Ma’ruza №5 Uch fazali elektr zanjirlarida yuqori garmonikalar

O‘zgaruvchan tokni nochiziq elementlar yordamida to‘g‘rilash

O‘zgaruvchan tokni to‘g‘rilash, ya’ni uni o‘zgarmas tokka o‘zgartirish nochiziq rezistiv element – ventil yordamida amalga oshiriladi. Ventil – to‘g‘ri yo‘nalishda juda kichik qarshilikka va tokning teskari yo‘nalishida esa juda ham kichik o‘tkazuvchanlikka ega.

So‘ngi yillarda to‘g‘rilagich sxemalarida asosan yarim o‘tkazgichli diodlardan foydalanilmoqdi.

1. Yarim davrli to‘g‘rilagich. To‘g‘rilagich sxemasi 6.25 – rasm, a da keltirilgan bo‘lib, u ideal VAXga ega yarim o‘tkazgichli ventil-diod va chiziqli qarshilikli yuklama R_yu dan iborat. Sxema sinusoidal kuchlanish manbaiga ulangan.

6.25 – rasm

Agar teskari yo‘nalishda diod orqali o‘tadigan tok nolga teng bo‘lsa, u holda R_yu yuklamadan faqat musbat yarim davr mobaynida tok o‘tadi. Yuklamadan o‘tadigan to‘g‘rilangan tok shaklini grafik usulda hosil qilish 6.25–rasm, b da ko‘rsatilgan.

Diodning to‘g‘ri yo‘nalishdagi qarshiligi VAXning tikligiga bog‘liq bo‘ladi. Hisoblashlarni osonlashtirish maqsadida diod xarakteristikasi koordinata boshidan va dioddan o‘tadigan maksimal tokka mos keluvchi nuqtadan o‘tadigan to‘g‘ri chiziq bilan almashtiriladi, ya’ni VAX ma’lum darajada chiziqlilashtiriladi.

Yarim davrli to‘g‘rilagich yuklamasidagi tok davriy nosinusoidal bo‘lib, uning doimiy tashkil etuvchisi quyidagiga teng bo‘ladi:

Ta’sir etuvchi qiymat esa:

To‘g‘rilagich sxemasiga manbadan berilayotgan aktiv quvvat:

bu yerda - diodning to‘g‘ri yo‘nalishdagi tokka qarshiligi.

Zanjirning to‘la quvvati

Zanjir uchun quvvat koeffitsiyenti ning birdan kichikligiga sabab zanjirda reaktiv quvvat paydo bo‘lganligidan emas, balki, tok tarkibida yuqori garmonikalar paydo bo‘lishi natijasida buzilish quvvatining yuzaga kelishidir. Zanjirdagi kuchlanish va tok shakllarining bir xil emasligi natijasidagi buzilish quvvati quyidagicha aniqlanadi:

To‘g‘rilagich sxemasi chiqishi(yuklama)dagi foydali quvvat:

To‘g‘rilagich sxemasining foydali ish koeffitsiyenti quyidagi koeffitsiyent orqali baholanadi:

Masala. Qarshiliklari bo‘lgan chiziqli rezistor, bo‘lgan yuklama va ideal diod o‘zaro ketma-ket ulangan hamda EYuK manbaidan ta’minlanmoqda. Yuklamadagi kuchlanish o‘zgarmas tashkil etuvchisini va aktiv quvvatni toping.

Yechish. Manba EYuKning musbat yarim davrida yuklamadagi kuchlanish oniy qiymati:

Kuchlanishning doimiy tashkil etuvchisi

Yuklamadagi aktiv quvvat

2. Ikkita yarim (to‘liq) davrli to‘g‘rilagich. O‘zgaruvchan tokni to‘g‘rilash jarayonida ikkala yarim davr mobaynida ham yuklamadan tok o‘tishini ta’minlash hamda to‘g‘rilangan tok o‘rtacha qiymatini oshirish maqsadida ikkita (nol chiqishli sxema) yoki to‘rtta (ko‘prik sxema) diodli to‘g‘rilagich sxemalaridan foydalaniladi (6.26 – rasm, a va b).

Ikkita diodli sxemada sinusoidal kuchlanishning birinchi yarim davrida bitta diod ochiq, ikkinchisi – yopiq, ikkinchi yarim davrda esa aksincha. Shuning uchun ham yuklamada manba kuchlanishining ikkala yarim davrida ham yuklamadan bitta yo‘nalishda tok o‘tadi (6.26 – rasm, v). Bu tokning o‘rtacha va ta’sir etuvchi qiymatlari quyidagilarga teng:

bu yerda bo‘lib, to‘g‘rilangan tok doimiy tashkil etuvchisi bitta yarim davrli to‘g‘rilagich sxemasidagidan ikki marta katta.

6.26 – rasm

Bu sxema uchun yuklamadagi aktiv quvvat ifoda bilan, to‘g‘rilagichga berilayotgan aktiv quvvat esa quyidagi ifoda bilan aniqlanadi:

To‘g‘rilagich sxemasining samarasi:

da koeffitsiyentni yanada oshirish uchun to‘g‘rilangan tok egri chizig‘ini silliqlovchi filtrlardan foydalaniladi.

Ko‘prik sxemali to‘g‘rilagichlarda har bir yarim davrda tok ikkita dioddan o‘tadi. Shuning uchun to‘g‘rilangan tok qiymatini aniqlashda ikki martaga oshadi, diodda pasayadigan teskari kuchlanish esa ikki marta kamayadi.

3. Uch fazali to‘g‘rilagichlar. Bir fazali to‘g‘rilagich sxemalarida to‘g‘rilangan tok sezilarli darajada pulsatsiyalanib turadi. Ushbu pulsatsiyani kamaytirish uchun uch fazali toklar sistemasidan foydalaniladi.

6.27 – rasmda uchta(nol chiqishli) va oltita(ko‘prik sxemali) diodli uch fazali to‘g‘rilagich sxemalari va ularga tegishli diagrammalar keltirilgan. Nol chiqishli uch fazali to‘g‘rilagich V.F. Mitkevich, ko‘prik sxemali uch fazali to‘g‘rilagich esa A.N. Larionov tomonidan taklif etilgan.

Bu sxemalar «Elektronika asoslari» kursida batafsil bayon etilganligini inobatga olib, biz ularning sxemalari va vaqt diagrammalarini keltirish bilan cheklanamiz.

6.27 – rasm