

Вывод: Данная схема выпрямления имеет токовую паузу длительностью полпериода, и как следствие низкий кпд использования мощности источника, большие пульсации, которые необходимо сгладить фильтром.

Опыт 2: Двухполупериодная схема выпрямления

В этой схеме выпрямителя используются два вентиля(диода) имеющие общую нагрузку и две одинаковые вторичные обмотки трансформатора(или одну со средней точкой)

Эту схему можно рассматривать, как сочетание двух однополупериодных выпрямителей, включенных на одну нагрузку.

Рис. 4

В одном полупериоде переменного напряжения ток в нагрузку с одной половины вторичной обмотки через один вентиль, в другом полупериоде - с другой половины обмотки через второй вентиль.

В программе Matlab соберем схему двухполупериодного выпрямителя и снимем показания осциллографа.

5. Модель схемы в программной среде Matlab

Рис.5.1 модель субсистемы

Рис. 6. Осциллограмма входного и выходного сигналов

Достоинства двухполупериодного выпрямителя:

- отсутствие подмагничивания трансформатора;

- более высокий КПД;

- меньший коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения, по сравнению с однополупериодным выпрямителем;

- вдвое большая частота выпрямленного напряжения, чем в однополупериодной схеме, что облегчает их сглаживание.

Основной недостаток - это необходимость второй обмотки, причем обе обмотки работают поочередно и используются примерно на 50 %.

Вывод: Данная схема действительно выпрямляет и положительный и отрицательный период, имеет меньше пульсаций, работает весь период изменения сигнала.

Дата добавления: 2015-11-26