Трехфазный мостовой выпрямитель (схема Ларионова)
Трехфазный мостовой выпрямитель (рис. 2.2, а) можно рассматривать как соединение двух трехфазных выпрямителей с нулевым выводом, у одного из которых диоды VD1, VD3, VD5 образуют катодную группу, а у другого диоды VD2, VD4, VD6 образуют анодную группу. Трансформаторы у этих выпрямителей совмещены в один. При работе мостовой схемы ток проводят всегда два диода; один в анодной, а другой – в катодной группе.
В любой момент времени в катодной группе будет открыт тот диод, потенциал которого по отношению к средней точке трансформатора выше (более положительный) потенциала анода других диодов. В анодной группе проводит тот диод, потенциал, которого ниже (более отрицателен) по отношению к потенциалам катодов других диодов.
Например, в момент времени θ = θ1 (рис. 2.2, б) в катодной группе проводит диод VD1, в анодной – VD6.
Переход тока с диода на диод в обоих группах происходит в точках естественной коммутации К1, К2, К3,…, А1, А2, А3 и т. д. Порядок вступления диодов в работу соответствует их номерам (см. рис. 2.2, б). Таким образом, по отношению к нулевой точке трансформатора потенциал общих катодов измеряется по верхней огибающей, а потенциал общих анодов – по нижней огибающей кривых фазных напряжений ua, ub, uc.
Мгновенное выпрямленное напряжение ud (рис. 2.2, г мостового выпрямителя равно разности потенциалов катодной и анодной групп и соответствует ординатам, заключенным между верхней и нижней огибающими (рис. 2.2, б). Из рис. 2.2, в видно, что пульсации выпрямленного напряжении ud и тока id (см. рис. 2.2, a, при активной нагрузке ключ К замкнут) происходят с шестикратной частотой по отношению к частоте сети.
Форма выпрямленного тока и тока через диод показана на рис. 2.2, в, г, при активной нагрузке выпрямителя rв и работе выпрямителя на обмотку возбуждения (см. рис. 2.2 в, штриховая линия). Обратное напряжение имеет форму, как в нулевой схеме, но в два раза меньшей амплитуды.
Ток в каждой фазе вторичной обмотки трансформатора протекает дважды за период в противоположных направлениях. В связи с этим в мостовой схеме отсутствует вынужденное подмагничивание сердечника трансформатора. Форма первичного тока находится из условия компенсации магнитодвижущих сил (МДС) первичной и вторичной обмоток (см. рис. 2.2, д) при соединении первичной обмотки в звезду. Выпрямитель при этом нагружен на обмотку возбуждения. Расчетные соотношения для мостовой схемы находятся из общих формул (2.1 – 2.8), при m = 6. Численные значения соответствующих величин приведены в таблице 1.1.
При сравнительном анализе трехфазной нулевой и мостовой схем можно сделать те же выводы, что и для соответствующих однофазных схем.
Улучшение гармонического состава кривых выпрямленного напряжения и сетевого тока достигается в многофазных схемах выпрямления, используемых для машин большой мощности. На практике широко применяют двенадцатифазные схемы выпрямления (m = 12), образованные последовательным или параллельным соединением двух мостовых выпрямителей.
Трехфазная мостовая схема (схема Ларионова)
Трехфазная мостовая схема (рис. 1.6, а) обладает наилучшим коэффициентом использования трансформатора по мощности, наименьшим обратным напряжением на диодах и высокой частотой пульсации (шестипульсная) выпрямленного напряжения, что, в некоторых случаях, позволяет использовать эту схему без фильтра. Схема применяется в широком диапазоне выпрямленных напряжений и мощностей.
Схема трехфазного мостового выпрямителя содержит выпрямительный мост из шести вентилей, в котором последовательно соединены две трехфазные группы. В нижней группе вентили соединены катодами (катодная группа), а в верхней – анодами (анодная группа). Нагрузка подключается между точками соединения катодов и анодов вентилей. Схема допускает соединение как первичных, так и вторичных обмоток трансформатора звездой или треугольником.
Диаграммы напряжений и токов, поясняющие работу идеализированного трехфазного мостового выпрямителя на активную нагрузку, представлены на рис. 1.6 (б, в).
Рис. 1.6. Трехфазная мостовая схема выпрямления (схема Ларионова) (а) и диаграммы напряжений и токов в ней при работе на активную нагрузку (б, в).
Каждая из двух групп выпрямителя повторяет работу трехфазного выпрямителя со средней точкой, поэтому при таком же значении напряжения вторичной обмотки трансформатора , как и в трехфазном выпрямителе со средней точкой, среднее выпрямленное напряжениеданного выпрямителя будет в два раза больше или наоборот, при том же значениивеличинабудет в два раза меньше [2, 3]:
, ,
что сокращает число витков вторичных обмоток трансформатора и снижает требования к изоляции.
Максимальное обратное напряжение вентиля данной схемы, как и в трехфазной схеме со средней точкой, равно амплитуде линейного вторичного напряжения.
Однако ввиду того, что при том же значении величинав данной схеме в два раза меньше, соотношение здесь получается более предпочтительнымВ схеме трехфазного выпрямителя со средней точкой ток нагрузки создается под действием фазного напряжения вторичной обмотки трансформатора, а в мостовой схеме – под действием линейного напряжения. Ток нагрузки здесь протекает через два вентиля: один – с наиболее высоким потенциалом анода относительно нулевой точки трансформатора из катодной группы, другой – с наиболее низким потенциалом катода из анодной группы. Иными словами, в проводящем состоянии будут находиться те два накрест лежащих вентиля выпрямительного моста, между которыми действует в проводящем направлении наибольшее линейное напряжение.
За период напряжения питания происходит шесть переключений вентилей и схема работает в шесть тактов, в связи с чем ее часто называют
Кривая тока вторичной обмотки трансформатора определяется токами двух вентилей, подключенных к данной фазе. Один из вентилей входит в анодную группу, а другой – в катодную. Вторичный ток является переменным с паузой между импульсами длительностью π/3 (60º), когда оба вентиля данной фазы закрыты. Постоянная составляющая во вторичном токе отсутствует, в связи с чем поток вынужденного подмагничивания магнитопровода трансформатора в мостовой схеме не создается.
На базе этой схемы возможно построение 12-ти и 24-х пульсных схем выпрямления, которые используют последовательное и параллельное соединение схем при различном сочетании соединений («звезда» или «треугольник») вторичных обмоток трансформатора.Коэффициент использования трансформатора для различных схем выпрямления при активной нагрузке
Аналогично рассмотренной схеме со средней точкой могут быть определены габаритная мощность и коэффициент использования трансформатора по мощности для любых схем выпрямления при чисто активной нагрузке [2, 3]:
Таблица 1. 1.
Схема К | |||||
К | 0,33 | 0,675 | 0,813 | 0,746 | 0,952 |
Sгаб / Pd | 3,1 | 1,48 | 1,23 | 1,34 | 1,05 |
, принцип действия, назначение, схема
Рассмотрены пассивные элементы электронных схем, такие как резисторы и конденсаторы. Но кроме них электрикам и радиолюбителям приходится иметь дело и с другими, такими как полупроводниковые диоды, стабилитроны и т.д. В этой статье мы расскажем, что такое диодный мост, как он работает и для чего он нужен.
- Определение
- Принцип действия
- Основные характеристики
- Цепи выпрямителя
- Как паять и соединять
- Объем и назначение
- Методы проверки
Определение
Диодный мост представляет собой схемотехнику, предназначенную для выпрямления переменного тока. Другое название – однополупериодный выпрямитель. Он построен из полупроводниковых выпрямительных диодов или их разновидности — диодов Шоттки.
Мостовая схема подразумевает наличие нескольких (для однофазной схемы — четырех) полупроводниковых диодов, к которым подключается нагрузка.
Может состоять из распаянных на плате дискретных элементов, но в 21 веке чаще подключаются диоды в отдельном корпусе. Внешне он похож на любой другой электронный компонент — из корпуса определенного размера выведены ножки для подключения к дорожкам печатной платы.
Стоит отметить, что несколько ламп, объединенных в одном корпусе, не соединенных по мостовой схеме, называются диодными сборками.
В зависимости от объема и схемы подключения диодные мосты бывают:
- однофазный;
- трехфазный.
Обозначение на схеме может быть выполнено в двух вариантах, какой использовать УГО на чертеже зависит от того, собирается ли мост из отдельных элементов или используется готовый.
Принцип работы
Разберемся, как работает диодный мост. Начнем с того, что диоды пропускают ток в одном направлении. Выпрямление переменного напряжения происходит за счет односторонней проводимости диодов. Благодаря правильному их соединению отрицательная полуволна переменного напряжения поступает в нагрузку в виде положительной. Простыми словами — переворачивает отрицательную полуволну.
Для простоты и наглядности рассмотрим его работу на примере однофазного двухполупериодного выпрямителя.
Принцип работы схемы основан на том, что диоды проводят ток в одном направлении и заключается в следующем:
- На вход диодного моста подается переменный синусоидальный сигнал, например 220В от бытовой блок питания (на схеме подключения вход диодного моста обозначен как AC или ~).
- Каждая из полуволн синусоидального напряжения (рисунок ниже) проходит через пару вентилей, расположенных диагонально на цепи.
Положительная полуволна проходит через диоды VD1, VD3, а отрицательная — VD2 и VD4. Сигнал на входе и выходе схемы вы видите ниже.
Этот сигнал называется — выпрямленное пульсирующее напряжение. Для его сглаживания в схему добавлен фильтр с конденсатором.
Основные характеристики
Рассмотрим основные характеристики полупроводниковых диодов. Латинскими буквами обозначено их обозначение в англоязычной технической документации (т.н. Datasheet):
- В об/мин — пиковое или максимальное обратное напряжение. При превышении этого напряжения р-n-переход необратимо разрушается.
- В r (rms) — среднее обратное напряжение. Нормальный для работы, такой же как У обр в характеристиках отечественных комплектующих.
- I o — средний выпрямленный ток, то же, что I и т. д. в отечественном.
- I fsm — пиковый выпрямленный ток.
- В фм — падение напряжения в прямом смещении (в открытом проводящем состоянии) обычно 0,6-0,7В, а у сильноточных моделей больше.
При ремонте электронной аппаратуры и блоков питания или их конструировании новички задаются вопросом: как выбрать диодный мост?
В данном случае самыми важными параметрами для вас будут обратное напряжение и ток. Например, для подбора диодного моста на 220В нужно смотреть модели с номинальным напряжением более 400В и нужным током, например, KBPC106 (или 108, 110). Его технические характеристики:
- максимальный выпрямленный ток — 3А;
- пиковый ток (кратковременный) — 50А;
- обратное напряжение — 600В (800В, 1000В для KBPC108 и 110 соответственно).
Запомните эти характеристики и вы без труда определитесь, какой вариант выбрать из каталога.
Схемы выпрямителей
Выпрямление тока в источниках питания является основным назначением, среди прочих компонентов схемы можно выделить входной фильтр, который подключается после выпрямителя — он предназначен для сглаживания пульсаций. Давайте разберемся в этом вопросе подробнее!
В первую очередь стоит отметить, что диодным мостом называется однофазная выпрямительная схема из 4-х диодов или трехфазная из 6-ти. Но любители часто называют выпрямительную схему со средней точкой.
В однополупериодном выпрямителе на нагрузку приходят две полуволны, а в однополупериодном выпрямителе — одна.
Чтобы не было путаницы, давайте разберемся в терминологии.
Ниже вы видите однофазную двухполупериодную схему, ее правильное название «схема Гретца», именно ее чаще всего подразумевают под названием «диодный мост».
Схема Ларионова — трехфазный диодный мост, выходной сигнал — полуволновой. Диоды в нем пропускают полуволны, открываясь на линейное напряжение, т.е. попеременно: верхний диод фазы А и нижний диод фазы В, верхний фаза В и нижний фаза С и т.д.
Для полноты картины необходимо рассказать о других схемах выпрямителей переменного напряжения.
Однополупериодный выпрямитель с 1 диодом, включенным последовательно с нагрузкой. Применяется в балластных источниках питания, маломощных миниатюрных источниках питания, а также в устройствах, нетребовательных к коэффициенту пульсаций. На нагрузку приходит только одна полуволна.
Полупериод со средней точкой — так ошибочно называют мост из 2-х диодов. Здесь только один диод проводит каждую полуволну. Его преимуществом является больший КПД, чем у схемы Гретца, за счет меньшего количества полупроводниковых затворов. Однако его использование усложняется тем, что нужен трансформатор с отводом от средней точки, что и отражено на принципиальной схеме. Его нельзя использовать для выпрямления сетевого напряжения 220В.
Выпрямитель от сборки Шоттки. Применяется в импульсных источниках питания, т. к. диоды Шоттки имеют меньшее время обратного восстановления, малую барьерную емкость (более быстрый переход из открытого состояния в закрытое) и небольшое прямое падение напряжения (меньше потерь). Шотки чаще всего встречаются в сборках с общим анодом или катодом, как показано на рисунке ниже.
Поэтому для сборки мостовой схемы потребуется несколько сборок. Ниже приведен пример 3-х сборок Шоттки с общим катодом.
Из 4-х сборок с общим катодом. Отличается от предыдущего тем, что выдерживает больший ток, при тех же компонентах, потому что провода Шоттки в нем соединены параллельно.
Из 2-х сборок Шоттки, одна с общим анодом и одна с общим катодом. Узнать о том, что такое анод и катод, вы можете в нашей отдельной статье.
Как паять и подключать
Изучить и знать схемы не сложно, основные трудности возникают, когда новичок решает паять диодный мост своими руками. Чтобы спаять выпрямитель из 4-х советских экземпляров типа cd202, используйте иллюстрацию ниже.
Чтобы собрать диодный мост из современных дискретных диодов типа маломощных 1n4007 (и других — все они внешне похожи и отличаются только размерами) внимательно посмотрите на следующую иллюстрацию.
Но если не собирать его из отдельных частей, а использовать уже готовый мост, то смотрите ниже как его правильно подключить в схему.
Новичкам также будет интересно посмотреть видео как сделать простой блок питания на 12В:
Область применения и назначение
Чаще всего в блоках питания используются диодные мосты. В трансформаторных источниках питания их подключают ко вторичной обмотке трансформатора
В импульсных источниках питания — на ввод сети 220В. При этом электронная схема управления и цепь питания ИБП питаются выпрямленным и сглаженным (не всегда) сетевым напряжением (достигает порядка 300-310 Вольт).
На зажимах вторичной обмотки импульсного источника питания переменное напряжение высокой частоты. Чтобы его выпрямить, установите сборки из сдвоенных диодов Шоттки. В связи с этим часто используется схема выпрямления средней точки.
В автомобилях и мотоциклах применяются трехфазные диодные мосты, собранные по схеме Ларионова с тремя дополнительными вентилями, т. к. для питания бортовой сети используется трехфазный генератор. Мост в генераторе выполнен в виде сектора круга и установлен на его тыльной стороне.
Исключение составляют некоторые современные автомобили Toyota и других марок, в них используется 6-фазный генератор для реализации двенадцатипульсной схемы выпрямления из 12 клапанов. Это необходимо для уменьшения пульсаций и увеличения выходного тока.
Методы проверки
Для проверки диодного моста лучше всего подходит мультиметр в режиме проверки диодов.
Для этого нужно прозвонить вход, затем выход на предмет короткого замыкания (диодный мост надо припаять).
Без пайки прямо на плате можно измерить падение напряжения на диодных переходах. Для этого нужно определить распиновку моста, обычно она указана прямо на корпусе, который мы рассматривали выше.
На экране мультиметра в прямом смещении должны отображаться цифры в пределах 500-800 мВ, а в обратном выше 1500 и до бесконечности (зависит от конкретного компонента и измерительного прибора ).
Подробнее этот процесс описан в статье «как проверить диодный мост», где помимо методики проверки мы рассказали о признаках неисправности. Также посмотрите видео как проверить однофазный выпрямитель и диодный мост автомобильного генератора:
На этом мы заканчиваем наше подробное объяснение. Надеемся, что теперь вам стало понятно, зачем нужен диодный мост и что он делает в электрической цепи. Если у вас есть вопросы, задавайте их в комментариях под статьей!
Материалы по теме:
- Как паять радиодетали из плат
- Как пользоваться мультиметром — инструкция для чайников
- Как понизить напряжение
Опубликовано: Обновлено: 20.02.2019 Пока без коментариев
Михаил Ларионов | Искусство Руси
13 ноября
Часть 2 картин, выставленных в Санкт-Петербургской галерее в Лондоне на выставке русской портретной живописи.
Обнаженные (двусторонняя картина) Давида Штеренберга. (1907-09).
Портрет Игоря Стравинского работы Михаила Ларионова. (1915).
Портрет С.А. Лобачева работы Аристарха Лентулова. (1913).
Обнаженные модели, Илья Машков. (1908).
Две дамы, Наталья Гончарова. (1907).
Женщина с повязкой на голове, Алексей Явленский. (1909).
Аристарх Лентулов Давид Штеренберг Выставки Изобразительное искусство Еврей Михаил Ларионов Наталья Гончарова Портрет Россия Оставить комментарий25 октября
Итак, перед вами работы художников, первоначально выставленных на выставке «Бубновый валет» в Москве. Примечания к каждой картине взяты из выставочных карт галереи Курто в Лондоне.
Представленная ниже работа Михаила Ларионова (1881-1964) экспонировалась вместе с Натюрморт в мажоре на выставке «Золотое руно» в Москве в 1910 году. Художники русского авангарда проявляли неизменный интерес к союзу музыки и живописи. .
Натюрморт в миноре. Михаил Ларионов. (1909).
Эта картина была на первой выставке «Бубновый валет» в Москве с декабря 1910 по январь 1911 года. «Обнаженные купальщицы образуют сцену, похожую на работы группы немецких экспрессионистов «Брюке» («Мост»). Использование Ларионовым красно-оранжевого и зеленого, противоположных цветов на цветовом круге, определяет фигуры с резкой, конфликтующей силой».
Купальщицы на закате, Михаил Ларионов. (1909).
Аристарх Лентулов (1882-1943) вернулся в Москву и нарисовал эту картину, основываясь на впечатлениях, полученных от парижской жизни среди французского авангарда. «Художник использует радикальный стиль для изображения очень традиционного предмета, придавая розам монументальность благодаря наслоению лепестков и ярких блоков цвета».
Цветы, Аристарх Лентулов. (1913).
Цикл картин урожая Наталии Гончаровой (1881-1962) появился между 1908 и 1911. Она представляет себе сцену с кипарисами и розовыми горами, а женские наряды не похожи на те, в которых она обычно изображала русские картины. Апельсиния — название, которое она придумала для своей персональной выставки в 1913 году в Москве. «Работа раскрывает ее вкус к экзотике и интерес к искусству Поля Гогена».
Апельсины, Наталья Гончарова. (1909).
Владимир Бурлюк (1886-1917) находился под влиянием Сезанна и кубизма. «Он часто разбивал свои картины на взаимосвязанные неправильные сегменты, как бы переводя принципы витража на холст».
Пейзаж, Владимир Бурлюк. (1913).
Характерный для Ольги Розановой (1886-1918) стиль простого и энергичного письма и ярких красок представлен в этой работе, выполненной за три года до ее смерти. К теме игральных карт она возвращалась на протяжении всей своей жизни, «подчеркивая, что ее искусство основано на карточных играх, в которые часто играют на улицах, в барах и на ярмарках».
Бубновая королева, Ольга Розанова. (1915).
Спектакль Иннокентия Анненского Тамирис, играющая на цитре (Фамира Кифаред) был поставлен в Московском Камерном театре по проекту Александры Экстер, вобравший в себя традиционное искусство ее родной Украины и отсылающий к древнегреческим фризам. «Благодаря своей графической ясности и сочетанию смелых цветов рисунки Экстер внесли свой вклад в ритмическую основу, формирующую само представление».
Греки (Эскиз костюма), Александра Экстер. (1916).
Эскиз, созданный Гончаровой для астронома Мага в балете ( Литургия ), который так и не увидел свет. Здесь она проявляет интерес к русскому народному творчеству, крестьянской вышивке и иконописи. В то же время она начала свое плодотворное сотрудничество с Сергеем Дягилевым и Ballets Russes.
Волхв (Эскиз костюма), Наталья Гончарова. (1915).
Александра Экстер Аристарх Лентулов Беларусь Выставки Фигуративный Еврейский Пейзаж Михаил Ларионов Наталья Гончарова Ню Ольга Розанова Портрет Россия Натюрморт Украина Владимир Бурлюк Оставить комментарий13 октября
В декабрьском номере журнала Аргус за 1913 год Михаил Ларионов и Илья Зданевич опубликовали Почему мы рисуем себя: манифест футуриста . 1 Ознакомиться с его содержанием можно в русской типографии дореволюционных времен в блоге Lobgott Pipzam. В этом произведении появляются фотографии художников и их соратников со странными знаками и знаками на щеках. Каждый дизайн призван передать определенную идею зрителю. Например, закорючки и решётки, буквы И Д Е А (опечатка «идея») и цифра 8, которые появляются на правой щеке одного из мужчин, должны означать связь между человеком и гражданским строительством. Еще более неясный знак, появляющийся на левой щеке, также связывает человека с городским строительством.
Для Ларионова и Здановича роспись лица и тела представляла собой новый способ не отставать от городского калейдоскопа мимолетных впечатлений. «Наши лица подобны визгу троллейбуса, предупреждающему спешащих прохожих, подобны пьянящим звукам великого танго». 2
Частью этого футуризма была идея Ларионова/Гончаровой о «лучизме», то есть об использовании линий и множественных пересечений для создания впечатления ускоренных вспышек света.