Как се извършва ректификация на променлив ток

Както знаете, централите произвеждат променлив ток. AC лесно се преобразува използване на трансформатори, той се предава чрез проводници с минимални загуби, много електродвигатели работят на променлив ток, в крайна сметка всички индустриални и битови мрежи днес работят на променлив ток.

Въпреки това, за някои приложения променливият ток е принципно неподходящ. Батериите трябва да се зареждат с постоянен ток, електролизиращите инсталации се захранват от постоянен ток, светодиодите изискват постоянен ток и все още има много повече неща за работа без постоянен ток, да не говорим за приспособленията, които първоначално се използват батерии, По един или друг начин, понякога е необходимо да се извлече постоянен ток от променлив ток чрез преобразуването му, за да се реши този проблем, те прибягват до изправяне на променлив ток.

За коригиране на променлив ток диодни изправители, Най-простата токоизправителна верига, съдържаща само една полупроводников диодсе нарича полувълнов изправител. Променливият ток тук преминава през първичната намотка на трансформатора, чиято вторична намотка е свързана към анода на диода с един от неговите клеми и към товарната верига с другия, който от своя страна, като е свързан към катода на диода, затваря вторичната верига на трансформатора.

Помислете какво се случва в първия момент от време, когато положително напрежение се приложи към анода на диода спрямо неговия катод, действащ през първия полупериод на променливия ток.

В този момент електроните се придвижват от катода към анода на диода, през жицата на вторичната намотка на трансформатора, през индуктора и след това през товара - така се затваря веригата. Когато започне противоположният полу-цикъл, електроните не могат да проникнат от анода към катода, следователно през този полупериод няма ток във веригата. С настъпването на следващия половин цикъл процесът се повтаря.

И тъй, тъй като токът във веригата тече само по време на един от полупериодите, този тип коригиране се нарича полувълнова ректификация. И поради факта, че по време на отрицателни полупериоди токът не попада в товарната верига, формата му се оказва пулсираща, защото действа в една посока, въпреки че се променя по величина.

В тази схема се използва изглаждащ филтър, състоящ се от дросел (индуктор) и кондензатори, за да се намали пулсацията при натоварването и да се направи токът почти напълно постоянен. Филтърната верига практически не позволява на филтърния компонент да премине в товара, той преминава само в постоянния компонент.

Бобината има индуктивно съпротивление, което зависи от честотата на тока, и колкото по-висока е честотата, толкова по-голямо е индуктивното съпротивление на бобината, така че намотката се съпротивлява на променливия компонент на пулсиращия ток. Бобината лесно преминава постоянния компонент.

Кондензаторът обаче преминава променливия компонент, но не преминава константата и колкото по-висока е честотата на тока, толкова по-силен кондензаторът го предава. Като цяло, колкото по-голям е капацитетът на кондензатора и колкото по-голяма е индуктивността на индукторната намотка, толкова по-малка е ненужната промяна на компонента в постоянния ток, преминаващ специално през товара.

И така, когато положителна полувълна от ток действа във веригата, първият кондензатор се зарежда до амплитудата на променливото напрежение на вторичната намотка (минус падането на напрежението през диода). Когато действа отрицателната полувълна, електричеството не влиза в кондензатора и то, изхвърляйки се към товара, поддържа постоянен ток в него.

Ако нямаше индуктор, тъй като напрежението в кондензатора ще намалее по време на този процес, токът при натоварването по някакъв начин ще има силни пулсации. За да се намали пулсацията, към веригата се добавя дросел (бобина) и дори с допълнителен кондензатор, разположен зад нея. Вторият кондензатор поема тока, протичащ през индуктора, който вече не съдържа почти пулсации.

За да изгладите пулсацията още по-добре, използвайте полувълнов изправител. Полувълнов изправител може да бъде реализиран по един от двата начина. Тя може да бъде изпълнена над моста (състоящ се от четири диода) или включват само два диода, но тогава вторичната намотка на трансформатора трябва да има два пъти повече от оборотите и изхода в средата между половините на намотките.

Полувълнов изправител работи както следва. По време на един от полупериодите (например положителен), токът се насочва от анода към катода на горния според диодната верига, а долният диод не преминава ток по това време, той се заключва (единственият диод в еднополовинния токоизправител се държи същото по време на отрицателния полувълнов ток ).

Токът се затваря през филтъра, товара и след това през средния изход към намотката на трансформатора. Когато настъпи вторият полу-цикъл, полярността на тока е такава, че долният диод във веригата преминава ток през филтъра и през товара, а горният диод се заключва. След това процесите се повтарят.

Тъй като токът се подава към товара през всеки от двата периода, това изправяне се нарича полувълново изправяне, а изправителят се нарича полувълнов изправител. Изходната пулсация е вдовица по-малка от честотата на полувълнова ректификация, тъй като честотата на изправените импулси е два пъти по-висока, индуктивността на индуктора е два пъти по-голяма, а кондензаторите нямат време да се разтоварят значително.

По-подробно тук са разгледани типичните схеми на различни токоизправители: Схеми на еднофазни изправители