Выпрямители характеризуются входными и выходными величинами (параметрами), а также технико-экономическими и эксплуатационными показателями.
Величины, характеризующие вход выпрямителя:
- входное напряжение,
- входной ток,
- частота переменного входного напряжения,
- число фаз питающей сети,
- мощность, потребляемая из сети.
Величины, характеризующие выход выпрямителя:
- номинальные напряжение, ток и мощность, отдаваемые
потребителю;
- величина и частота пульсации выпрямленного
напряжения;
- внешняя характеристика.
О выходных величинах следует сказать особо. Выпрямленное напряжение (или ток) на выходе выпрямителя пульсирует. Всякую пульсирующую электрическую величину можно представить в виде суммы постоянной и переменной составляющих.
Постоянная составляющая пульсирующего выпрямленного напряжения (или тока) называется также его средним значением. Средние значения напряжения и тока на выходе выпрямителя определяют режим работы потребителя (нагрузки). Мощность, отдаваемая потребителю, вычисляется как произведение средних значений выходных напряжения и тока.
Переменная составляющая пульсирующего напряжения (или тока) является периодической несинусоидальной функцией и поэтому может быть разложена на синусоидальные составляющие различных частот, кратных основной, - гармоники. Обычно принимают во внимание только основную (первую) гармонику пульсации, пренебрегая незначительными по величине и легко фильтрующимися высшими гармониками.
Частотой пульсации называется частота основной гармоники пульсации. В зависимости от схемы выпрямления частота пульсации равна или кратна частоте питающей сети. Чем выше частота пульсации, тем более простой и компактный фильтр требуется для сглаживания выпрямленного напряжения.
Величина пульсации характеризуется коэффициентом пульсации, выраженным в процентах.
Здесь Um1 - амплитуда основной гармоники пульсации;
U0 - постоянная составляющая выпрямленного
напряжения.
Для каждого потребителя пульсация не должна превышать определенной величины. Например, для многокаскадного усилительного устройства требования к величине пульсации существенно различны: от значения 0,01 – 0,05% для первых каскадов до 1 – 3% для оконечного каскада.
Внешней характеристикой выпрямителя называется функциональная зависимость выходных средних значений напряжения и тока U0= f(I0) при постоянном значении напряжения на входе. В зависимости от величины внутреннего сопротивления выпрямителя и падения напряжения на нём различают жесткую (кривая 1) и мягкую (кривая 2) внешние характеристики (рис.2.1)
Рис.2.1
Общими технико-экономическими показателями являются: коэффициент полезного действия КПД), коэффициент мощности (cosφ), вес и габаритные размеры устройства.
КПД определяется отношением полезной мощности на выходе (мощность нагрузки) к мощности на входе, то есть потребляемой из сети.
Коэффициент мощности cosφ определяется отношением активной мощности, потребляемой из сети, к полной мощности.
КПД и cosφ характеризуют экономичность выпрямительного устройства. При высоком КПД лучше используются активные материалы устройства, а при высоком cosφ требуется меньшая установочная мощность источника переменного тока.
Эксплуатационные показатели выпрямительного устройства: надежность в работе, срок службы, перегрузочная способность, простота установки и обслуживания.