Однофазный однополупериодный выпрямитель

В однофазной однополупериодной схеме выпрямителя (рис.2.2), нагруженного активным сопротивлением R_H, под действием напряжения вторичной обмотки трансформатора ток в цепи нагрузки протекает только в течение тех полупериодов, когда к аноду вентиля относительно его катода приложено положительное (прямое) напряжение. В отрицательные полупериоды вентиль закрыт, ток через нагрузку не протекает и все напряжение вторичной обмотки приложено к вентилю. Вентиль при анализе выпрямительных схем в дальнейшем полагается идеальным.

Рис.2.2

Временные диаграммы работы однофазной схемы выпрямления приведены на рис.2.3.

Рис.2.3

Снимаемое со вторичной обмотки напряжение

u₂=U_msinωt=U_msin

где = ωt, выпрямляется. В результате получаются на выходе выпрямителя пульсирующие напряжение и ток, амплитудные значения которых связаны законом Ома U_m= I_mR_H.

Постоянная составляющая выпрямленного тока I₀ находится как среднее значение за период выпрямленного тока

или I_m=πI₀

Аналогично находится постоянная составляющая выпрямленного напряжения

или U_m=πU₀

Амплитудное значение связано с действующим значением напряжения вторичной обмотки трансформатора соотношением

Тогда имеем

или

Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатора определится как

По значениям U₂ и I₂ производится расчет обмоток согласующего трансформатора.

В сердечнике трансформатора за счет постоянной составляющей тока вторичной обмотки, которая в первичную обмотку не трансформируется, создается магнитный поток вынужденного намагничивания сердечника. Это приводит к насыщению магнитной системы и увеличению действующего значения первичного тока, а, следовательно, и расчетной мощности первичной обмотки, что обусловливает увеличение сечения провода первичной обмотки и размеров трансформатора в целом.

Максимальной обратное напряжение закрытого вентиля

U_обр.max=U_m=πU₀

Вычисления показывают, что амплитуда основной гармоники переменной составляющей в π/2 раз больше U₀, поэтому коэффициент пульсации составляет

K_П=157%

Частота пульсации выпрямленного напряжения равна частоте сети

f_П=f_c