คำแนะนำ

ก่อนอื่นเราต้องเข้าใจก่อนว่าคืออะไร ไฟฟ้ากระแสสลับแตกต่างจากกระแสตรงอย่างไร การเคลื่อนที่ตามลำดับของอนุภาคที่มีประจุเรียกว่ากระแสไฟฟ้า ในกระแสไฟฟ้าตรง อนุภาคที่มีประจุจำนวนเท่ากันจะผ่านส่วนตัดขวางของตัวนำในช่วงเวลาเดียวกัน แต่ในกระแสสลับ จำนวนของอนุภาคเหล่านี้ในช่วงเวลาเดียวกันจะแตกต่างกันเสมอ

และตอนนี้ คุณสามารถไปที่การแปลงของตัวแปรได้โดยตรง หมุนเวียนถาวร อุปกรณ์ที่เรียกว่า "ไดโอดบริดจ์" จะช่วยเราในเรื่องนี้ ไดโอดบริดจ์หรือวงจรบริดจ์เป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่ใช้กันทั่วไปในการแก้ไขกระแสสลับ หมุนเวียน.
เดิมได้รับการพัฒนาโดยใช้หลอดวิทยุ แต่ถือว่าซับซ้อนและ โซลูชั่นราคาแพงแทนที่จะใช้วงจรดั้งเดิมที่มีขดลวดทุติยภูมิคู่ในหม้อแปลงที่จ่ายวงจรเรียงกระแส เมื่อเซมิคอนดักเตอร์มีราคาถูกมาก ส่วนใหญ่จะเป็นวงจรบริดจ์ที่ใช้ แต่การใช้วงจรนี้ไม่รับประกันการแก้ไข 100% หมุนเวียนดังนั้นวงจรสามารถเสริมด้วยตัวกรองบนตัวเก็บประจุและอาจเป็นโช้คและตัวปรับแรงดันไฟฟ้า ตอนนี้ที่เอาต์พุตของวงจรของเราเป็นผลให้เราได้รับกระแสคงที่

ที่จะได้รับถาวร หมุนเวียนก็เพียงพอแล้วที่จะใช้แบตเตอรี่ปกติ แรงดันไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดดังกล่าว หมุนเวียนและตามกฎแล้วมาตรฐาน - 1.5 โวลต์ ด้วยการเชื่อมต่อเซลล์ดังกล่าวหลาย ๆ เซลล์เป็นอนุกรม คุณจะได้แบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าเป็นสัดส่วนกับจำนวนเซลล์ดังกล่าว ที่จะได้รับถาวร หมุนเวียนคุณยังสามารถใช้เครื่องชาร์จจาก โทรศัพท์มือถือ(5V) หรือแบตเตอรี่รถยนต์ (12V) อย่างไรก็ตาม หากคุณต้องการได้แรงดันไฟฟ้าที่ไม่ได้มาตรฐาน เช่น 42 V คุณจะต้องสร้าง วงจรเรียงกระแสแบบโฮมเมดด้วยตัวกรองพลังงานที่เรียบง่าย

คุณจะต้องการ

• หม้อแปลงสเต็ปดาวน์ 220v./42v.
• สายไฟพร้อมปลั๊ก
• ไดโอดบริดจ์ PB-6
• ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า 2000UF×60V
• หัวแร้ง, ขัดสน, บัดกรี, สายเชื่อมต่อ

คำแนะนำ

ประกอบวงจรเรียงกระแสตามแผนภาพที่แสดงในรูป:

ในการประกอบและใช้อุปกรณ์ดังกล่าวอย่างเหมาะสม คุณต้องมีความรู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับกระบวนการที่เกิดขึ้นในอุปกรณ์ ดังนั้นควรอ่านไดอะแกรมและหลักการทำงานของวงจรเรียงกระแสอย่างระมัดระวัง แผนผังไดโอด อธิบายหลักการทำงานของมัน: ระหว่างครึ่งวงจรบวก (เส้นประเล็ก ๆ ) หมุนเวียนเคลื่อนไปตามแขนขวาบนของสะพานไปยังขั้วบวก เข้าสู่แขนซ้ายล่างผ่านโหลดและกลับสู่เครือข่าย ในช่วงครึ่งรอบเชิงลบ (เส้นประขนาดใหญ่) หมุนเวียนไหลผ่านไดโอดบริดจ์วงจรเรียงกระแสอีกคู่หนึ่ง ที่นี่ ต. - หม้อแปลงไฟฟ้าลดแรงดันไฟจาก 220 เป็น 42 โวลต์ แยกไฟฟ้าแรงสูงและแรงต่ำทางไฟฟ้า D - สะพานไดโอด แก้ไขแรงดันกระแสสลับที่ได้รับจากหม้อแปลงไฟฟ้า หมายเลข 1 หมายถึงขดลวดหลัก (เครือข่าย) ของหม้อแปลงไฟฟ้า หมายเลข 2 - ขดลวดทุติยภูมิ (เอาต์พุต) ของหม้อแปลงไฟฟ้า

ต่อสายไฟพร้อมปลั๊กเข้ากับขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้า ใช้สายไฟสองเส้นต่อขั้วทั้งสองของขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าเข้ากับขั้วอินพุตทั้งสองของไดโอดบริดจ์ ประสานเอาต์พุตของไดโอดบริดจ์ที่มีเครื่องหมาย "ลบ" กับขั้วลบของตัวเก็บประจุ

ขั้วลบของตัวเก็บประจุถูกระบุบนตัวของมันด้วยแถบแสงที่มีเครื่องหมายลบ บัดกรีลวดสีน้ำเงินเข้ากับพินเดียวกัน นี่จะเป็นเอาต์พุตเชิงลบของวงจรเรียงกระแส ประสานเอาต์พุตของไดโอดบริดจ์ด้วยเครื่องหมายบวกไปยังเอาต์พุตที่สองของตัวเก็บประจุพร้อมกับสายสีแดง นี่จะเป็นขั้วบวกของวงจรเรียงกระแส ก่อนเปิดเครื่อง ให้ตรวจสอบการติดตั้งที่ถูกต้องอย่างละเอียดถี่ถ้วน - ไม่อนุญาตให้มีข้อผิดพลาดที่นี่

วิดีโอที่เกี่ยวข้อง

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์

ตัวเก็บประจุทำหน้าที่เป็นตัวกรองกำลัง โดยจะปรับคลื่นที่เหลือให้เรียบหลังจากการแก้ไข สะพานไดโอดกระแสสลับ.

ในการชาร์จแบตเตอรี่แบบหลอดไส้ จะใช้ที่ชาร์จซึ่งสามารถซื้อได้ที่เครือข่ายค้าปลีกหรือทำเองก็ได้ โดยใช้เงินและเวลาน้อยที่สุด

คุณจะต้องการ

• โถแก้วครึ่งลิตร อลูมิเนียม และแผ่นตะกั่ว ท่อยาง ฝาปิดมีรูตรงกลาง

คำแนะนำ

นำขวดแก้วหรือโหลแก้วครึ่งลิตร อลูมิเนียม และแผ่นตะกั่วขนาด 40x100 มม. และท่อยางขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 ซม. ตัดวงแหวน 2 ซม. จากท่อยางแล้วดึงลงบนแผ่นอะลูมิเนียมจนถึงระดับอิเล็กโทรไลต์ นี่เป็นสิ่งจำเป็น เนื่องจากในระหว่างการทำงานของวงจรเรียงกระแส อิเล็กโทรไลต์จะกัดกร่อนอะลูมิเนียมอย่างแรงที่พื้นผิวของสารละลาย ยางป้องกันการกัดกร่อนและทำให้วงจรเรียงกระแสทำงานได้นานขึ้น

ใช้สารละลายโซเดียมไบคาร์บอเนต (เบกกิ้งโซดา) เป็นอิเล็กโทรไลต์ ใช้โซดาในอัตรา 5-7 กรัม ต่อน้ำ 100 มล. ในวงจรเรียงกระแสนี้ ขั้วบวกจะเป็นอะลูมิเนียม ขั้วลบ - ตะกั่ว เมื่ออุปกรณ์เชื่อมต่อกับเครือข่าย AC เมืองปกติด้วยแผ่นตะกั่ว ผ่าน วงจรเรียงกระแสปัจจุบันจะไป แต่จะไปทางเดียวเท่านั้น ณ เวลานี้ แผ่นอะลูมิเนียมจะมีขั้วแรงดันบวกเสมอ หากแผ่นอะลูมิเนียมเชื่อมต่อกับเครือข่าย ก็จะมีขั้วแรงดันลบบนแผ่นตะกั่วเสมอ รับครึ่งคลื่น วงจรเรียงกระแสเพราะมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเพียงครึ่งรอบเท่านั้น ในกรณีแรกตัวอย่างเช่น กระแสบวกเท่านั้นที่จะผ่านอุปกรณ์

จะใช้วงจรเรียงกระแสแบบเต็มคลื่นเพื่อใช้แรงดันไฟฟ้าอย่างเต็มที่ พวกเขาจะต้องประกอบด้วยสองหรือสี่องค์ประกอบขึ้นอยู่กับกระแสที่จำเป็นสำหรับการชาร์จ และเชื่อมต่อกับไฟหลักทั้งสองเฟส เมื่อคุณเปิดอุปกรณ์ในไฟ AC ให้ใช้ฟิวส์ แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายสำหรับการชาร์จสามารถปรับได้โดยใช้ลิโน่ซึ่งจะช่วยให้คุณ "ดับ" แรงดันไฟฟ้าส่วนเกินในวงจรและสร้างสภาวะปกติสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่

วิดีโอที่เกี่ยวข้อง

บันทึก

ในการชาร์จแบตเตอรี่หลอดไส้ แนะนำให้ใช้เครื่องเรียงกระแสแบบ 4 เซลล์ เนื่องจากวงจรเรียงกระแสที่มีพื้นที่แผ่นอะลูมิเนียม 100 ตารางเมตร จะต้องกำจัดกระแสไฟหนึ่งแอมแปร์ ซม.

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์

กระแสไฟชาร์จของแบตเตอรี่ควรเป็น 0.1% ของความจุ

ที่มา:

• วงจรเรียงกระแสสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่

หากคุณตัดสินใจที่จะทำหม้อแปลงไฟฟ้าด้วยตัวเอง คุณจำเป็นต้องรู้บางสิ่งเกี่ยวกับอุปกรณ์นี้ รวมถึงวิธีการคำนวณ หมุนเวียนวี หม้อแปลงไฟฟ้าซึ่งจะกล่าวถึงด้านล่าง

คำแนะนำ

ค้นหาว่าคุณไม่เคยรู้มาก่อนสูงสุด หมุนเวียนโหลดและแรงดันไฟฟ้าบนขดลวดทุติยภูมิ
คูณ หมุนเวียน โหลดสูงสุด(เป็นแอมแปร์) คูณ 1.5 - คุณจะพบขดลวดของหม้อแปลงตัวที่สอง (เป็นแอมแปร์)

คำนวณพลังงานที่ใช้โดยวงจรเรียงกระแสจากขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้า เมื่อต้องการทำสิ่งนี้ ให้คูณแรงดันของขดลวดทุติยภูมิด้วยค่าสูงสุด หมุนเวียนที่ผ่านมันไป
คำนวณกำลังของหม้อแปลงไฟฟ้า ในการหากำลัง ให้คูณกำลังสูงสุดบนขดลวดทุติยภูมิด้วย 1.25

คำนวณค่าโทนเสียงบนขดลวดปฐมภูมิ ในการทำเช่นนี้ กำลังไฟฟ้าที่ได้รับในย่อหน้าสุดท้ายควรหารด้วยแรงดันไฟหลักบนขดลวดปฐมภูมิ
คำนวณพารามิเตอร์พื้นที่ของแกนแม่เหล็ก

“เบลารุส มหาวิทยาลัยของรัฐสารสนเทศและวิทยุอิเล็กทรอนิกส์”

กรมรักษาความปลอดภัยข้อมูล

« ตัวแปลงไฟฟ้า »

อินเวอร์เตอร์- แปลงกระแสตรงเป็นกระแสสลับ

ตัวแปลง- ตัวแปลง DC เป็น DC แต่ระดับต่างกัน (ด้วยการแปลงแรงดันไฟขาเข้าเป็น AC ระดับกลางและการแปลงเป็นระดับที่ต้องการ)

ลิงค์กลางคือตัวแปลง DC-to-AC

นำมาใช้ แบบแผนต่างๆอุปกรณ์ดังกล่าว:

ทรานซิสเตอร์และหลอดอิเล็กทรอนิกส์

สร้างขึ้นบนทรานซิสเตอร์ที่มีแกนที่อิ่มตัว

เครื่องกำเนิดความผ่อนคลาย, ทริกเกอร์, เครื่องมัลติไวเบรเตอร์;

ตามวงจรแบบ single-stroke, two-stroke และ bridge;

วงจรไทริสเตอร์ง่ายและบริดจ์ (ในอุปกรณ์ที่ทรงพลัง)

วงจรง่ายๆอินเวอร์เตอร์ไทริสเตอร์แบบผลักดึง

รูปที่ 1 - วงจรอย่างง่ายของอินเวอร์เตอร์ไทริสเตอร์แบบผลักดึง

จาก T2 พัลส์ควบคุมจะถูกส่งไปยังวงจรไทริสเตอร์

จากแหล่งคงที่ แรงดันจะถูกส่งไปยังอินพุตของวงจร มันผ่านไป

บน VD แอโนด ชาร์จเพื่อเพิ่มแรงดันไฟเข้าเป็นสองเท่า หากตอนนี้เราใช้พัลส์กับ VD2, VD1 จะปิดทันที ชาร์จใหม่ สัญญาณทั้งหมดใน T1 จะเปลี่ยนไปเป็นตรงกันข้ามและกระแสจะไหลผ่าน VD2

ดังจะเห็นได้จากการทำงานของวงจรบนความจุสวิตชิ่ง

ในขณะที่ปิดไทริสเตอร์แรงดันไฟฟ้าเท่ากับสองเท่าของแรงดันไฟจ่ายซึ่งเป็นข้อเสียของวงจร

มันถูกกำจัดโดยวงจรบริดจ์ของอินเวอร์เตอร์ไทริสเตอร์

บริดจ์วงจรไทริสเตอร์อินเวอร์เตอร์

รูปที่ 2 - วงจรบริดจ์ของอินเวอร์เตอร์ไทริสเตอร์

วงจรควบคุมจะเปิด VD1 และ VD4 ก่อน จากนั้นเมื่อชาร์จความจุได้ถึง

ณ จุดนี้ หากคุณเปิดไทริสเตอร์อื่น VD1 และ VD4 จะปิดทันที

ในวงจรนี้ เฉพาะแรงดันไฟฟ้าของแหล่งพลังงานเท่านั้นที่ทำกับไทริสเตอร์แบบปิด

วงจรเรียงกระแสไทริสเตอร์เป็นอินเวอร์เตอร์ที่มีประสิทธิภาพ พวกมันถูกใช้ด้วยกำลังที่สำคัญและปัจจุบันใช้เพื่อแทนที่ยูนิตเครื่องจักรไฟฟ้าที่แปลงพลังงาน DC ของแบตเตอรี่สำรองเป็นไฟฟ้ากระแสสลับในอุปกรณ์จ่ายไฟสำรอง (UGP) ของอุปกรณ์ที่สถานประกอบการด้านการสื่อสาร

ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง

กินบ่อย อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ IP เป็นแรงดันไฟฟ้าต่ำ และต้องใช้แรงดันไฟฟ้าจำนวนมากในการจ่ายไฟให้กับวงจรการบริโภค ในกรณีนี้จะใช้การแปลงแรงดันไฟฟ้า เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้ใช้อินเวอร์เตอร์และตัวแปลง ทรานสดิวเซอร์แม่เหล็กไฟฟ้า ทรานสดิวเซอร์การสั่นสะเทือน และทรานสดิวเซอร์แบบสถิต ใช้กับอุปกรณ์ p / n

ทรานสดิวเซอร์แม่เหล็กไฟฟ้าสร้างแรงดันไซน์ ในขณะที่ทรานสดิวเซอร์เซมิคอนดักเตอร์และการสั่นสะเทือนผลิตแรงดันไฟฟ้ารูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ปัจจุบันมีตัวแปลงแบบสถิตที่มีแรงดันเอาต์พุตใกล้เคียงกับรูปทรงไซน์ ข้อเสียของตัวแปลงแม่เหล็กไฟฟ้า: ขนาดและน้ำหนักที่มาก ทรานสดิวเซอร์แบบสั่นสะเทือนใช้พลังงานต่ำและไม่น่าเชื่อถือ ดังนั้นตัวแปลงเซมิคอนดักเตอร์ที่มีขนาดและน้ำหนักที่เล็ก ประสิทธิภาพสูง และความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงานจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย

การสร้างคอนเวอร์เตอร์ตามไทริสเตอร์และทรานซิสเตอร์ควรสัมพันธ์กับขนาดของแรงดันไฟฟ้า กำลังไฟที่ต้องการ และลักษณะของการเปลี่ยนแปลงโหลด

ตัวแปลงแรงดันทรานซิสเตอร์

แบ่งตามวิธีการกระตุ้นออกเป็น 2 ประเภท คือ แบบกระตุ้นตัวเอง และ ตัวแปลงแบบมีกำลังขยาย

ทรานซิสเตอร์สามารถเปิดได้ตามแบบแผนของ OE, OK, OB แต่การเปิดสวิตช์ด้วย OE นั้นใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด เนื่องจากในกรณีนี้ การขยายสูงสุดของทรานซิสเตอร์ในแง่ของกำลังจะเกิดขึ้น และยิ่งกว่านั้น สภาวะการกระตุ้นตัวเองคือ ประสบความสำเร็จเพียง

ตัวแปลงที่มีการกระตุ้นตัวเองจะดำเนินการด้วยกำลังสูงถึงหลายสิบวัตต์ตามวงจรเดี่ยวและวงจรผลัก วงจรคอนเวอร์เตอร์แบบรอบเดียวที่ง่ายที่สุดคือออสซิลเลเตอร์เพื่อการผ่อนคลายพร้อมฟีดแบ็ค

ย้อนกลับ ไดโอด ด้วยโดยตรงรวม. ไดโอด.

เมื่อแรงดันไฟจ่ายเชื่อมต่อผ่านตัวต้านทาน ศักย์อ้างอิงจะถูกนำไปใช้กับฐานของทรานซิสเตอร์ ทรานซิสเตอร์เปิดและกระแสไหลผ่านขดลวดปฐมภูมิ Wk ของหม้อแปลงไฟฟ้า ซึ่งทำให้เกิดฟลักซ์แม่เหล็กในวงจรแม่เหล็กของทรานซิสเตอร์ แรงดันไฟฟ้าที่ปรากฏบนขดลวด Wk จะถูกแปลงเป็นขดลวด ข้อเสนอแนะ Wb ขั้วเชื่อมต่อซึ่งมีส่วนช่วยในการปลดล็อกทรานซิสเตอร์ เมื่อกระแสของตัวสะสมถึงค่าสูงสุด: Ik \u003d Ib * h21e การเติบโตของฟลักซ์แม่เหล็กจะหยุดลง ขั้วของแรงดันไฟฟ้าบนขดลวดของหม้อแปลงจะเปลี่ยนไปทางตรงกันข้ามและกระบวนการปิดทรานซิสเตอร์เหมือนหิมะถล่มเกิดขึ้น แรงดันไฟฟ้าบนขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้ามีรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า

ขั้วของไดโอดกำลังเรียงกระแสที่เชื่อมต่อกับด้านรองของหม้อแปลงไฟฟ้าเป็นตัวกำหนดว่ากำลังถ่ายโอนไปยังโหลดอย่างไร ไดโอดจะเปิดขึ้นเมื่อทรานซิสเตอร์ปิด ตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จ ซึ่งจะรักษากระแสคงที่ในโหลด

เมื่อเปิดไดโอดโดยตรง การถ่ายโอนพลังงานของแหล่งพลังงานสูงถึงโหลด Rn จะเกิดขึ้นในช่วงเวลา tu เมื่อทรานซิสเตอร์และไดโอดพลังงาน VD1 เปิดอยู่ พลังงานถูกเก็บไว้ในคันเร่ง W = 0.5 * Lf * ใน ^ 2 * tu ในกรณีนี้ ตัวเก็บประจุตัวกรองแบบปรับให้เรียบ Cf จะถูกชาร์จโดยแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขได้สูงสุดถึงขึ้น

ในระหว่างการหยุดชั่วคราว tp เมื่อปิดทรานซิสเตอร์ วงจรปัจจุบัน In จะถูกปิดผ่านตัวเหนี่ยวนำ Lf และบล็อกกิ้งไดโอด VD2 เช่นเดียวกับตัวควบคุมการสลับที่มีการควบคุมตามลำดับ

ในตัวแปลงแบบวงจรเดียว หม้อแปลงไฟฟ้าทำงานโดยมีอคติ ซึ่งสามารถเอาชนะได้โดยใช้แกนที่มีประจุ อย่างไรก็ตามมันไม่พอดีเมื่อใช้ทอร์ ทรานซิสเตอร์. ในกรณีของเรามีการใช้ตัวเก็บประจุแบบบล็อกซึ่งในระหว่างการหยุดชั่วคราว tp จะถูกปล่อยผ่าน W1 ที่คดเคี้ยว ทำการแม่เหล็กแกนใหม่ด้วยกระแสไฟดิสชาร์จ

ความจุ Cbl. ถูกเลือกจากเงื่อนไขที่รอบการทำงานสูงสุด φmax ระยะเวลาของการหยุดชั่วคราว tp คืออย่างน้อยหนึ่งในสี่ของรอบระยะเวลาของวงจรออสซิลเลเตอร์ L, Cbl

ตัวแปลงไดโอดแบบย้อนกลับดังกล่าวให้การแยกส่วนและป้องกันแรงดันเอาต์พุตจากสัญญาณรบกวนบนรางจ่ายไฟอินพุต

ตัวแปลงทรานซิสเตอร์ถูกกำหนดโดยสูตรต่อไปนี้:

ขึ้น \u003d ขึ้น (Ikm / 2In-W1 / W2)

tu \u003d Ikm * L1 / ขึ้น

tp \u003d Ikm * L2 / Un * W2

φ = fp*Ikm*L1/ขึ้น = tu/(tu+tp)

ตัวชี้วัดน้ำหนักและขนาดที่ดีที่สุดคือ ตัวแปลงแบบกดดึงด้วยหม้อแปลงสเต็ปดาวน์

หม้อแปลงไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นบนวงจรแม่เหล็กที่มีวงฮิสเทรีซิสรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ระบบปฏิบัติการที่เป็นบวกก็ใช้ที่นี่เช่นกัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงานดังนี้ เมื่อเปิดแรงดันไฟฟ้าขึ้น เนื่องจากพารามิเตอร์ไม่ระบุตัวตน ทรานซิสเตอร์ตัวใดตัวหนึ่ง เช่น VT1 เริ่มเปิดและกระแสของตัวสะสมจะเพิ่มขึ้น ขดลวดของ OS Wb เชื่อมต่อกันเพื่อให้ EMF เหนี่ยวนำเปิดทรานซิสเตอร์ VT1 อย่างสมบูรณ์และปิดทรานซิสเตอร์ VT2

การสลับทรานซิสเตอร์เริ่มต้นในช่วงเวลาอิ่มตัวของทรานซิสเตอร์ เป็นผลให้หม้อแปลงเหนี่ยวนำในขดลวดทั้งหมด แรงดันไฟฟ้าลดลงเป็นศูนย์แล้วกลับขั้ว

ตอนนี้แรงดันลบถูกนำไปใช้กับฐานของทรานซิสเตอร์ที่เปิดไว้ก่อนหน้านี้ VT1 และแรงดันบวกจะถูกส่งไปยังฐานของทรานซิสเตอร์ VT2 ที่ปิดก่อนหน้านี้และเริ่มเปิด กระบวนการสร้างใหม่นี้สร้างแรงดันไฟขาออกที่ด้านหน้าเร็วมาก ในอนาคต กระบวนการในโครงการจะทำซ้ำ

ความถี่สวิตชิ่งขึ้นอยู่กับค่าของแรงดันไฟฟ้า พารามิเตอร์ของหม้อแปลงและทรานซิสเตอร์ และคำนวณโดยสูตร: fp \u003d ((Up-Uke us) * 10000) / 4 * B * s * Wk * Sc * ค.

โหมดนี้ประหยัดกว่าเมื่อเปลี่ยนเนื่องจากการจำกัดกระแสของตัวสะสมและการทำงานของตัวแปลงมีเสถียรภาพมากขึ้น

คอนเวอร์เตอร์ดังกล่าวใช้เป็นมาสเตอร์ออสซิลเลเตอร์สำหรับเพาเวอร์แอมป์และเป็นอุปกรณ์จ่ายไฟต่ำแบบอิสระ ข้อดีหลัก: ความเรียบง่ายของวงจร เช่นเดียวกับความไวต่อ ไฟฟ้าลัดวงจรในวงจรโหลด

ข้อเสียของคอนเวอร์เตอร์ที่มีแกนที่อิ่มตัวคือการมีกระแสไฟกระชากของตัวสะสมในขณะที่เปลี่ยนทรานซิสเตอร์ซึ่งจะเพิ่มความสูญเสียในคอนเวอร์เตอร์

แรงดันไฟฟ้าข้ามทรานซิสเตอร์ปิดสามารถเข้าถึงค่า:

Uкem \u003d (2.2: 2.4) สูงสุด

แรงดันไฟฟ้าสองค่าคือผลรวมของ Up + EMF บนขดลวดรอบเดินเบา นอกจากนี้ แรงดันไฟกระชากระหว่างการสลับจะถูกนำมาพิจารณาด้วย เพื่อลดระยะหลัง บางครั้ง shunt diode จะรวมอยู่ในวงจร

เมื่อแปลงพลังมหาศาล แพร่หลายที่สุดรับตัวแปลงโดยใช้เพาเวอร์แอมป์ ตัวแปลงสัญญาณที่กระตุ้นตัวเองสามารถใช้เป็นออสซิลเลเตอร์หลักได้ แนะนำให้ใช้ตัวแปลงดังกล่าวหากจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าความถี่และแรงดันไฟฟ้าคงที่ที่เอาต์พุตตลอดจนค่าคงที่ของรูปร่างของเส้นโค้งแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเมื่อโหลดของตัวแปลงเปลี่ยนไป

ในกรณีของแรงดันไฟฟ้าอินพุตสูง จะใช้เพาเวอร์แอมป์บริดจ์

สมมติว่าทรานซิสเตอร์ T1, T2 ทำงานพร้อมกันในครึ่งแรก ใน T2 ที่สอง T3 แรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับขดลวดปฐมภูมิของทรานซิสเตอร์ ขั้วของมันจะเปลี่ยนทุกครึ่งรอบ แรงดันไฟฟ้าข้ามทรานซิสเตอร์ปิดเท่ากับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ ทรานซิสเตอร์เอาท์พุตทำงานในโหมดไม่อิ่มตัว โดยทำจากวัสดุที่มีลูปฮิสเทรีซิสที่ไม่เป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า

ตัวแปลงไทริสเตอร์

ไทริสเตอร์ซึ่งแตกต่างจากทรานซิสเตอร์มีการควบคุมทางเดียว ในการล็อคไทริสเตอร์ในวงจรคอนเวอร์เตอร์องค์ประกอบปฏิกิริยาส่วนใหญ่จะใช้ในรูปแบบของตัวเก็บประจุแบบสวิตชิ่ง

เมื่อปลดล็อกไทริสเตอร์ตัวแรก ความจุจะถูกชาร์จเป็นแรงดันไฟฟ้า 2 ขึ้น เมื่อปลดล็อคไทริสเตอร์ตัวที่สอง แรงดันตัวเก็บประจุจะถูกนำไปใช้ในทิศทางตรงกันข้ามกับทรานซิสเตอร์ตัวแรก ภายใต้การกระทำที่มันถูกล็อค ตัวเก็บประจุถูกชาร์จใหม่และแรงดันไฟฟ้าบนขดลวดและบนขดลวดปฐมภูมิของไทริสเตอร์จะเปลี่ยนสัญญาณ (ศักยภาพแสดงในวงเล็บในแผนภาพ) ในครึ่งรอบถัดไป ไทริสเตอร์ T1 จะถูกปลดล็อกอีกครั้งและดำเนินการซ้ำ

เพื่อให้แน่ใจว่าการล็อคของไทริสเตอร์ จำเป็นที่พลังงานของตัวเก็บประจุแบบสวิตชิ่งจะเพียงพอเพื่อให้ในระหว่างกระบวนการชาร์จประจุใหม่ แรงดันไฟย้อนกลับของไทริสเตอร์จะตกลงช้าพอที่จะทำให้แน่ใจได้ว่าคุณสมบัติการล็อคกลับคืนมา

ข้อเสียของอินเวอร์เตอร์ดังกล่าวคือการพึ่งพาแรงดันไฟขาออกอย่างมากกับกระแสโหลด

เพื่อลดอิทธิพลของธรรมชาติและขนาดของโหลดที่มีต่อรูปร่างและขนาดของแรงดันไฟขาออก วงจรที่มีไดโอดย้อนกลับถูกใช้ ซึ่งในทางกลับกัน จำเป็นในการคืนพลังงานปฏิกิริยาที่สะสมอยู่ในโหลดอุปนัยและองค์ประกอบการสลับปฏิกิริยา ในแหล่งจ่ายไฟของตัวแปลง

แหล่งจ่ายไฟพร้อมอินพุตแบบไม่มีหม้อแปลง

คุณลักษณะของแหล่งดังกล่าวคือการใช้กระบวนการแปลงแรงดันไฟฟ้าขาเข้าโดยใช้ความถี่สูง

การไม่มีทรานซิสเตอร์กำลังที่อินพุตและการใช้ทรานซิสเตอร์ที่ความถี่ที่เพิ่มขึ้นช่วยปรับปรุงลักษณะน้ำหนักและขนาดได้อย่างมาก

ไดอะแกรมการทำงานของ IPBV ตามคอนเวอร์เตอร์แบบปรับได้มีรูปแบบดังต่อไปนี้:

VChF - ป้องกันการแทรกซึมเข้าไปในวงจรอินพุตของการรบกวนจาก IPBV และในทางกลับกัน

VU - วงจรเรียงกระแส

SF - ฟิลเตอร์ปรับให้เรียบ;

RP - ตัวแปลงสัญญาณแบบปรับได้;

ZG - การซิงโครไนซ์ออสซิลเลเตอร์หลัก

GPN - เครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าฟันเลื่อย

การทำงานของ IPBV ที่มีความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าอินพุตโดยใช้ PWM นั้นง่ายต่อการจินตนาการโดยพิจารณาจากไดอะแกรมแรงดันไฟฟ้าในแต่ละส่วนของวงจร

เพื่อให้การปรับง่ายขึ้น ตัวแปลงมักจะสร้างตามวงจรรอบเดียวด้วยการฟื้นตัวของพลังงานส่วนหนึ่งที่สะสมอยู่ในองค์ประกอบปฏิกิริยาไปยังแหล่งจ่ายแรงดันไฟเข้า ที่เอาต์พุตของคอนเวอร์เตอร์ที่แรงดันไฟฟ้า 5 - 10V จะวางวงจรเรียงกระแสที่มีจุดกึ่งกลาง เพื่อลดเวลาการสลับของทรานซิสเตอร์กำลัง วงจรจะถูกใช้ที่อินพุทซึ่งให้แรงดันไฟเกินที่มีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับค่าลบ

วรรณกรรม

1. Ivanov-Tsyganov A.I. อุปกรณ์ไฟฟ้าระบบวิทยุ: หนังสือเรียน. - เอ็ด ครั้งที่ 3 แก้ไขแล้ว และเพิ่ม.-Mn: บัณฑิตวิทยาลัย, 200

2. Alekseev O.V. , Kitaev V.E. , Shikhin A.Ya. อุปกรณ์ไฟฟ้า / อ. A.Ya. Shikhina: หนังสือเรียน – ม.: Energoizdat, 200–336 น.

3. Berezin O.K. , Kostikov V.G. , Shakhnov V.A. แหล่งจ่ายพลังงานของอุปกรณ์วิทยุอิเล็กทรอนิกส์ – ม.: Tri L, 2000. – 400 น.

4. Shustov M.A. วงจรที่ใช้งานได้จริง พาวเวอร์ซัพพลายและสเตบิไลเซอร์ หนังสือ. 2. - M.: Alteks a, 2002. -191 p.

อนิจจาไฟฟ้าดับในบ้านของเรากำลังกลายเป็นประเพณี เด็กต้องทำการบ้านใต้แสงเทียนจริงหรือ? หรือแค่หนังน่าสนใจทางทีวีที่น่าจับตามอง ทั้งหมดนี้แก้ไขได้ถ้าคุณมีแบตเตอรี่รถยนต์ คุณสามารถประกอบอุปกรณ์ที่เรียกว่าตัวแปลง DC-to-AC (ตัวแปลง DC-AC ในคำศัพท์ตะวันตก)

รูปที่ 1 และ 2 แสดงวงจรหลักสองวงจรของตัวแปลงดังกล่าว วงจรในรูปที่ 1 ใช้ทรานซิสเตอร์อันทรงพลังสี่ตัว VT1 ... VT4 ซึ่งทำงานใน โหมดคีย์. ในครึ่งรอบของแรงดันไฟฟ้า 50 Hz ทรานซิสเตอร์ VT1 และ VT4 จะเปิดขึ้น กระแสจากแบตเตอรี่ GB1 ไหลผ่านทรานซิสเตอร์ VT1 ขดลวดหลักของหม้อแปลง T1 (จากซ้ายไปขวาในแผนภาพ) และทรานซิสเตอร์ VT4 ในช่วงครึ่งหลังของทรานซิสเตอร์ VT2 และ VT3 เปิดอยู่ กระแสจากแบตเตอรี่ GB1 จะผ่านทรานซิสเตอร์ VT3 ขดลวดหลักของหม้อแปลง TV1 (จากขวาไปซ้ายในแผนภาพ) และทรานซิสเตอร์ VT2 เป็นผลให้กระแสในขดลวดของหม้อแปลง TV1 กลายเป็นตัวแปรและในขดลวดทุติยภูมิแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเป็น 220 6 เมื่อใช้แบตเตอรี่ 12 โวลต์ค่าสัมประสิทธิ์ K \u003d 220/12 \u003d 18.3 .

เครื่องกำเนิดพัลส์ที่มีความถี่ 50 Hz สามารถสร้างขึ้นบนทรานซิสเตอร์ วงจรลอจิก และอื่นๆ ฐานธาตุรูปที่ 1 แสดงเครื่องกำเนิดพัลส์บนตัวจับเวลารวม KR1006VI1 (IC DA1) จากเอาต์พุต DA1 พัลส์ที่มีความถี่ 50 Hz จะส่งผ่านอินเวอร์เตอร์สองตัวบนทรานซิสเตอร์ VT7, VT8 จากครั้งแรกของพวกเขา พัลส์จะถูกป้อนผ่านแอมพลิฟายเออร์ปัจจุบัน VT5 ไปยังคู่ของ VT2, VT3 จากวินาที - ผ่านแอมพลิฟายเออร์ปัจจุบัน VT6 ถึงคู่ของ VT1, VT4 หากทรานซิสเตอร์ที่มีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนกระแสสูง ("superbet") ถูกใช้เป็น VT1 ... VT4 เช่น KT827B หรืออันทรงพลัง FETsตัวอย่างเช่น KP912A จากนั้นสามารถละเว้นแอมพลิฟายเออร์ปัจจุบัน VT5, VT6 ได้

วงจรในรูปที่ 2 ใช้ทรานซิสเตอร์ VT1 และ VT2 อันทรงพลังเพียงสองตัว แต่ขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้ามีจุดหมุนและจุดกึ่งกลางมากเป็นสองเท่า เครื่องกำเนิดพัลส์ในวงจรนี้เหมือนกัน ฐานของทรานซิสเตอร์ VT1 และ VT2 เชื่อมต่อกับจุด A และ B ของวงจรกำเนิดพัลส์ในรูปที่ 1

เวลาในการทำงานของตัวแปลงจะขึ้นอยู่กับความจุของแบตเตอรี่และกำลังโหลด หากคุณปล่อยให้แบตเตอรี่คายประจุ 80% (อนุญาตให้ปล่อยประจุดังกล่าวได้ แบตเตอรี่ตะกั่ว) จากนั้นนิพจน์สำหรับเวลาทำงานของตัวแปลงจะมีรูปแบบดังนี้

T(h) = (0.7WU)/P โดยที่ W คือความจุของแบตเตอรี่ Ah; U - แรงดันแบตเตอรี่ระบุ V; P - กำลังโหลด, W. นิพจน์นี้ยังคำนึงถึงประสิทธิภาพของตัวแปลงด้วย ซึ่งก็คือ 0.85 ... 0.9

ตัวอย่างเช่นเมื่อใช้แบตเตอรี่รถยนต์ที่มีความจุ 55 Ah ที่มีแรงดันไฟฟ้าเล็กน้อย 12 V พร้อมโหลดบนหลอดไส้ที่มีกำลังไฟ 40 W เวลาใช้งานจะเท่ากับ 10 ...

เราให้ข้อมูลของหม้อแปลง T1 สำหรับสองกรณี: สำหรับโหลดสูงสุด 40 W และสำหรับโหลดสูงสุด 150 W

ในตาราง: S - พื้นที่หน้าตัดของวงจรแม่เหล็ก W1, W2 - จำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิ D1, D2 - เส้นผ่านศูนย์กลางของสายไฟของขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิ

คุณสามารถใช้หม้อแปลงไฟฟ้าสำเร็จรูปได้อย่าสัมผัสขดลวดหลัก แต่ให้พันขดลวดหลัก ในกรณีนี้ หลังจากคดเคี้ยว คุณต้องเปิดเครือข่ายที่คดเคี้ยว และตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าบนขดลวดหลักคือ 12 V

หากคุณใช้ VT1 ... VT4 เป็นทรานซิสเตอร์ทรงพลังในวงจรในรูปที่ 1 หรือ VT1, VT2 ในวงจรในรูปที่ 2 KT819A คุณควรจำสิ่งต่อไปนี้ กระแสไฟทำงานสูงสุดของทรานซิสเตอร์เหล่านี้คือ 15 A ดังนั้นหากคุณใช้ตัวแปลงพลังงานมากกว่า 150 W คุณต้องติดตั้งทรานซิสเตอร์ที่มีกระแสไฟสูงสุดมากกว่า 15 A (เช่น KT879A) หรือเปิด ทรานซิสเตอร์สองตัวขนานกัน ด้วยกระแสไฟทำงานสูงสุด 15A การกระจายพลังงานของทรานซิสเตอร์แต่ละตัวจะอยู่ที่ประมาณ 5W ในขณะที่ไม่มีฮีทซิงค์ การกระจายพลังงานสูงสุดคือ 3W ดังนั้นในทรานซิสเตอร์เหล่านี้จึงจำเป็นต้องติดตั้งหม้อน้ำขนาดเล็กในรูปแบบของแผ่นโลหะที่มีพื้นที่ 15-20 ซม.

แรงดันไฟขาออกของคอนเวอร์เตอร์มีรูปแบบของพัลส์ไบโพลาร์ที่มีแอมพลิจูด 220 โวลต์ แรงดันไฟฟ้านี้ค่อนข้างเหมาะสำหรับการจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์วิทยุต่างๆ ไม่ต้องพูดถึงหลอดไฟ อย่างไรก็ตาม มอเตอร์ไฟฟ้าแบบเฟสเดียวที่มีแรงดันไฟฟ้าในแบบฟอร์มนี้ทำงานได้ไม่ดี ดังนั้นจึงไม่คุ้มค่าที่จะรวมเครื่องดูดฝุ่นหรือเครื่องบันทึกเทปไว้ในตัวแปลงดังกล่าว คุณสามารถหาทางออกได้โดยการพันขดลวดเพิ่มเติมบนหม้อแปลง T1 และโหลดลงในตัวเก็บประจุ Cp (แสดงในเส้นประในรูปที่ 2) ตัวเก็บประจุนี้ถูกเลือกเพื่อให้เกิดวงจรที่ปรับความถี่เป็น 50 Hz ด้วยกำลังแปลง 150 W ความจุของตัวเก็บประจุดังกล่าวสามารถคำนวณได้โดยสูตร C \u003d 0.25 / U2 โดยที่ U คือแรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้นจากขดลวดเพิ่มเติมเช่นที่ U \u003d 100 V, C \ u003d 25 μF ในกรณีนี้ ตัวเก็บประจุจะต้องทำงานโดยใช้แรงดันไฟฟ้าสลับ (คุณสามารถใช้ตัวเก็บประจุแบบกระดาษโลหะ K42U หรืออย่างอื่นที่คล้ายกัน) และมี แรงดันใช้งานไม่น้อยกว่า 2U วงจรดังกล่าวใช้ส่วนหนึ่งของกำลังของคอนเวอร์เตอร์ พลังงานส่วนนี้ขึ้นอยู่กับปัจจัยด้านคุณภาพของตัวเก็บประจุ ดังนั้นสำหรับตัวเก็บประจุแบบกระดาษโลหะ แทนเจนต์การสูญเสียอิเล็กทริกคือ 0.02 ... 0.05 ดังนั้นประสิทธิภาพของคอนเวอร์เตอร์จึงลดลงประมาณ 2 ... 5%

เพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลว แบตเตอรี่คอนเวอร์เตอร์ไม่รบกวนการติดตั้งอุปกรณ์ส่งสัญญาณการคายประจุ แผนภาพอย่างง่ายของอุปกรณ์ส่งสัญญาณดังกล่าวแสดงในรูปที่ 3 ทรานซิสเตอร์ VT1 เป็นองค์ประกอบธรณีประตู ในขณะที่แรงดันไฟของแบตเตอรี่เป็นปกติ ทรานซิสเตอร์ VT1 เปิดอยู่ และแรงดันไฟฟ้าของตัวสะสมต่ำกว่าแรงดันไฟเลี้ยงของชิป DD1.1 ดังนั้นเครื่องกำเนิดสัญญาณความถี่เสียงบนชิปนี้จึงไม่ทำงาน เมื่อแรงดันแบตเตอรี่ลดลงถึงค่าวิกฤต ทรานซิสเตอร์ VT1 จะปิด (จุดล็อคถูกตั้งค่า ตัวต้านทานปรับค่าได้ R2) เครื่องกำเนิดบนชิป DD1 เริ่มทำงานและองค์ประกอบเสียง HA1 เริ่มทำงาน "บี๊บ" สามารถใช้ลำโพงไดนามิกกำลังต่ำแทนองค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกได้

หลังจากใช้ตัวแปลงจะต้องชาร์จแบตเตอรี่ สำหรับ ที่ชาร์จคุณสามารถใช้หม้อแปลง T1 ตัวเดียวกันได้ แต่จำนวนรอบในขดลวดปฐมภูมินั้นไม่เพียงพอเนื่องจากมันถูกออกแบบมาสำหรับ 12 V แต่คุณต้องมีอย่างน้อย 17 V ดังนั้นในการผลิตหม้อแปลงจึงมีขดลวดเพิ่มเติมสำหรับ ควรมีที่ชาร์จให้ โดยปกติเมื่อชาร์จแบตเตอรี่จะต้องปิดวงจรคอนเวอร์เตอร์

V.D. Panchenko, เคียฟ

หน้า 1

การแปลงกระแสตรงเป็นกระแสสลับในตัวเก็บประจุแบบไดนามิกนั้นดำเนินการเนื่องจากความจุที่เปลี่ยนแปลงเป็นระยะของตัวเก็บประจุเมื่อแผ่นใดแผ่นหนึ่งสั่น

การแปลงกระแสตรงเป็นกระแสสลับเรียกว่าอินเวอร์เตอร์และอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่นี้เรียกว่าอินเวอร์เตอร์

การแปลง DC เป็น AC และการปรับสัญญาณ AC ในการขยายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง มักใช้แอมพลิฟายเออร์ที่มีคัปปลิ้งไฟฟ้ากระแสตรงระหว่างสเตจ ข้อเสียที่สำคัญของแอมพลิฟายเออร์ DC ทั้งหมดคือการดริฟท์เป็นศูนย์ การมีอยู่ของศูนย์ดริฟท์และความยากลำบากในการขยายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงขนาดเล็กโดยตรงได้นำไปสู่การเกิดขึ้นของวงจรเครื่องขยายเสียงจำนวนหนึ่งที่มีการแปลง DC-to-AC และการขยายของวงจรหลังด้วยเครื่องขยายสัญญาณ AC ใช้เครื่องกล ไมโครโฟน อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์อื่น ๆ เป็นทรานสดิวเซอร์

การแปลงกระแสตรงเป็นกระแสสลับจะดำเนินการโดยการขัดจังหวะวงจรแหล่งจ่ายไฟโหลดเป็นระยะ หากระดับแรงดันไฟขาออกของอินเวอร์เตอร์แตกต่างจากระดับแรงดันไฟขาเข้า DC โหลดจะเปิดขึ้นผ่านหม้อแปลง

การแปลงกระแสตรงเป็นกระแสสลับและการแปลงผกผัน

การแปลงกระแสตรงเป็นกระแสสลับ (อินเวอร์เตอร์) สามารถทำได้โดยใช้วาล์วไฟฟ้า ซึ่งสามารถควบคุมการนำไฟฟ้าได้ ไทริสเตอร์ใช้เพื่อจุดประสงค์นี้ ดังที่แสดง วงจรเรียงกระแสแบบควบคุมเฟสและอินเวอร์เตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยไฟหลัก (อินเวอร์เตอร์ที่มีความถี่กระแสตรงกับความถี่ไฟหลักและ P0 Rin) ทำงานในลักษณะเดียวกันและสามารถใช้โหมดใดๆ เหล่านี้ในวงจรเดียวกันได้ เมื่อทำงานเป็นวงจรเรียงกระแส อุปกรณ์จะถ่ายโอนพลังงานไปยังโหลด DC เมื่อทำงานเป็นอินเวอร์เตอร์ จำเป็นต้องใช้แหล่งจ่ายแรงดันคงที่เพื่อสร้างกระแสในอุปกรณ์และถ่ายโอนพลังงานไปยังด้าน AC โหมดอินเวอร์เตอร์จะเกิดขึ้นที่ 90 ชั่วโมง - 180 เอล อินเวอร์เตอร์แบบขับเคลื่อนด้วยกริด (ไม่ใช่แบบอิสระ) ใช้ในการทดสอบ rheostatic ของหัวรถจักรดีเซลพร้อมการนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ การติดตั้งดังกล่าวแพร่หลายมากขึ้นทุกปี

การแปลงกระแสตรงเป็นกระแสสลับดำเนินการโดยตัวเก็บประจุซึ่งความจุจะเปลี่ยนแปลงเป็นระยะ (ตัวอย่างเช่น

1.3. แปลงไฟฟ้ากระแสสลับ

เป็นค่าคงที่และคงที่เป็นตัวแปร

ไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นที่โรงไฟฟ้าโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส กล่าวคือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งแปลงโดยหม้อแปลงได้อย่างสะดวกและส่งต่อในระยะทางไกล ในขณะเดียวกันก็มีตัวเลข กระบวนการทางเทคโนโลยีที่ต้องการกระแสตรง: อิเล็กโทรไลซิส การชาร์จแบตเตอรี่ ฯลฯ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องแปลงกระแสสลับเป็นกระแสตรงและในทางกลับกัน

แพร่หลายในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 คอนเวอร์เตอร์ไฟฟ้า (คอนเวอร์เตอร์แขนเดียวและชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า) ได้เปิดทางให้กับวงจรเรียงกระแสเซมิคอนดักเตอร์ที่มีขนาดกะทัดรัดและไม่มีเสียง ขอบคุณสูง

ข้าว. 1.12. วงจรเรียงกระแสเฟสเดียวสองจังหวะ

ประสิทธิภาพและขนาดที่เล็กของวงจรเรียงกระแสเซมิคอนดักเตอร์ มีแนวโน้มที่จะแทนที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสที่มีวงจรเรียงกระแสเซมิคอนดักเตอร์ที่เอาต์พุต ดังนั้นเครื่องจักรประเภทใหม่จึงปรากฏขึ้น - หม้อแปลงและซิงโครนัส - ทำงานกับวงจรเรียงกระแสอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม การทำงานของเครื่องจักรไฟฟ้าสำหรับวงจรเรียงกระแสมีคุณสมบัติที่ต้องนำมาพิจารณาเมื่อออกแบบเครื่องจักรเหล่านี้และวิเคราะห์กระบวนการที่เกิดขึ้น

แปลงไฟฟ้ากระแสสลับวี คงที่ผลิตโดยใช้วาล์วเซมิคอนดักเตอร์ที่มีการนำไฟฟ้าทางเดียว ในรูป 1.12 และ 1.13 แสดงวงจรเรียงกระแสที่พบบ่อยที่สุด: เฟสเดียว (รูปที่ 1.12, a) และสามเฟส (รูปที่ 1.13, a) และเส้นโค้งแรงดันและกระแส (รูปที่ 1.12.5 วีข้าว. 1.13.6, วีตามลำดับ) กระแสสามารถผ่านวาล์วเซมิคอนดักเตอร์ (ไดโอด) ได้ก็ต่อเมื่อขั้วบวกถูกนำไปใช้กับขั้วบวก (ในทิศทางของด้านบนของรูปสามเหลี่ยมในรูปที่ 1.12, a) ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่โหลดจะเต้นเป็นจังหวะ

ข้าว. 1.13. วงจรเรียงกระแสแบบสะพานสามเฟส

ด้วยการแก้ไขแบบเฟสเดียว แรงกระเพื่อมของแรงดันไฟฟ้าที่โหลด ^-โหลดมีความสำคัญมากและความถี่ของส่วนประกอบตัวแปรจะสูงกว่าความถี่ของกระแสสลับ 2 เท่า (รูปที่ 1.12, b) ด้วยการแก้ไขสะพานสามเฟส วงจรจะกลายเป็นหกรอบและแรงดันไฟฟ้ากระเพื่อมมีขนาดเล็ก - น้อยกว่า 6% ของส่วนประกอบคงที่ (รูปที่ 1.13, ข)

กระแสในวงจรโหลดมักจะราบรื่นกว่าแรงดันไฟฟ้า เนื่องจากวงจรโหลดมักประกอบด้วยตัวเหนี่ยวนำ ซึ่งแสดงถึงความต้านทานสูงสำหรับส่วนประกอบ AC ของกระแส และความต้านทานเล็กน้อยสำหรับส่วนประกอบ DC

หากเราพิจารณากระแสในการโหลด /<* полностью сглаженным, то по обмоткам трансформатора проходит ток, имеющий вид прямоугольников (рис. 1.12,6 и 1.13, วี)มีฮาร์โมนิกที่สูงกว่าซึ่งเพิ่มความร้อนของขดลวด นอกจากนี้ เมื่อใช้วงจรการแก้ไขจุดศูนย์ จะมีส่วนประกอบกระแสคงที่ในขดลวด (รูปที่ 1.12.6) ด้วยเหตุนี้ ค่าประสิทธิผลของกระแสจึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และต้องใช้มาตรการต่อต้านการสร้างแม่เหล็กถาวรของแกน เพื่อป้องกันปรากฏการณ์นี้ เช่น ในหม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียว หุ้มเกราะการก่อสร้าง (รูปที่ 1.14) หรือขดลวดทั้งหมดของหม้อแปลงวางอยู่บนแกนแต่ละอันโดยแบ่งครึ่ง

อิทธิพลอย่างมากต่อการทำงานของวงจรเรียงกระแส (รูปที่. 1.15, o) ให้การสลับกระแส - กระบวนการเปลี่ยนจากวาล์วหนึ่งไปยังอีกวาล์วหนึ่ง

เนื่องจากการมีอยู่ของตัวเหนี่ยวนำในวงจรนำพากระแสและการเหนี่ยวนำเนื่องจากการรั่วไหลของฟลักซ์ของหม้อแปลงไฟฟ้ากระแสจากวาล์วหนึ่งผ่านไปยังอีกวาล์วหนึ่งไม่ได้ในทันที แต่ในช่วงเวลาการเปลี่ยน T k ซึ่งสอดคล้องกับมุมสวิตชิ่ง ที่(รูปที่ 1.15, ข).

เพื่อความง่าย เราคิดว่ากระแสในโหลด ไอดีเรียบอย่างสมบูรณ์แบบ จากนั้นผลรวมของกระแสผ่านวาล์วที่หนึ่งและที่สอง ฉัน \และ iaiระหว่างกระบวนการเปลี่ยนจะไม่เปลี่ยนแปลง:

ข้าว. 1.14. แผนผังของหม้อแปลงหุ้มเกราะ

ที่จุดเริ่มต้นของการเปลี่ยน เมื่อค่า EMF ผ่านศูนย์และเครื่องหมายการเปลี่ยนแปลง ขดลวดของหม้อแปลงไฟฟ้าลัดวงจรและสามารถเขียนสมการสำหรับวงจรได้

ในระหว่างการสลับแรงดันไฟฟ้าที่โหลด SLg \u003d 0.5 (e 2a + + อี 2 ข)และในวงจรเรียงกระแสแบบเฟสเดียวคือศูนย์ (รูปที่ 1.15 ข)ดังนั้นเนื่องจากการสลับแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขจะลดลงและระลอกคลื่นจะเพิ่มขึ้น เนื่องจากมุมสวิตชิ่งมากกว่า กระแสโหลดก็จะมากขึ้น ฉัน dและค่ารีแอกแตนซ์แบบอุปนัย เอ็กซ์เอ,เพื่อปรับปรุงคุณภาพของวงจรเรียงกระแส เป็นที่พึงปรารถนาที่เครื่องที่ป้อนจะมีความต้านทานอุปนัยเล็กน้อย ในหม้อแปลงไฟฟ้า x aเท่ากับค่ารีแอกแตนซ์อุปนัยเนื่องจากฟลักซ์รั่วและถูกกำหนดจากประสบการณ์การลัดวงจรในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัส

ที่ไหน ฮา"และ xq"- การเหนี่ยวนำยิ่งยวดตามแนวยาวและแนวขวาง ตามลำดับ โดยคำนึงถึงกระแสไฟในขดลวดแดมเปอร์

ดังนั้น เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสที่ออกแบบมาเพื่อใช้กับเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าต้องได้รับการออกแบบให้ทำงานโดยใช้กระแสไฟที่ไม่ใช่ไซนัสและมีขดลวดแดมเปอร์

ตัวประกอบกำลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนโดยวงจรเรียงกระแสที่ไม่ได้ควบคุมคือ

ข้าว. 1.16. แบบแผนของอินเวอร์เตอร์แบบเฟสเดียว

โดยที่ v "0.9 - ปัจจัยการบิดเบือน; > f «0.5 y คือมุมของการเปลี่ยนแปลงปัจจุบันที่สัมพันธ์กับฮาร์มอนิกแรกของแรงดันไฟฟ้า

การแปลง DC เป็น ACผลิตโดยใช้อินเวอร์เตอร์ที่ใช้วาล์วควบคุม: ทรานซิสเตอร์ ไทริสเตอร์ ฯลฯ

ไดอะแกรมของอินเวอร์เตอร์แบบเฟสเดียวแสดงในรูปที่ 1.16. วาล์วอินเวอร์เตอร์จะเปิดสลับกันทุกครึ่งรอบเพื่อให้ทิศทางของกระแสในขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าอยู่ตรงข้ามกับทิศทางของ EMF ในขดลวดนี้ กล่าวคือ เพื่อให้พลังงานถูกถ่ายโอนจากแหล่งจ่ายกระแสตรงไปยัง เครือข่ายเอซี

อินเวอร์เตอร์มีความสัมพัทธ์ ระบบที่ซับซ้อน ระบบควบคุมอัตโนมัติซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของต้นทุนและความน่าเชื่อถือลดลงเมื่อเทียบกับวงจรเรียงกระแสที่ไม่มีการควบคุม

นอกจากนี้อินเวอร์เตอร์อาจมีโหมด ผ่านการเผาไหม้เมื่อกระแสในขดลวดอยู่ในเฟสที่มี EMF โหมดนี้เป็นไปได้ทั้งในกรณีที่ระบบควบคุมทำงานผิดปกติหรือมุมสวิตชิ่งใหญ่เกินไป ด้วยการเผาไหม้ กระแสมักจะเพิ่มขึ้นเป็นค่าที่ยอมรับไม่ได้และวาล์วเซมิคอนดักเตอร์มักจะล้มเหลว องค์ประกอบจำนวนมากในระบบควบคุมและความเป็นไปได้ของการเผาไหม้ผ่านฉุกเฉินทำให้ความน่าเชื่อถือของอินเวอร์เตอร์ต่ำกว่าวงจรเรียงกระแสที่ไม่มีการควบคุมอย่างมาก: เวลาระหว่างความล้มเหลวจะลดลง 50...100 เท่า

แนวคิดของการจ่ายไฟจากอินเวอร์เตอร์ของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสและซิงโครนัสมีแนวโน้มดี ด้วยการเปลี่ยนความถี่การสลับของวาล์ว ทำให้สามารถเปลี่ยนความถี่ของแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของมอเตอร์สเตเตอร์ได้ และด้วยเหตุนี้ (ไม่มีความต้านทาน) ในเชิงเศรษฐกิจจึงควบคุมความเร็วเชิงมุม วิธีการควบคุมความเร็วนี้เรียกว่าความถี่ อย่างไรก็ตาม ความน่าเชื่อถือต่ำของระบบที่มีเครื่องแปลงความถี่เป็นอุปสรรคต่อการใช้งานที่กว้างขวาง

ปัจจุบันใช้การควบคุมความเร็วตัวแปรใน .เท่านั้น เงื่อนไขพิเศษโดยที่มอเตอร์กระแสตรงที่แช่อยู่ในของเหลวไม่สามารถทำงานได้: เครื่องยนต์เรือ เครื่องยนต์ท่อส่งน้ำมัน เครื่องยนต์โรงสีบอล ฯลฯ

ข้าว. 1.17. อุปกรณ์เครื่อง DC

มีตัวอย่างทดลองที่มีการควบคุมความถี่ในอุปกรณ์ไฟฟ้าแบบเครนและแบบลากจูง

เครื่อง DC มีตัวแปลงสะสมซึ่งในโหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเป็นเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าและในโหมดมอเตอร์จะเป็นเครื่องแปลงความถี่

การออกแบบเครื่อง DC นั้นคล้ายกับการออกแบบเครื่องซิงโครนัสคว่ำซึ่งขดลวดกระดองตั้งอยู่บนโรเตอร์และเสาแม่เหล็กได้รับการแก้ไข เมื่ออาร์เมเจอร์ (โรเตอร์) หมุน EMF จะถูกเหนี่ยวนำในตัวนำที่คดเคี้ยว ดังแสดงในภาพตัดขวางของรูปที่ 1.17, ก.

ในตัวนำที่อยู่ด้านหนึ่งของเส้นสมมาตรที่แยกขั้ว EMF จะถูกกำหนดทิศทางไปในทิศทางเดียวเสมอ โดยไม่คำนึงถึงความเร็วเชิงมุม ในระหว่างการหมุน ตัวนำบางตัวจะไปอยู่ใต้อีกขั้วหนึ่ง ตัวนำตัวอื่นๆ เข้ามาแทนที่ และในอวกาศ ภายใต้ขั้วของขั้วเดียว รูปภาพนั้นเกือบจะไม่มีการเคลื่อนไหว มีเพียงตัวนำบางตัวเท่านั้นที่จะถูกแทนที่ด้วยตัวอื่นๆ ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะได้รับ EMF ที่ไม่เปลี่ยนแปลงในทางปฏิบัติจากส่วนนี้ของขดลวด

EMF คงที่ได้มาจากการสัมผัสแบบเลื่อนระหว่างขดลวดกับวงจรไฟฟ้าภายนอก

ตัวนำเชื่อมต่อกันด้วยระยะพิทช์ wsht,เช่นเดียวกับในเครื่อง AC จากนั้นการหมุนจะเชื่อมต่อแบบอนุกรมทีละชุดทำให้เกิดขดลวดแบบปิด

ครึ่งหนึ่งของขดลวด (ในเครื่องสองขั้ว) จะเหนี่ยวนำให้เกิด EMF ของสัญญาณหนึ่งและอีกอันหนึ่ง - ตรงกันข้ามดังแสดงในวงจรคดเคี้ยวที่เท่ากัน (รูปที่ 1.17, ข)ตามแนวโค้งของขดลวด EMF ในส่วนต่างๆ ของมันจะถูกชี้ไปในทิศทางตรงกันข้ามและมีความสมดุลซึ่งกันและกัน เป็นผลให้เมื่อ ไม่ทำงานเครื่องกำเนิดคือในกรณีที่ไม่มีโหลดภายนอกไม่มีกระแสไหลผ่านขดลวดกระดอง

วงจรภายนอกเชื่อมต่อกับกระดองผ่านแปรงที่ติดตั้งบนเรขาคณิตที่เป็นกลาง

เพื่อปรับปรุงการสัมผัส แปรงจะทำในรูปแบบของแท่งกราไฟท์สี่เหลี่ยมและเลื่อนไปตามพื้นผิวของตัวสะสมซึ่งประกอบจากแผ่นทองแดงที่แยกจากกัน

ในเครื่องจักรขนาดใหญ่ จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของแต่ละรอบจะติดอยู่กับเพลตตัวรวบรวม ในเครื่องจานเล็ก

น้อยกว่ารอบดังนั้นส่วนหนึ่งของขดลวดหลายรอบจึงถูกบัดกรีระหว่างแผ่นทั้งสอง - ส่วน

ภายใต้โหลด กระแสจะไหลผ่านตัวนำกระดอง ทิศทางที่กำหนดโดยทิศทางของ EMF

เนื่องจากกระแสโหลดคงที่ ในการหมุนของขดลวดกระดอง กระแสจึงมีรูปร่างใกล้เคียงกับสี่เหลี่ยม (รูปที่ 1.18, a)

เมื่อขดลวดผ่านจากกิ่งขนานหนึ่งไปยังอีกกิ่งหนึ่ง แปรงจะลัดวงจรเป็นเวลาที่เรียกว่า เปลี่ยนระยะเวลา(รูปที่ 1.18 ข)

T K \u003d bJv KOn ,(1.66)

ที่ไหน ข คุณ- ความกว้างของแปรง และ K ol คือความเร็วเชิงเส้นของจุดที่อยู่บนพื้นผิวของตัวสะสม

ในกรณีที่ง่ายที่สุด เมื่อแปรงแคบกว่าจานสะสม สำหรับส่วนที่ปิดด้วยแปรง (รูปที่ 1.18.0)

ข้าว. 1.18. การสลับไดอะแกรมปัจจุบัน

ที่ไหน iiRi=AUiและ ผม 2 R2=AU 2- แรงดันตกที่หน้าสัมผัสแปรงตามลำดับด้วยแผ่นสะสมที่หนึ่งและที่สอง Rc- ความต้านทานเชิงรุกของส่วน; L pe3 - ผลการเหนี่ยวนำของส่วน; อีทู- EMF จากสนามภายนอก ละเลย iR cเพราะความเล็ก อาร์ ซี ,เราได้รับ

ผลลัพธ์สมการการสับเปลี่ยนพื้นฐานที่ได้(1.68) ตรงกับสมการสวิตชิ่งในตัวเรียงกระแส(1.61). คำตอบของสมการนี้หาได้ง่ายโดยสมมติว่า

เพื่อที่ว่าเมื่อจานแรกออกจากแปรงไม่มีกระแสไฟฟ้าในขณะนั้น t = T Kกระแสผ่านจานแรกจะต้องเท่ากับศูนย์:

เงื่อนไขนี้สำหรับการเปลี่ยนแบบไม่มีประกายไฟจะลดลงตามความจริงที่ว่าในทุกโหมดมุมการสลับ ที่ไม่เปลี่ยนแปลง:

y=*T K =2vJ>JD a v Koll =2b"jD a , (1.71)

ที่ไหน ดา- เส้นผ่านศูนย์กลางของสมอ วี เอ -ความเร็วเชิงเส้นของจุดที่อยู่บนผิวสมอ b "u \u003d bshO a / O KO l- ความกว้างของแปรงลดลงเหลือเส้นผ่านศูนย์กลางของกระดอง

เพื่อให้เป็นไปตามเงื่อนไขนี้ EMF ในโซนการสลับ EMF อีทูถูกสร้างขึ้นโดยเสาเพิ่มเติมพิเศษซึ่งขดลวดซึ่งเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับวงจรกระดองและทำให้วงจรแม่เหล็กไม่อิ่มตัว

กระบวนการสวิตชิ่งในวงจรเรียงกระแส อินเวอร์เตอร์ และเครื่อง DC มีความคล้ายคลึงกัน ในทั้งสองกรณี กระบวนการเปลี่ยนกระแสระหว่างช่วงการสลับจะถูกกำหนดโดยค่าและรูปร่างของ EMF ในวงจรไฟฟ้าลัดวงจร ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะเปรียบตัวสะสมกับวงจรเรียงกระแสแบบเครื่องกลเหมือนที่ทำในบางครั้ง

การปรากฏตัวของนักสะสมยังแนะนำลักษณะเฉพาะของตัวเอง: การออกแบบเครื่องจักรมีความซับซ้อนมากขึ้นและการใช้งานก็มีราคาแพงกว่า อย่างไรก็ตาม ข้อบกพร่องของเครื่องจักรไฟฟ้าเหล่านี้ได้รับการชดเชยโดยข้อได้เปรียบหลัก: ในโหมดมอเตอร์ การรบกวนการสลับแบบสุ่มมักจะนำไปสู่การเผาไหม้เล็กน้อยของตัวสะสมและแปรง และไม่ใช่การดำเนินการฉุกเฉิน พลิกคว่ำเช่นอินเวอร์เตอร์

เป็นผลให้ความน่าเชื่อถือของเครื่องรวบรวม DC นั้นสูงกว่าความน่าเชื่อถือของระบบ "ตัวแปลงความถี่มอเตอร์แบบอะซิงโครนัส" มาก ประสิทธิภาพของมันคือ 3 ... สูงกว่า 5% เครื่องราคาถูกกว่ามาก มีขนาดเล็กลงและน้ำหนัก .

ข้อดีเหล่านี้ทำให้จำเป็นต้องเลือกใช้เครื่อง DC โดยจำกัดการใช้มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสที่มีการควบคุมความถี่ให้อยู่ในกรอบที่แคบของอุปกรณ์เฉพาะ (มอเตอร์ที่ทำงานในของเหลว ฯลฯ)