1.8. Kuchlanishni oshiruvchi togrilagichlar
Bu xildagi togrilagichlar yuqori kuchlanish va kichik tokda
ishlaydigan yuklamalarga manba sifatida xizmat qiladi. Ular
yuklamaga 1 kV gacha kuchlanish kerak bolganda ishlatiladi.
Bu xildagi togrilagichlarning ishlash prinsipi quyidagicha:
togrilagichga ulangan chiqish sigimi bir yoki bir nechta
bolib, ishlash jarayonida sigimga yigilgan kuchlanish
yuklamaga beriladi, yani elektr energiya yuklamaga
razryadlanadi.
Kuchlanishni oshiruvchi togrilagichlar simmetrik va
nosimmetrik guruhlarga bolinadi. Kuchaytirishni karrali
kopaytirish cheklangan emas, ammo amaliy jihatdan 2¸10
baravar bolishi mumkin. Xususiy hollarda yuklama kam tok
istemol qilganda (I
yuk
=0,5¸2mA, U
0
=10¸100 kV) karrali
oshirish 100 gacha borishi mumkin.
19-rasmda kuchlanishni ikki baravar oshiruvchi nosimmet-
rik togrilagichning prinsipial sxemasi, 20-rasmda tok va
kuchlanishlar vaqt
diogrammasi keltirilgan.
Sxemaning ishlash prinsipi quyidagicha: birinchi yarim
davrda kuchlanish U
2
bolganda tok D
1
diod orqali otib C
1
sigimni zaryadlaydi. Bu jarayon tok uzulguncha davom etadi.
Ikkinchi yarim davrda U
2
teskari yarim davrga ozgarganda
kuchlanish U
C1
va U
2
qoshiladi va D
2
orqali C
2
sigim maksimal
28
U
0
» 2 U
2 m
kuchlanish yigindisi bilan zaryadlanadi. Diod D
2
yopilganda sigim C
2
yuklamaga razryadlanadi. Bu jarayon
har yarim davrda qaytariladi va yuklamadagi I
yuk
toki I
zar
zaryad tokidan kichkina boladi.
20-rasm
19-rasm
29
21-rasm
21-rasmda kuchlanishni uch baravar oshiruvchi
togrilagichning prinsipial sxemasi keltirilgan.
Birinchi yarim davrda C
1
sigim D
1
diod orqali U
C1
=U
2m
qiymatgacha zaryadlanadi. Ikkinchi yarim davrda C
2
sigim
D
2
orqali U
C2
= U
2
+ U
C1
qiymatgacha zaryadlanadi. Uchinchi
yarim davrda C
1
sigim D
1
diod orqali yana zaryadlanadi, D
2
diod esa yopiq va C
2
sigim D
3
diod orqali C
3
sigimga U
C3
=
=U
2m
+ U
C2
kattalikkacha razryadlanadi. C
1
sigimning
razryadlanishi tamom bolgandan song yuklamadagi
kuchlanish kuchlanishlar yigindisi U
C1
+ U
C3
ga yoki 3U
2m
ga
teng boladi. Kuchaytiruvchi zvenoning soni n ga teng bolsa,
u vaqtda U
n
= n·U
2m
. Yuklamadagi kuchlanish n yarim davrdan
tashkil topgan boladi. Bu sxemada hamma diodlarning teskari
kuchlanishi U
tesk
= 2U
2 m
. Sigimdagi kuchlanish 2U
2m
dan
oshmaydi.
Kuchlanishni ikki baravar oshiruvchi simmetrik
togrilagich sxemasi 22-rasmda, tok va kuchlanish
diogrammasi 23-rasmda keltirilgan.
Birinchi yarim davrda D
1
diod ochiq va C
1
sigim
zaryadlanadi. Ikkinchi yarim davrda C
2
sigim D
2
diod orqali
zaryadlanadi. Yuklamadagi kuchlanish U
0
birinchi va ikkinchi
sigimdagi kuchlanishlar yigindisiga teng: U
0
= U
C1
+ U
C2
.
Yuklamadagi togrilangan kuchlanish pulslanish chastotasi
tarmoqdagiga nisbatan ikki baravar kop boladi: f
p
= 2f
t
.
30
Kuchlanishni oshiruvchi simmetrik togrilagich 24-rasmda
korsatilgan.
Sxemaning ishlash prinsipi quyidagicha: birinchi yarim
davrda musbat potentsial tranformatorning ikklamchi
cholgamining b nuqtasida bolsa, D
1
diod orqali C
1
sigim
23-rasm
22-rasm
31
U
C1
= U
2m
gacha zaryadlanadi, D
2
esa bu holda yopiq. Keyingi
yarim davrda a nuqta musbat ishorali potentsialda boladi.
Tranformatorning ikkinchi cholgamidagi kuchlanish C
1
sigimdagi kuchlanish bilan qoshiladi va C
2
sigim U
C2
= U
2m
+
+ U
C1
kuchlanishga D
2
orqali zaryadlanadi.
Keyingi yarim davrda b nuqta musbat bolganda D
3
diod
ochiladi va C
3
sigim U
C3
=U
2m
+U
C2
3U
2m
kattalikda zaryadlanadi.
Shu bilan bir vaqtda C
1
sigim ham zaryadlanadi. C
n
sigim n
yarim davr orqali U
Cn
» n·U
2m
kattalikka zaryadlanadi.
Amalda sigim bir xil tanlanadi va pulsatsiya koeffitsiyenti
K
P
=6% bolish sharti bilan sigimning mutloq qiymati
quyidagicha aniqlanadi:
Q
Q
8
I
,
&
Bu yerda f
p
chiqish kuchlanishining chastota pulsatsiyasi,
n kaskad soni.
Pulsatsiyani kamaytirish uchun silliqlovchi filtr ishlatiladi.
1.9. Silliqlovchi filtrlar
Togrilagichning chiqishidagi togrilangan kuchlanishning
pulsatsiyasini kamaytirishda silliqlovchi (tekislovchi) filtrlar
ishlatiladi.
Har qanday silliqlovchi filtr kuchlanish pulsatsiyasini
moljallangan kattalikda kamaytiradi, bu kamaytirish
silliqlovchi koeffitsiyent q orqali aniqlanadi, yani
.
.
T
3
3
24-rasm
32
Bu yerda K
P
va K¢
P
silliqlovchi filtrdan oldingi va
silliqlovchi filtrdan keyingi pulsatsiya koeffitsiyenti.
Filtrning asosiy vazifasi yuklamadagi togrilangan tok va
kuchlanishning ozgaruvchan tashkil etuvchisini
kamaytirishdan iborat. Yuklamadagi ozgaruvchan tashkil
etuvchi tok va kuchlanish qancha kamaysa, togrilangan
kuchlanish shuncha silliqlanadi.
Silliqlovchi filtrlar quyidagi talablarga javob berishi kerak:
a) manbaning normal ish jarayoniga tasir otkazmasligi kerak;
b) avvaldan belgilangan silliqlash koeffitsiyenti
taminlanishi kerak;
d) ozgarmas tashkil etuvchi kuchlanish va quvvat kam
miqdorda isrof bolishi lozim;
e) filtrning xususiy tebranish chastotasi kuchlanishning
ozgaruvchan tashkil etuvchi chastotasidan farqli bolishi kerak,
chunki togrilagichning zanjirida rezonans hosil bolishi mumkin;
33
25-rasm
f) kichik hajmli, yengil hamda arzon va puxta bolishi lozim.
Yuklamadan kichik pulsatsiyali kuchlanish olish uchun
yuklama bilan sigim parallel ulanadi (25-rasm).
Togrilagichdagi diod ochiq holatdaligida undan tok otadi
va sigimga elektr energiya yigiladi. Diodga teskari kuchlanish
togri kelganda diod berk holatda boladi, sigimdagi yigilgan
elektr energiya yuklamaga razryadlanadi va yuklama orqali
uzluksiz yuklama toki oqadi. Shu bilan bir qatorda tok va
kuchlanish pulsatsiyasi kamayadi. Bunday filtrlarning kam
quvvatli togrilagichlarda ishlatilishi maqul hisoblanadi.
Bitta yarim davrli togrilagichlar uchun sigim toifali filtr
sigimi quyidagicha hisoblanadi:
8
,
& |
Ikki yarim davrli togirlagich uchun sigim quyidagicha
aniqlanadi:
8
,
& |
Bu yerda: C
0
filtrning kirishdagi sigim; U
0
, I
0
togrilangan kuchlanish va tok.
Filtr elementlarini ketma-ket yoki parallel ulab
murakkablashtirgan sari chiqish kuchlanishi va tokning
silliqlanishi yaxshilanadi. Filtrning elementlari sifatida
induktivlik, aktiv qarshilik va sigimlar ishlatiladi. Bunday
elementlardan tashkil topgan filtrlar passiv filtrlar deyiladi.
Induktiv elementlardan tashkil topgan filtrlarda (25-b rasm)
ozgaruvchan kuchlanish induktivlikda kamayadi, chunki
34
uning qarshiligi X
Lf
= w·L
f
yuklama qarshiligidan katta boladi.
Yuklamaga parallel ulangan sigim (25-a rasm) yuklama
qarshiligini shuntlaydi va uning qarshiligi
I
&I
&
;
Z
yuklama
qarshiligidan kichkina bolganligi uchun togrilangan tok
ozgaruvchan tashkil etuvchisining aksariyati sigimdan otadi.
Ozgarmas tashkil etuvchi tokka nisbatan sigimning qarshiligi
X
Cf
juda katta bolganligi uchun togrilangan tok yuklamadan
otadi. Filtrning elementlari bilan silliqlovchi koeffitsiyenti
orasidagi munosabat quyidagi formula orqali aniqlanadi:
W
I
I
I
P
T
&
/
bu yerda f
t
tarmoq chastotasi, Hz; m togrilangan fazalar
soni (bir fazali togrilagich uchun m=1). Ikki yarim davrli
togrilagichlar uchun quyidagi formula qulay hisoblanadi:
L
f
·C
f
=2,5(q+1).
L
f
va C
f
lar aniqlanganda quyidagi shart bajarilishi kerak:
&
P
P
I
7
7
Z
!
Z
bu yerda w
t
tarmoq burchagi chastotasi.
Odatda, sigimlar filtr sifatida ishlatilganda elektrolitik
sigim ishlatiladi (1040 mF). Sigimning ishchi kuchlanishi
yuklama kuchlanishidan 1,5 baravar katta bolishi kerak. Filtr
elementlarining kattaligini aniqlash quyidagicha olib boriladi:
avvaliga C
f
tanlanadi va yuqoridagi formulalar orqali L
f
hisoblanadi.
Silliqlash koeffitsiyentini oshirish uchun Ã-shaklli filtrlarni
qoshib ulash orqali Ï-shaklli yoki kop zvenoli filtrlar hosil
qilinadi (25-d rasm).
Ikki zvenoli filtrlar uchun silliqlash koeffitsiyenti
quyidagicha aniqlanadi:
q = q
1
· q
2
.
LC filtrlarning induktivligida ozgarmas kuchlanishning
kam tasirga berilishi, bu filtrlarning yuklamasi katta tokli
35
qurilmalarda ishlatilishiga asos boladi. Ammo induktivlikdagi
temir ozakning katta hajmliligidan qattiy nazar, temir ozak
atrofida hosil bolgan magnit maydonining nozik qurilmalarga
tasiri sezilarli boladi.
RC filtrlarda (25-e, f rasm) bu kamchiliklar bolmaydi. Bu
filtrlar LC filtrlarga nisbatan ham arzon, ham ixcham bolib,
kam tokli togrilagichlarda (1015mA) va silliqlash
koeffitsiyenti katta bolgan togrilagichlarda ishlatiladi.
Chunki bu filtrlardagi R
f
aktiv qarshilikda togrilangan
kuchlanishning ham ozgaruvchan, ham ozgarmas tashkil
etuvchilari kamayadi, natijada yuklamada tokning birdaniga
oshishi filtrning chiqishidagi kuchlanishning pasayishiga olib
keladi. Filtr elementlarining kattaligi quyidagi formula orqali
aniqlanadi:
W
I
I
PI
T
&
5
R
f
quyidagi formuladan aniqlanadi:
P= I
0
2
· R
f
.
Bu yerda I
0
togrilangan tok.
Aktiv filtrlar
Aktiv filtrlarda induktivlik yoki aktiv qarshilik vazifasini
tranzistor bajaradi. Bu hildagi filtrlarda silliqlovchi koeffitsiyent
yuklama tokiga bogliq bolmagan holda LC filtrga nisbatan
hajmi kichik boladi. Bu yutuqlar bilan bir qatorda aktiv
filtrlarning kamchiliklari ham mavjud, jumladan, haroratning
ozgarishi tranzistorning parametriga salbiy tasir etadi.
Tranzistorli filtrlarning ishlash prinsipi shundan iboratki,
tranzistorning ozgaruvchan tokka nisbatan qarshiligi ayrim
holatlarda tranzistorning ozgarmas tokka nisbatan
qarshiligidan kop marotaba katta boladi.
Tranzistorli filtrlar yuklamaga ulanishiga nisbatan
kollektor (KF) yoki emitter (EF) orqali yukka ketma-ket yoki
parallel ulanadi.
Filtrda kuchlanishning siljishi avtomatik yoki muayyan
holatga moljallangan ravishda boshqariladi.
36
26-a rasmda muayyan va 26-b rasmda avtomatik siljish
holatiga moljallangan kollektorli filtrlar KF keltirilgan.
I
K
kollektor toki I
0
yuklamadan oqayotgan tokka teng bolib,
U
KE
potensialga bogliq bolmagan holda I
E
emitter tokiga
bogliqdir.
Agarda I
E
=const bolsa, U
KE
ning ozgarishi ishchi nuqtaning
xarakteristikada siljishiga olib keladi. Ozgarmas tok I
0
=I
K
uchun tranzistorning qarshiligi
,
8
U
NH
PS
bolib, bu bir necha
Om ni tashkil qiladi. Agarda I
E
=const bolsa, ishchi nuqtaning
chiqish xarakteristikasida surilishi kollektor kuchlanishiga
bogliq boladi. Tokning ozgaruvchan tashkil etuvchisi uchun
.
.
.
,
8
5
'
'
bolib, bir necha kOm ni tashkil qiladi. I
E
=const
ushlash uchun sxemada katta doimiy vaqtga ega bolgan R
1
C
1
elementlar zanjiri ulangan bolishi kerak. Bunda I
E
= U
C1
/R
1
bolib, toliq bir davrda bu kattalik ozgarmaydi. Ammo
sxemada R
1
ning mavjudligi sxemaning FIK ni 20% ga
kamaytiradi.
Muayyan siljish holatiga moljallangan filtrlarda (26-a rasm)
yuklama kuchlanishi U
yuk
harorat va yuklamadan oqadigan
tok ozgarganda ozgaradi. Avtomatik siljish holatiga
moljallangan filtrlarda bu ozgarish oz-ozidan bartaraf
etiladi, yani chiqishdagi ozgarish tasiri manfiy teskari
boglanish orqali amalga oshadi (R
2
kirishga tasir otkazadi),
ammo siliqlash koeffitsiyenti q kamayadi.
26-rasm
37
Sxemadagi C
2
sigim esa pulsatsiyani yana ham kamaytirish
uchun ishlatiladi.
Tranzistorli emitterli filtrlarning (EF) 27-a rasmda bir
zvenoligi, 27-b rasmda ikki zvenoligi keltirilgan va ular KF
tranzistorli filtrlarga nisbatan quyidagi yutuqlarga ega: kirish
qarshiligi kam (1 Om dan kam); avtomatik siljitish holati
bazada ishlatilganda muhit haroratining ozgarishi sxemaga
oz tasirini otkazmaydi.
Bu filtrlarda KF filtrlarga nisbatan C
2
kondensator olib
tashlangan, bu esa q
sil.
aytarlik oshirmaydi. R
1
qarshilikning
yoqligi FIK ning oshirishga olib keladi.
Yuklamaning tranzistor bilan parallel ulangan turi (28-rasm)
kam kuchlanishli va kop tokli sxemalarda filtr sifatida ishlatiladi.
27-rasm
28-rasm
38
Bu filtrlarda yuklamaga parallel ulangan tranzistor LC
filtrlardagi C bilan ketma-ket ulangan. Bu filtrlar chiqishdagi
kuchlanish orqali boshqariladi. Shuning uchun uning
xarakteristikasi tashqi muhit tasiriga kam beriluvchandir.
1.10. Kuchlanishni siljituvchi qurilmalar va boshqariluvchi
togrilagichlar
Quvvati yuqori bolgan elektr qurilmalar (elektrodvigatel,
generator lampalarining qizdirgichlari va boshqalar)
ishlatilganda kelayotgan tokning ozgarishiga qarab
kuchlanishni mos ravishda ozgartirish kerak boladi. Ish
jarayonida kuchlanishni ozgarishi elektr dvigatellarining
aylanish chastotalarini ozgartirish va qurilmalarning ish
holatlarini ozgartirish orqali amalga oshiriladi.
Togrilagichning chiqishidagi ozgarmas kuchlanishni
siljitish ozgaruvchan tok orqali, ozgarmas tok orqali va
boshqariluvchi ventellar orqali amalga oshiriladi. Bundan
tashqari bu usullarning aralashgan hollari orqali amalga
oshirish mumkin. Shular bilan bir qatorda yuklamaga bogliq
bolmagan holda yuklamaga kelayotgan kuchlanishni noldan
to nominal qiymatgacha ozgartirish mumkin. Kuchlanishni
siljitish avtomatik tarzda yoki noavtomatik tarzda amalga
oshiriladi. Noavtomatik siljitish operator shaxs orqali amalga
oshiriladi. Avtomatik siljitish esa avvaldan rejalashtirilgan
dastur orqali amalga oshiriladi. Tashqi tasir natijasida
siljiydigan kuchlanish bu yuklama kuchlanishi yoki undan
oqadigan tok hisoblanadi.
Qurilma manbayi ozgaruvchan kuchlanish orqali
siljitilganda siljitish transformatori, siljitish galtagi,
induksiyali rostlagichlar orqali amalga oshiriladi. Bunday
qurilmalarning kamchiligi shundan iboratki, ular katta hajmli
va ogir, kop isrofli va inersiondir.
Chiqish kuchlanishini ozgarmas kuchlanishdan siljitish
ozgaruvchan qarshiliklar orqali, komir gardishga ornatilgan
tayoqchalar orqali, elektron lampalar orqali va transformator
orqali amalga oshiriladi. Bunday qurilmalarning kamchiligi
FIK ning kamligidir, chunki kerakli energiyaning bir qismi
ularning ishlashi uchun sarf boladi.
39
Kuchlanishni siljitish ventil parametrlarni ozgartirib
amalga oshirilganda, qurilma tezkor ishlaydi, energiya kam
isrof boladi. Ammo bu usulning oziga xos kamchiligi mavjud.
Bu usulda yuklamada kuchlanishning ozgaruvchan tashkil
etuvchisi hosil boladi, shu bilan bir qatorda cos j kamayadi.
Kuchlanishning siljitish chegarasi qancha katta bolsa, bu
kamchilik shuncha kopayadi.
Ozgaruvchan tok orqali kuchlanishni siljitish
Transformator orqali yoki avtotranformator orqali chiqish
kuchlanishi siljitiladi. Buning uchun transformatorning yoki
avtotransformatorning (birlamchi yoki ikkilamchi) chulgamlar
soni ozgartiriladi, yani bir nechta chiqqichlar transformator
chulgamlarining uchlariga ulangan boladi. Qayta ulagich
yordamida chulgamlar soni ozgartiriladi, natijada shunga mos
ravishda chiqish kuchlanishi ozgaradi. Bir bolimdan ikkinchi
bolimga otish esa qayta ulagich orqali amalga oshiriladi va
chiqishda esa shunga mos kuchlanish chiqadi. Bu qurilmaning
kamchiligi shundan iboratki, kuchlanishni siljitish
transformatorni tarmoqdan uzish orqali amalga oshiriladi, chunki
tarmoqdan uzilmasa kuchlanishni siljitish jarayonida ikkinchi
cholgam qisqa tutashishi mumkin. Bu esa transformatorning
chiqishida tokning birdaniga oshib ketishiga olib keladi.
29-rasm
40
Bu noxush jarayon sodir bolmasligi uchun qisqa tutashgan
cholgamga aktiv va reaktiv qarshiliklar ulanadi. Qisqa
tutashgan cholgamda tokni chegaralash uchun latorlardan
(siljituvchi laboratoriya transformatori) foydalaniladi.
29-a rasmda qisqa tutashgan chulgamli transformator, 29-
b rasmda transformator avtotransformator sxemasi orqali
keltirilgan.
Polatdan yasalgan ozakka cholgam oralgan 1 va 2 galtak
kiygazilgan va «O» shaklli ozak ichida qisqa tutashgan
cholgam QTCH tor yolakda plastinkaning pastidan to
yuqorisigacha oson suriladi. 1 va 2 cholgamlar bir-biriga
qarama-qarshi yonalishda oralgan va ularda hosil boladigan
magnit oqim
F
1
va
F
2
bir biriga qarama-qarshi yonalgan boladi.
Bu ozaklarning magnit yurituvchi kuchi bir-biriga har doim
teskari yonalgan bolib, birinchi cholgamdan chiqish
kuchlanishi olinadi. Agarda qisqa tutashgan cholgam 1 va 2-
cholgamlarning ortasida joylashib qolsa, bu cholgamlarning
magnit oqimi boglangan holda neytral holatni egallaydi va
F
1
,
F
2
magnit oqimlarining QTCH cholgamga tasiri
bolmaydi. Cholgamlarning bir-biriga teskari hosil qilgan
elektr yurituvchi kuchi quyidagi kuchlanishga teng:
(
(
8
Birinchi va ikkinchi galtaklar bir xil magnit muhitida
bolganligi uchun, ularning EYK quyidagiga teng:
E
1
= E
2
; U
2
»E
1
»U
1
/2.
Ikkinchi cholgamdagi kuchlanish taxminan birinchi
galtakning elektr yurituvchi kuchiga teng boladi, yani:
U
2
= E
2
= U
1
/2.
Agarda qisqa tutashgan cholgam galtakning pastiga
surilsa,
F
2
magnit oqimining hammasi
F
1
bilan qoshiladi va
natijada E
2
= 0 boladi;
(
8
ga teng boladi. Bunda U
2
=
=E
1
= U
1
boladi.
Agarda qisqa tutashgan cholgam harakatlanayotgan
yolakning orta va pastki qismlari orasida bolsa,
F
2
toliq
kompensatsiyalashmaydi va ikkinchi galtakning EYK nolga
41
teng bolmaydi. Chiqishdagi kuchlanish U
2
kirishdagi
kuchlanish U
1
dan kichik boladi. Shunday qilib QTCH ni
yolakning orta qismidan pastki qismigacha surilsa, chiqish
kuchlanishini 0,5·U
1
dan U
1
gacha oshirish mumkin. QTCH ni
orta qismidan to yuqori qismigacha surilsa, chiqish kuchlanishi
0,5·U
1
dan to U
2
= E
1
= 0 gacha bolish mumkin. Bu
qurilmaning yutugi shundan iboratki, chiqish kuchlanishini
bir xil meyorda ozgartirish mumkin.
Kamchiligi esa magnitlovchi tokning, induktiv qarshilikning
kopligi hamda cosj ning kamligidir.
Do'stlaringiz bilan baham: |