Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекция - Выпрямители - файл 1.doc


Лекция - Выпрямители
скачать (228.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc229kb.15.11.2011 21:08скачать

содержание

1.doc

ЯГМА

Медицинская физика


Лечебный факультет


1 курс

1 семестр


Лекция №


«Выпрямители»


Составил: Дигурова И.И.

Бабенко Н.И.


2003 г.

1.Электронные выпрямители их виды и характеристика.


Одним из основных источников энергии в быту и в промышленноти является электрический ток. Электрический ток бывает двух видов: постоянный и переменный. Переменный ток имеет следующие преимущества перед постоянным:

1.Переменный ток в промышленном масштабе легче получить, так как генераторы переменного тока имеют более простое техничекое устройство, чем генераторы постоянного тока ( динамомашины ).

2. Переменный ток легко транспортировать на любые расстояния без значительных потерь энергии.

При необходимости переменный ток может быть преобразован в постоянный ток с помощью электронного устройства, который называется выпрямителем.

Электронный выпрямитель - это электротехническое устройство для преобразования переменного тока в постоянный.

Структурная схема выпрямителя:













1 2 4 5


1.Трансформатор - необходим для повышения или понижения входного перенменного напряжения до необходимого уровня и изоляции аппарата от входной электрической сети.

^ 2.Выпрямляющие элементы ( вентили )- это ламповые или полупроводниковые диоды, которые подключаются ко вторичной обмотке трансформатора и служат для преобразования переменного тока в пульсирующий.. Все выпрямляющие элементы обладают односторонней проводимостью.

^ 3.Сглаживающий фильтр - применяется для понижения пульсации выпрямленного напряжения и тока. Это совокупность резисторов ,катушек индуктивности и конденсаторов.

4.Стабилизатор - поддерживает постоянным амплитуду выпрямленного напряжения и тока на выходе выпрямителя. Стабилизатор делает эти характеристики независимыми от колебания напряжения в электрической сети на входе выпрямителя. Иногда стабилизатор ставят сразу перед трансформатором - стабилизатор входного напряжения.

Технические характеристики выпрямителей.

Если в качестве выпрямляющего элемента используется двухэлектродная лампа (кенотрон), выпрямитель называется ламповым. Если полупроводниковый диод – полупроводниковым.

Если выпрямляется один полупериод входного напряжения, выпрямитель называется однополупериодным. Если оба полупериода – двухполупериодным.

При выпрямленном напряжении на выходе меньше 500 вольт выпрямитель называется низковольтным. Если напряжение на выходе больше 500 вольт, выпрямитель высоковольтный.

Электрические характеристики выпрямителей.

1. Входное переменное напряжение и ток.

1. Выходное напряжение и ток.

2. Коэффициент пульсации Kp = Uп / Ucp.

Uп – амплитуда переменной составляющей выпрямленного напряжения.

Uср – среднее значение выпрямленного напряжения.

Кр – коэффициент пульсации выпрямленного напряжения.

Пусть график выходного напряжения на выходе выпрямителя имеет следующий вид. Рассчитаем коэффициент пульсации для данного случая.


U




Umax




Uср

Umin







0 t


По определению:


Uп = ( Umax – Umin ) / 2

Uср = ( Umax + Umin ) / 2

Kp = Uп / Ucp = ( Umax – Umin ) / ( Umax + Umin )


4. Нагрузочная характеристика выпрямителя – график зависимости напряжения на выходе от силы тока нагрузки. Имеет падающий характер.

U





0 J


^ 2. Однополупериодный выпрямитель. Его

устройство, принцип действия, графики.

Однополупериодным выпрямителем называется выпрямитель, в котором выпрямляется один полупериод входного синусоидального напряжения.

2







3

R




1

1.Трансформатор

2.Полупроводниковый диод

3.Нагрузка


Принцип работы:

Переменное напряжение со вторичной обмотки трансформатора подаётся на диод, а через него в нагрузку. В положительные полупериоды через диод и нагрузку идет ток, в отрицательные полупериоды ток в цепи диода и на нагрузке отсутствует в силу односторонней проводимости диода. После диода напряжение и сила тока на нагрузке будут пульсирующими.


до диода

t

после диода

t на нагрузке


Достоинство такого выпрямителя: простота устройства.

Недостатки: низкий КПД, большой коэффициет пульсаций (Кр = 1.57). Применяется в аппаратуре с допустимо большой пульсацией.


^ 3.Двухполупериодный выпрямитель. Его устройство, принцип работы, графики.


Двухполупериодным выпрямителем называют выпрямитель, в котором выпрямляются оба полупериода входного синусоидального напряжения. Одним из видов выпрямителя является выпрямитель с выводом от средней точки. Вывод от средней точки – это отвод от середины вторичной обмотки трансформатора ( на схеме точка В ).









R 3

В










1



1 - Трансформатор

2А и 2Б – диоды

В – средняя точка вторичной обмотки трансформатора

3 - Нагрузка

В положительный полупериод ток в первичной обмотке трансформатора течет вниз. Во вторичной обмотке ток идёт от точки В вверх через диод 2А, через нагрузку R и возвращается в точку В. В отрицательный полупериод ток в первичной обмотке течет вверх. Во вторичной обмотке ток идет от точки В вниз через диод 2Б, через нагрузку R и возвращается в начальную точку В. В каждый полупериод ток проходит через нагрузку в одном направлении.

U

t U до диода





t U после диода 2А




t U после диода 2Б


t суммарный

график U на R

Преимущества:

1.КПД больше чем у однополупериодного выпрямителя.

2.Коэффициент пульсации Кр=0.67, меньше, чем у однополупериодного выпрямителя.

^ 4. Сглаживающие фильтры.

Назначение, виды, работа.

Сглаживающий фильтр – зто злектротехническое устройство, предназначенное для уменьшения пульсации выпрямленного напряжения.

Фильтр включается между выпрямляющими элементами и нагрузкой.

Основная характеристика сглаживающего фильтра – коэффициент сглаживания пульсаций (q). Это отношение коэффициента пульсации на входе фильтра к коэффициенту пульсации на выходе фильтра :



Виды фильтров:

  1. Пассивные фильтры– состоят из различного количества R, L, C – элементов. Они бывают простые и сложные. В сложных кроме R, L, C – элементов дополнительно содержатся колебательные контуры.

  2. Активные фильтры – кроме R, L, C – элементов дополнительно содержат лампы и транзисторы.


В медицинской аппаратуре применяются простые, пассивные «Г» и «П» – образные фильтры.


«Г» «П»











Принцип работы фильтров удобно рассмотреть на примере простейших емкостного и индуктивного фильтров, включенных на выходе однополупериодного выпрямителя.


  1. Емкостной фильтр.


Емкостной фильтр представляет собой конденсатор, включенный параллельно нагрузке.



Одн. С - емкостной фильтр

выпр. С R R - нагрузка







U

1 1 1 1




2 t



При отсутствии емкости С через нагрузку R проходит пульсирующий ток ( на

графике импульсы 1 ). При наличии емкости С в положительные полупериоды часть тока идет через нагрузку, а часть тока на зарядку конденсатора, который заряжается и накапливает энергию.

В отрицательные полупериоды конденсатор отдаёт накопленную энергию в нагрузку. Ток через нагрузку становиться непрерывным. Пульсация напряжения и тока понижается ( на графике кривая 2 ).

Условие эффективной работы емкостного фильтра:


Хс<<R (Хс = 1 / ωC)


^ 2.Индуктивный фильтр.


Индуктивный фильтр представляет собой дроссель ( катушку с сердечником ), включенную последовательно с сопротивлением нагрузки.





Одн. L

выпр. R






В первую половину положительного полупериода, когла через дроссель ток возрастает, дросель накапливает энергию в виде магнитного поля катушки. Когда ток через дроссель уменьшается, энергия магнитного поля катушки переходит в электрическое поле, поддерживая ток через нагрузку. Коэффициент пульсации такого фильтра тем меньше, чем больше индуктивность дроселя. Графики напряжения и тока на сопротивлении нагрузки для емкостного и индуктивного фильтров качественно совпадают.

Условие эффективной работы индуктивного фильтра:


ХL>>R (ХL = Lω )


^ 5. Аппарат для гальванизации.


Гальванизация – метод лечения постоянным током силой тока меньше 50мA и напряжением не больше 80 в.

С физической точки зрения – аппарат для гальванизации – двухполупериодный выпрямитель со средней точкой, содержащий сложный П –образный фильтр (2 конденсатора и дроссель).




1

3 6




мА

5

4 4 7









  1. Трансформатор

2А и 2Б выпрямляющие элементы

3.Дроссель фильтра

4.Конденсаторы фильтра

5.Потенциометр

6.Миллиамперметр

7.Пациент





Принцип работы:

Переменный ток от сети напряжением 220V подаётся на трансформатор ,где напряжение понижается до 80V,далее переменный ток поступает последовательно на выпрямляющие элементы. В точку С поступает пульсирующий ток .Далее он идёт на сглаживающий фильтр ,который делает ток постоянным по величине .Затем ток поступает на потенциометр(делитель напряжения), который может менять напряжение от 0 до 80V. Изменяя напряжение, можно регулировать силу тока в сети пациента от 5 до 50мА.


Скачать файл (228.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации