सर्वात सामान्य एसी ते डीसी सुधारणा योजना

रेक्टिफायर हे एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण आहे जे विद्युत उर्जेला पर्यायी प्रवाहापासून थेट करंटमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे. रेक्टिफायर्स सेमीकंडक्टर उपकरणांवर आधारित असतात ज्यात एकल-बाजूचे वहन असते - डायोड आणि थायरिस्टर्स.

कमी लोड पॉवरवर (अनेक शंभर वॅट्सपर्यंत), पर्यायी प्रवाहाचे थेट प्रवाहात रूपांतर सिंगल-फेज रेक्टिफायर्स वापरून केले जाते. अशा रेक्टिफायर्सची रचना विविध इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांना डायरेक्ट करंट, लहान आणि मध्यम पॉवरच्या डीसी मोटर्सचे एक्सिटेशन विंडिंग इत्यादींसह केली जाते.

रेक्टिफायर सर्किट्सच्या ऑपरेशनच्या सोप्या आकलनासाठी, आम्ही रेक्टिफायर रेझिस्टिव्ह लोडवर काम करतो या गणनेतून पुढे जाऊ.

सिंगल-फेज, हाफ-वेव्ह (सिंगल-सायकल) रेक्टिफिकेशन सर्किट

आकृती 1 सर्वात सोपा रेक्टिफिकेशन सर्किट दाखवते. सर्किटमध्ये ट्रान्सफॉर्मरच्या दुय्यम वळण आणि लोड दरम्यान जोडलेले एक रेक्टिफायर असते.

आकृती 1 - सिंगल-फेज हाफ-वेव्ह रेक्टिफायर: अ) सर्किट - डायोड ओपन, ब) सर्किट - डायोड बंद, क) ऑपरेशनचे टायमिंग डायग्राम

व्होल्टेज u2 सायनसॉइडल पद्धतीने बदलते, म्हणजे.सकारात्मक आणि नकारात्मक अर्धा लाटा (अर्धा कालावधी) असतात. जेव्हा डायोड व्हीडी (चित्र 1, अ) च्या एनोडवर सकारात्मक क्षमता लागू केली जाते तेव्हा लोड सर्किटमधील प्रवाह केवळ सकारात्मक अर्ध-चक्रांमध्ये जातो. व्होल्टेज u2 च्या रिव्हर्स ध्रुवीयतेसह, डायोड बंद आहे, लोडमधील विद्युत प्रवाह वाहत नाही, परंतु उलट व्होल्टेज Urev डायोडवर लागू केले जाते (चित्र 1, बी).

चे. दुय्यम वळण व्होल्टेजची फक्त एक अर्धी लहर संपूर्ण भारातून सोडली जाते. लोडमधील विद्युत् प्रवाह फक्त एका दिशेने वाहतो आणि थेट प्रवाह असतो, जरी त्यात स्पंदन करणारा वर्ण असतो (चित्र 1, c). व्होल्टेजच्या या स्वरूपाला (वर्तमान) डीसी पल्स म्हणतात.

रेक्टिफाइड व्होल्टेज आणि करंट्समध्ये डीसी (उपयुक्त) घटक आणि एसी घटक (रिपल्स) असतात. रेक्टिफायर ऑपरेशनच्या गुणवत्तेच्या बाजूचे मूल्यमापन उपयुक्त घटक आणि व्होल्टेज आणि वर्तमान उत्तेजना यांच्यातील संबंधांद्वारे केले जाते. या सर्किटचा रिपल फॅक्टर 1.57 आहे. Un = 0.45U2 कालावधीसाठी दुरुस्त केलेल्या व्होल्टेजचे सरासरी मूल्य. डायोडच्या रिव्हर्स व्होल्टेजचे कमाल मूल्य Urev.max = 3.14Un.

या सर्किटचा फायदा म्हणजे त्याची साधेपणा, तोटे: ट्रान्सफॉर्मरचा खराब वापर, डायोडचा मोठा रिव्हर्स व्होल्टेज, रेक्टिफाइड व्होल्टेजचा उच्च रिपल रेशो.

सिंगल-फेज ब्रिज रेक्टिफायर सर्किट

यात ब्रिज सर्किटमध्ये जोडलेले चार डायोड असतात. ट्रान्सफॉर्मरचे दुय्यम वळण पुलाच्या एका कर्णशी जोडलेले आहे, आणि लोड दुसर्याशी (चित्र 2). डायोड व्हीडी 2, व्हीडी 4 च्या कॅथोड्सचा सामान्य बिंदू हा रेक्टिफायरचा सकारात्मक ध्रुव आहे, डायोड्स व्हीडी 1, व्हीडी 3 च्या एनोड्सचा सामान्य बिंदू नकारात्मक ध्रुव आहे.

आकृती 2-सिंगल-फेज ब्रिज रेक्टिफायर: अ) पॉझिटिव्ह हाफ-वेव्ह रेक्टिफिकेशन सर्किट, ब) नकारात्मक हाफ-वेव्ह रेक्टिफिकेशन, क) ऑपरेशनचे टायमिंग डायग्राम

दुय्यम विंडिंगमधील व्होल्टेजची ध्रुवीयता पुरवठा नेटवर्कच्या वारंवारतेसह बदलते. या सर्किटमधील डायोड मालिकेत जोड्यांमध्ये कार्य करतात. व्होल्टेज u2 च्या सकारात्मक अर्ध-चक्रामध्ये, डायोड VD2, VD3 विद्युत प्रवाह चालवतात आणि रिव्हर्स व्होल्टेज डायोड VD1, VD4 वर लागू केले जातात आणि ते बंद होतात. व्होल्टेज u2 च्या ऋणात्मक अर्ध-चक्र दरम्यान, डायोड VD1, VD4 आणि डायोड VD2, VD3 मधून प्रवाह वाहतो. लोड करंट सर्व वेळ एकाच दिशेने वाहतो.

सर्किट फुल-वेव्ह (पुश-पुल) आहे, कारण मुख्य व्होल्टेजचे दोन्ही अर्ध-कालावधी Un = 0.9U2, तरंग गुणांक — 0.67 लोडवर वितरीत केले जातात.

डायोड स्विचिंग ब्रिज सर्किटचा वापर दोन अर्ध-चक्र दुरुस्त करण्यासाठी सिंगल-फेज ट्रान्सफॉर्मरचा वापर करण्यास अनुमती देतो. याव्यतिरिक्त, डायोडवर लागू केलेले रिव्हर्स व्होल्टेज 2 पट कमी आहे.

मध्यम आणि उच्च उर्जा ग्राहकांना थेट विद्युत प्रवाह कडून पुरविला जातो तीन-चरण रेक्टिफायर्स, ज्याचा वापर डायोडवरील वर्तमान भार कमी करतो आणि रिपल फॅक्टर कमी करतो.

थ्री-फेज ब्रिज रेक्टिफायर सर्किट

सर्किटमध्ये सहा डायोड असतात, जे दोन गटांमध्ये विभागलेले असतात (चित्र 2.61, a): कॅथोड — डायोड VD1, VD3, VD5 आणि anode VD2, VD4, VD6. लोड कॅथोड्सच्या कनेक्शन बिंदू आणि डायोड्सच्या एनोड्स दरम्यान जोडलेले आहे, म्हणजे. उभ्या असलेल्या पुलाच्या कर्णावर. सर्किट तीन-फेज नेटवर्कशी जोडलेले आहे.

आकृती 3 — थ्री-फेज ब्रिज रेक्टिफायर: अ) सर्किट, ब) ऑपरेशनचे टायमिंग डायग्राम

कोणत्याही क्षणी, लोड करंट दोन डायोडमधून वाहतो.कॅथोड गटामध्ये, सर्वाधिक एनोड संभाव्यता असलेले डायोड कालावधीच्या प्रत्येक तृतीयांश दरम्यान कार्य करते (चित्र 3, ब). एनोड ग्रुपमध्ये, कालावधीच्या या भागात, डायोड ज्याच्या कॅथोडमध्ये सर्वात जास्त नकारात्मक संभाव्यता आहे ते कार्य करते. प्रत्येक डायोड कालावधीच्या एक तृतीयांश कालावधीसाठी कार्य करतो. या सर्किटचा रिपल फॅक्टर फक्त 0.057 आहे.

नियंत्रित रेक्टिफायर्स - रेक्टिफायर्स जे पर्यायी व्होल्टेज (वर्तमान) च्या दुरुस्तीसह, दुरुस्त व्होल्टेज (वर्तमान) च्या मूल्याचे नियमन प्रदान करतात.

नियंत्रित रेक्टिफायर्सचा वापर डीसी मोटर्सचा वेग, इनॅन्डेन्सेंट दिव्यांची चमक, बॅटरी चार्ज करताना इत्यादी नियंत्रित करण्यासाठी केला जातो.

नियंत्रित रेक्टिफायर सर्किट्स थायरिस्टर्सवर तयार केले जातात आणि थायरिस्टर्सच्या सुरुवातीच्या क्षणावर नियंत्रण ठेवण्यावर आधारित असतात.

आकृती 4a सिंगल-फेज नियंत्रित रेक्टिफायरचे आकृती दर्शवते. मुख्य व्होल्टेजच्या दोन अर्ध-वेव्ह दुरुस्त करण्याच्या शक्यतेसाठी, दोन-फेज दुय्यम विंडिंगसह ट्रान्सफॉर्मर वापरला जातो, ज्यामध्ये विरुद्ध टप्प्यांसह दोन व्होल्टेज तयार होतात. प्रत्येक टप्प्यात एक थायरिस्टर चालू केला जातो. व्होल्टेज U2 चे सकारात्मक अर्ध-चक्र thyristor VS1 सुधारते, ऋण - VS2.

सीएस कंट्रोल सर्किट थायरिस्टर्स उघडण्यासाठी डाळी निर्माण करते. ओपनिंग पल्सची वेळ लोडमध्ये अर्ध-लहर किती सोडली जाते हे निर्धारित करते. जेव्हा एनोडवर सकारात्मक व्होल्टेज असते आणि कंट्रोल इलेक्ट्रोडवर ओपनिंग पल्स असते तेव्हा थायरिस्टर उघडतो.

जर नाडी t0 (Fig. 4, b) वेळेत आली, तर थायरिस्टर संपूर्ण अर्ध-चक्रासाठी उघडे असेल आणि लोडवर जास्तीत जास्त व्होल्टेज असेल, जर काही वेळा t1, t2, t3 असेल, तर नेटवर्क व्होल्टेजचा फक्त एक भाग असेल. लोड मध्ये सोडले.

आकृती 4 — सिंगल-फेज रेक्टिफायर: अ) सर्किट, ब) ऑपरेशनचे टायमिंग डायग्राम

विलंब कोन, थायरिस्टरच्या नैसर्गिक प्रज्वलनाच्या क्षणापासून मोजला जातो, अंशांमध्ये व्यक्त केला जातो, त्याला नियंत्रण किंवा समायोजन कोन म्हणतात आणि α अक्षराने दर्शविले जाते. कोन α (थायरिस्टर्सच्या एनोड्सच्या व्होल्टेजशी संबंधित कंट्रोल पल्सची फेज शिफ्ट) बदलून, आम्ही थायरिस्टर्सच्या खुल्या स्थितीची वेळ बदलतो आणि त्यानुसार, लोडमधील व्होल्टेज सुधारतो.