5-маъруза: Тўғрилагичлар. Бир фазали тўғрилаш схемалари

Бир тактли тўғрилаш схемалари


Бир фазали бир тактли тўғрилаш схемаси. Бир фазали ярим даврли тўғрилаш схемаси 5.4−расмда келтирилган. VD1 диод анодида мусбат потенциал бўлганида ток VD1 диод, R_ю юклама орқали оқиб ўтиб трансформатор иккиламчи чўлғамига туташади. Агар U_кир=U_1m·sinwt бўлса, юкламадаги ток ярим синусоидал шаклда бўлади, юкламадаги кучланиш шакли ҳам шундай шаклда бўлади. Бу тўғриланган ток битта даврда юкламадан оқиб ўтадиган тўғриланган токнинг ўртача қиймати бўлган ўзгармас ташкил этувчига эга бўлади.
Бир тактли тўғрилаш схемасида қуйидаги муносабатлар ўринли ҳисобланади.


, (5.1)
(5.2)

5.4−расм. Бир фазали бир тактли тўғрилаш схемаси ва вақт диаграммалари

Ёпиқ вентилга қуйиладиган тескари кучланиш трансформатор иккиламчи чўлғамига қўйиладиган кучланишга прапорционал бўлади:

, (5.3)

яъни, тўғриланган кучланишда p мартага катта бўлади. Тўғриланган кучланиш ва ток пульсациясининг частотаси ƒ_тўғ=ƒ_тар бўлади (яъни m=1).

Уч фазали бир тактли тўғрилаш схемаси. У иккиламчи чўлғами юлдуз схемада уланган уч фазали трансформатор ва трансформатор иккиламчи чўлғамлари фазаларига биттада уланган учта диодлардан иборат. Трансформатор иккиламчи чўлғамлари охирги учлари нолинчи нуқтага, бош учлари эса диодлар анодларга уланади. Барча вентиллар катодлари умумий нуқтага уланади ва тўғрилагич чиқишида мусбат қутбни ташкил қилади (5.5−расм).
Трансформаторнинг нолинчи нуқтаси манфий қутб ҳисобланади. Иккиламчи чўлғам фаза кучланишлари бир−бирларидан 2p/3 бурчакка сурилган бўлади.
Исталган вақт моментида анодида бошқа фазаларга қараганда энг катта мусбат потенциал бўлган фаза диоди очилади (5.6−расм).

5.5−расм. Уч фазали бир тактли тўғрилаш схемаси

5.6−расм. Уч фазали бир тактли тўғрилаш схемаси вақт диаграммалари

t_о ихтиёрий вақт моментида VD1 диод анодида энг катта мусбат потенциал бўлади ва у очиқ бўлади. U₂₁ кучланиш таъсирида ток биринчи фаза, VD1 диод, R_ю юклама орқали нолинчи нуқтага оқиб ўтади.

Юкламадаги кучланиш U₂₁ оний қийматга тенг бўлади. t₁ вақт моментигача иккинчи фазадаги кучланиш ҳам мусбат, лекин биринчи фазадаги кучланишдан кичик бўлади, шунинг учун VD2 диод анодидаги потенциал унинг катодидаги потенциалдан кичик бўлади ва VD2 диод ёпиқ бўлади. t₂ моментдан бошлаб учинчи фаза ишлай бошлайди ва жараёнлар даврий такрорланади. Ҳар бир фаза даврнинг 2p/3 қисми давомида ишлайди. Тўғрилагич чиқишидаги U_о кучланиш исталган вақтда иккиламчи чўлғам (фаза диоди очиқ бўлганда) фаза кучланишининг оний қийматига тенг бўлади, яъни U_о тўғриланган кучланиш U₂ кучланишнинг оғдирувчиси ҳисобланади, I_о=U_о/R_о бўлганлиги учун мана шу эгриликнинг ўзи бошқа масштабда ток эгрилиги бўлади. Бинобарин, ток ҳар бир фаза бўйича даврнинг учдан бир қисмида оқиб ўтади.
Вақтнинг бошланиши деб қўш чўлғамлар фазаларидаги U₂ кучланиш U_m кучланишига тенг бўлган моментни оламиз ва ωt=π/m (бу ерда m=3) вақт интервалини кўриб чиқамиз. У ҳолда тўғриланган кучланишнинг ўзгармас ташкил этувчиси қуйидаги ифодада орқали аниқланади.

, (5.4)

ёки U₂ таъсир этувчи қийматга ўтиб қуйидагига эга бўламиз:

U₀ =(3· · ·U₂ )/2· =1,17·U₂ , (5.5)

Тўғриланган токнинг ўзгармас ташкил этувчиси қуйидагича аниқланади:

, (5.6)

Диод ва трансформатор қўш чўлғамларидаги токнинг таъсир этувчи қиймати қуйидаги ифодадан аниқланади:

, (5.7)

Агар I_о ва I₂ токларни мос равишдаги ўзгартиришларни қилиб, ўзаро таққосласак, I₀=I₂/0,58=1,752·I₂ га эга бўламиз. Диодга қўйиладиган тескари кучланиш бу схемада икки синусоидал кучланишлар фарқи орқали аниқланадиган эгрилик орқали тавсифланади. Бу икки фаза кучланишларининг фарқи чизиқли кучланишга тенг бўлганлиги учун тескари кучланишнинг максимал амплитудаси трансформатор иккиламчи чўлғами чизиқли кучланиши амплитудасига тенг бўлади, яъни U_тес= ·U_m=U_Л= · ·U₂ тўғриланган кучланиш пульсациясининг частотаси ƒ_n=m·ƒ_c=3·ƒ_c бўлади.

Бир тактли схемаларда трансформатор иккиламчи чўлғами ҳар бир фазаси токи (Im) ·I_о га тенг бўлган ўзгармас ташкил этувчига эга бўлади ва бу ташкил этувчи бирламчи чўлғам токи билан конпенсацияланмайдиган Ф_о магнит оқимининг ўзгармас ташкил этувчисини вужудга келтиради. Натижада бундай схемаларда трансформатор магнит ўтказгичида мажбурий магнитланиш бўлади. I_о ток F₀= (I₀/m) ·W₀ магнитлаш кучини ҳосил қилади, магнит оқими эса Ф₀=F₀/R_m, бу ерда R_m магнит оқими йўлидаги магнит қаршиликдир. Бу оқим трансформатор ўзаги бўйлаб туташолмайди, чунки унинг куч чизиқлари ўзаро қарама−қарши йўналади ва стерженлар атрофида ҳавода туташади. Ҳавонинг R_m магнит қаршилиги катта бўлганлиги учун Ф_о магнит оқим кам бўлади. Лекин, одатда трансформатор магнит ўтказувчан қолип билан ўралади ёки унинг яқинида металл (магнит ўтказувчан) бўлса, у ҳолда Ф_о магнит оқими сезиларли бўлиши мумкин ва трансформатор нормал иш режимини бузиши мумкин.
Бундан ташқари, тўғрилагич юкламаси ўзгарганда иккиламчи чўлғамлардаги ток ўзгаради ва бунга мос равишда мажбурий магнитланиш интенсивлиги ўзгаради. Бу бир фазали бир тактли тўғрилаш схемаларида кўпроқ сезиларли бўлади, бунда ток паст частотада пульсланади ва пульсланувчан Ф₀ магнит оқимини вужудга келтиради. Бу оқимлар магнит ўтказгичларни қўшимча юклаб уларда қўшимча йўқотишларни келтириб чиқаришидан ташқари, пульсланувчан тарқалиш магнит майдонини ҳосил қилади ва бу майдон яқинда ишлаётган бошқа қурилмалар ишига ҳам ҳалақит беради. Бу ўрта ва катта қувватли тўғрилагичлар ишида муҳим ҳисобланади.
Мажбурий магнитланиш билан курашишда магнит ўтказгич стерженларида чўлғамларни рационал жойлаштирилади, яъни чўлғамлар “зиг- заг” схемада уланади (5.7−расм).
Б унинг учун ҳар бир фазанинг иккиламчи чўлғамлари иккита ғалтаклардан иборат бўлади, бу ғалтаклар турли стерженларга жойлаштирилади ва кетма−кет қарама−қарши йўналишда уланади. Бунда чўлғамнинг ҳар бир ярим қарама−қарши йўналган ва бир−бирларини компенциялайдиган магнит оқимларини ҳосил бўлади, шунинг учун трансформаторнинг мажбурий магнитланиши кескин камаяди ёки умуман бўлмайди. Тўғрилаш схемасини тўғри танлаш орқали ҳам мажбурий магнитланишни йўқотиш мумкин.

5.7−расм. Чўлғамларни “зиг-заг” схемада уланиши