整流电路的作用原理(什么是整流变压器,整流电路故障该如何排查与维护)
电力网供给用户的是交流电,而各种无线电装置需要用直流电。整流,就是把交流电变为直流电的过程。利用具有单向导电特性的器件,可以把方向和大小改变的交流电变换为直流电...
大家好,我很乐意和大家探讨整流变压器的工作原理的相关问题。这个问题集合涵盖了整流变压器的工作原理的各个方面,我会尽力回答您的疑问,并为您带来一些有价值的信息。
整流电路的作用原理
电力网供给用户的是交流电,而各种无线电装置需要用直流电。整流,就是把交流电变为直流电的过程。利用具有单向导电特性的器件,可以把方向和大小改变的交流电变换为直流电。下面介绍利用晶体二极管组成的各种整流电路。
半波整流电路 半波整流电路是一种最简单的整流电路。它由电源变压器B 、整流二极管D 和负载电阻Rfz ,组成。变压器把市电电压(多为220伏)变换为所需要的交变电压e2,D 再把交流电变换为脉动直流电。变压器砍级电压e2,是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压,它的波形如图5-2(a)所示。在0~K时间内,e2为正半周即变压器上端为正下端为负。此时二极管承受正向电压面导通,e2通过它加在负载电阻Rfz上,在π~2π 时间内,e2为负半周,变压器次级下端为正;上端为负。这时D承受反向电压,不导通,Rfz,上无电压。在2π~3π时间内,重复0~π 时间的过程,而在3π~4π时间内,又重复π~2π时间的过程…这样反复下去,交流电的负半周就被削掉了,只有正半周通过Rfz,在Rfz上获得了一个单一右向(上正下负)的电压,如图5-2(b)所示,达到了整流的目的,但是,负载电压Usc。以及负载电流的大小还随时间而变化,因此,通常称它为脉动直流。
这种除去半周、图下半周的整流方法,叫半波整流。不难看出,半波整流是以牺牲一半交流为代价而换取整流效果的,电流利用率很低(计算表明,整流得出的半波电压在整个周期内的平均值,即负载上的直流电压Usc =0.45e2,此处注意e2是变压器二次端口的有效值,而不是最大值。如变压器得到e2=,e2取值为20 )因此常用在高电压、小电流的场合,而在一般无线电装置中很少采用。
整流电路 如果把整流电路的结构作一些调整,可以得到一种能充分利用电能的全波整流电路。图5-3 是全波整流电路的电原理图。
全波整流电路,可以看作是由两个半波整流电路组合成的。变压器次级线圈中间需要引出一个抽头,把次组线圈分成两个对称的绕组,从而引出大小相等但极性相反的两个电压e2a 、e2b ,构成e2a 、D1、Rfz与e2b 、D2、Rfz ,两个通电回路。
全波整流电路的工作原理,可用图5-4 所示的波形图说明。在0~π间内,e2a 对Dl为正向电压,D1 导通,在Rfz 上得到上正下负的电压;e2b 对D2为反向电压,D2 不导通。在π-2π时间内,e2b 对D2为正向电压,D2导通,在Rfz 上得到的仍然是上正下负的电压;e2a 对D1为反向电压,D1 不导通。
带平衡电抗器的双反星型可控整流电路带平衡电抗器的双反星形可控整流电路是将整流变压器的两组二次绕组都接成星形,但两组接到晶闸管的同名端相反;两组二次绕组的中性点通过平衡电控器LB连接在一起。 桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。这种电路,只要增加两只二极管口连接成“桥”式结构,便具有全波整流电路的优点,而同时在一定程度上克服了它的缺点。
整流电路桥式整流电路的工作原理如下:e2为正半周时,对D1、D3和方向电压,Dl,D3导通;对D2、D4加反向电压,D2、D4截止。电路中构成e2、Dl、Rfz 、D3通电回路,在Rfz ,上形成上正下负的半波整流电压,e2为负半周时,对D2、D4加正向电压,D2、D4导通;对D1、D3加反向电压,D1、D3截止。电路中构成e2、D2Rfz 、D4通电回路,同样在Rfz 上形成上正下负的另外半波的整流电压。
如此重复下去,结果在Rfz ,上便得到全波整流电压。其波形图和全波整流波形图是一样的。从图5-6中还不难看出,桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值,比全波整流电路小一半。
三相桥式全控电路TR为三相整流变压器,其接线组别采用Y/Y-12。VT1~VT6为晶闸管元件,FU1~FU6为快速熔断器。TS为三相同步变压器,其接线组别采用△/Y-11。P端为集成化六脉冲触发电路+24V电源输出端,接脉冲变压器一次绕组连接公共端。P1~P6端为集成化六脉冲触发电路功放管V1~V6集电极输出端,分别接脉冲变压器一次绕组的另一端。UC端为移相控制电压输入端。
三相桥式半控电路三相桥式半控整流电路与三相桥式全控整流电路基本相同,仅将共阳极组VT4,VT6,VT2的晶闸管元件换成了VD4,VD6,VD2整流二极管,以构成三相桥式半控整流电路。
变压器的工作原理是什么?
原理:
变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成,线圈有两个或两个以上的绕组,其中接电源的绕组叫初级线圈,其余的绕组叫次级线圈。它可以变换交流电压、电流和阻抗。最简单的铁心变压器由一个软磁材料做成的铁心及套在铁心上的两个匝数不等的线圈构成。
铁心的作用是加强两个线圈间的磁耦合。为了减少铁内涡流和磁滞损耗,铁心由涂漆的硅钢片叠压而成;两个线圈之间没有电的联系,线圈由绝缘铜线(或铝线)绕成。一个线圈接交流电源称为初级线圈(或原线圈),另一个线圈接用电器称为次级线圈(或副线圈)。
实际的变压器是很复杂的,不可避免地存在铜损(线圈电阻发热)、铁损(铁心发热)和漏磁(经空气闭合的磁感应线)等,为了简化讨论这里只介绍理想变压器。理想变压器成立的条件是:忽略漏磁通,忽略原、副线圈的电阻,忽略铁心的损耗,忽略空载电流(副线圈开路原线圈线圈中的电流)。
例如电力变压器在满载运行时(副线圈输出额定功率)即接近理想变压器情况。变压器是利用电磁感应原理制成的静止用电器。当变压器的原线圈接在交流电源上时,铁心中便产生交变磁通,交变磁通用φ表示。
原、副线圈中的φ是相同的,φ也是简谐函数,表为φ=φmsinωt。由法拉第电磁感应定律可知,原、副线圈中的感应电动势为e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2为原、副线圈的匝数。
由图可知U1=-e1,U2=e2(原线圈物理量用下角标1表示,副线圈物理量用下角标2表示),其复有效值为U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ,令k=N1/N2,称变压器的变比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k,即变压器原、副线圈电压有效值之比,等于其匝数比而且原、副线圈电压的位相差为π。
进而得出:U1/U2=N1/N2
在空载电流可以忽略的情况下,有I1/ I2=-N2/N1,即原、副线圈电流有效值大小与其匝数成反比,且相位差π。
进而可得I1/ I2=N2/N1
理想变压器原、副线圈的功率相等P1=P2。说明理想变压器本身无功率损耗。实际变压器总存在损耗,其效率为η=P2/P1。电力变压器的效率很高,可达90%以上。
扩展资料:
变压器特征参数:
1,工作频率
变压器铁芯损耗与频率关系很大,故应根据使用频率来设计和使用,这种频率称工作频率。
2,额定功率
在规定的频率和电压下,变压器能长期工作而不超过规定温升的输出功率。
3,额定电压
指在变压器的线圈上所允许施加的电压,工作时不得大于规定值。
4,电压比
指变压器初级电压和次级电压的比值,有空载电压比和负载电压比的区别。
5,空载电流
变压器次级开路时,初级仍有一定的电流,这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流(产生磁通)和铁损电流(由铁芯损耗引起)组成。对于50Hz电源变压器而言,空载电流基本上等于磁化电流。
6,空载损耗
指变压器次级开路时,在初级测得功率损耗。主要损耗是铁芯损耗,其次是空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗(铜损),这部分损耗很小。
7,效率
指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。通常变压器的额定功率愈大,效率就愈高。
8,绝缘电阻
表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关.
参考资料:
同步整流工作的原理是什么
同步整流工作原理
同步整流工作原理是通过使用一个同步变压器和整流元件来将交流电转换为直流电的过程。同步变压器通过将交流电频率调节为和输入电频率相同来同步交流电的频率。整流元件(例如整流二极管或三极管)则通过只允许一个方向的电流流动来整流交流电。结果是产生了一个直流电输出。
什么是整流变压器,整流电路故障该如何排查与维护
什么是整流变压器?
整流变压器是整流设备的电源变压器。整流设备的特点是原方输 入电流,而副方通过整流原件后输出直流。 变流是整流、逆流和变频三种工作方式的总称,整流是其中应用最广泛的一种。作为整流装置电源用的变压器称为整流变压器。工业用的整流直流电源大部分都是由交流电网通过整流变压器与整流设备而得到的。
整流电路故障该如何排查与维护?
一、故障机理
关于整流电路的故障机理,主要说明下列几点:
1、整流电路出故障的根本原因有两个方面:一是外电路对整流二极管的破坏性影响,这不是整流电路本身的故障;二是整流二极管本身的质量问题,由于整流二极管的工作电流比较大,容易出现故障。
2、整流二极管有开路和击穿两个硬性故障,它的软性故障是二极管正向电阻增大和反向电阻减小,工作稳定性差等。
3、整流二极管正向电阻增大后,在整流二极管两端的管压降增大,加到整流电路负载电阻上的直流电压减小,降低了电源电路的直流输出电压。整流直流工作电流愈大,在整流二极管上的管压降愈大,整流二极管本身也发热,严重时将烧坏整流二极管。
4、整流二极管反向电阻减小后,二极管的单向导电性能变劣,使另一半周交流电压中的一部分通过整流二极管加到了整流电路负载电阻上,因为这是交流电压,所以增大了直流工作电压中的纹波电压,从而加重了滤波电路的负担。
二、关键测试点
关于整流电路的关键测试点,主要说明下列几点:
1、 整流电路的关键测试点是整流二极管的输出端,可用万用表的直流电压挡适当量程,测量整流二极管的输出端直流电压,有直流电压输出时,可以初步说明整流电路工作正常,否则说明整流电路可能存在故障。
2、 在正极性整流电路中,整流二极管的负极是整流电路的输出端,这时测量的是正极性直流电压;在负极性整流电路中,整流二极管的正极是整流电路的输出端,这时测量的是负极性直流电压。
三、有效检测手段
关于整流电路故障的有效检测手段,主要说明下列几点:
1、断电后在路测量整流二极管的正向和反向电阻大小,可以判断二极管是否是开路或短路的故障,在路测量结果不能确定时,可以将整流二极管脱开电路后进行测量,这样的检测结果准确。
2、通电状态下测量整流二极管两根引脚之间的直流电压降,正常情况下硅整流二极管为0.6V,锗整流二极管是0.2V,无论什么极性的整流电路都是这种特性。
3、对于二极管的软性故障,可以采用更换一只新整流二极管的方法进行验证,更换后故障消失,说明判断正确,否则也排除了整流二极管出故障的可能性。
好了,今天关于“整流变压器的工作原理”的话题就讲到这里了。希望大家能够通过我的讲解对“整流变压器的工作原理”有更全面、深入的了解,并且能够在今后的学习中更好地运用所学知识。