Трехфазная мостовая схема выпрямителя

Написал admin в 18 Ноябрь 2013, 12:45

Выпрямитель в данной схеме состоит из трансформатора, первичные и вторичные обмотки которого соединяются в звезду или треугольник, и шести вентилей, которые могут быть разбиты на две группы (рис.1,а):

1) катодную или нечетную (вентили В ₁, В ₃ и В ₅), в которой электрически связаны катоды вентилей и общий вывод их является положительным полюсом для внешней цепи, а аноды присоединены к выводам вторичных обмоток трансформатора;

2) анодную или четную (вентили В ₂, В ₄ и В ₆), в которой электрически связаны между собой аноды вентилей, а катоды соединяются с анодами первой группы. Общая точка связи анодов является отрицательным полюсом для внешней цепи.

рис.1 Трехфазная мостовая схема выпрямителя

Катодная группа вентилей повторяет режим работы трехфазной нулевой схемы. В этой группе вентилей в течение каждой трети периода работает вентиль с наиболее высоким потенциалом анода (рис.1. б). В анодной группе в данную часть периода работает тот вентиль, у которого катод имеет наиболее отрицательный потенциал по отношению к общей точке анодов.

Вентили катодной группы открываются в момент пересечения положительных участков синусоид (точки а, б, в и г на рис.1.б), а вентили анодной группы – в момент пересечения отрицательных участков синусоид (точки к, л, м и н). Каждый из вентилей работает в течение одной трети периода (рис.1, е).

При мгновенной коммутации тока в трехфазной мостовой схеме в любой момент времени проводят ток два вентиля – один из катодной, другой из анодной группы, при этом любой вентиль одной группы работает поочередно с двумя вентилями другой группы, соединенными с разными фазами вторичной обмотки (рис.1, г и д). Через каждую фазу трансформатора ток i ₂ будет проходить в течение 2/3 периода: 1/3 периода – положительный и 1/3 – отрицательный. Ток i_d в нагрузке все время проходит в одном направлении.

В течение рабочего интервала одновременно проходят токи во вторичных обмотках, расположенных на разных стержнях магнитной системы (см. токи i_{a 2}и i_{b 2} на рис.1 а), при этом через две первичные обмотки, расположенные на тех же стержнях, также проходят токи. Намагничивающие силы от токов i ₁ и i ₂ на каждом из стержней в этом случае уравновешиваются, и однонаправленный поток Ф₀ не возникает.

Выпрямленное напряжение u_d (рис.1, в) в этой схеме описывается верхней частью кривых междуфазных (линейных) напряжений u _2л (см. пунктирную кривую на рис.1 в). Частота пульсаций кривой u_d равна 6f₁, коэффициент пульсаций напряжения на выходе выпрямителя равен:

q = U _макс/ U_{d 0}=2/ m ²-1=2/6²-1=0,057

Обратное напряжение на закрытом вентилей определяется разностью потенциалов его катода и анода. Ординаты кривой u _обр для вентиля В ₁ показаны на рис.1, б штриховкой, а на рис.1, е кривая u _обр изображена полностью.

Максимальное значение обратного напряжения на вентиле в трехфазной мостовой схеме равно амплитуде линейного напряжения вторичной обмотки трансформатора.

Выпрямленный ток i_d при работе на чисто активную нагрузку полностью повторяет кривую u_d (см. пунктирную кривую на рис.1, в).

Соотношения между напряжениями и токами в трехфазной мостовой схеме приведены в табл.1

В момент t1-t2 открыты Д4 и Д2 и т.д. Во все интервалы времени токи в нагрузочном резисторе имеют одинаковое направление. Пульсаций значительно меньше.

k = 0,057

24.

JK-триггеры являются самыми сложными из двоичных триггеров. Но они являются и универсальными. С помощью JK-триггера можно получить все другие типы триггеров. Но универсальность JK-триггеров ограничена. Так как JK-триггеры существуют только двухступенчатые, то, например, D-триггеры на JK-триггерах можно реализовать только непрозрачные.

Логическая схема JK-триггера на логических элементах

Логическая схема JK-триггера на логических элементах

JK-триггер аналогичен RS-триггеру, но отличие от последнего, не имеет запрещенных состояний. Так, вход J JK-триггера соответствует входу S RS-триггера, а вход K — входу R. Но, если в RS-триггере одновременная подача логической единицы на оба входа (R и S) была запрещена, то в JK-триггере при подаче на оба входа единиц, триггер меняет свое состояние на противоположное. При подаче на вход J логической единицы на выходу устанавливается единица, при подаче на вход K логической единицы на выходе получаем логический ноль.

Таблица истинности JK-триггера:

J	K	Q(t)	Q(t+1)

Условное графическое обозначение (УГО) JK-триггера:

УГО JK-триггеров: а)двухступенчатый JK-триггер со статическим управлением по входу С б) двухступенчатый JK-триггер со статическим управлением по входу С с асинхронными установочными входами S и R

D-триггер на основе JK-триггера:

T-триггер на основе JK-триггера:

Промышленные микросхемы JK-триггеров: SN7472, SN74107, SN74109, SN74112, SN74113

Условное графическое обозначение JK-триггера со статическим входом С

JK-триггер — это схема с двумя устойчивыми выходными состояниями и двумя входами J и K (Рисунок 51.а). Подобно RS-триггеру, в JK-триггере входы J и K — это входы установки выхода Q триггера в состояние 1 или 0. Однако, в отличие от RS-триггера, в JK-триггере наличие J=K=1 приводит к переходу выхода Q триггера в противоположное состояние. Условие функционирования JK-триггера описывается функцией:

Рисунок 51 JK-триггеры: а) асинхронные; б) тактируемые фронтом.

Триггер JK-типа называют универсальным потому, что на его основе с помощью несложных коммутационных преобразований можно получить RS и Т-триггеры, а если между входами J и K включить инвертор, то получится схема D-триггера.

Недостатком этой схемы является зависимость работы схемы от длительности тактового импульса. Импульс должен быть коротким и должен закончиться до завершения процесса переключения триггера. Для ослабления требования к длительности тактового импульса в цепи обратных связей можно включить элементы задержки, как показано на рисунке 51,а пунктиром. Однако этот путь не всегда является целесообразным.

Разработаны и применяются в основном в интегральном исполнении JK-триггеры, тактируемые фронтом тактовых импульсов, которые не чувствительны к длительности тактовых импульсов.

JK-триггеры, тактируемые фронтом, строятся по схеме MS (master-slave то есть мастер-помощник). В схеме имеется два триггера: основной D1…D4, помощник D5…D8 и цепь, разделяющая их — D9 (Рисунок 51,б).

Триггер работает следующим образом. Пусть в исходном состоянии Q=0, а . При отсутствии тактового импульса (C=0), вентили D1 и D2 закрыты вне зависимости от сигналов на остальных входах.

Пусть J=1, тогда с приходом тактового импульса C=1, D1 откроется, а D2 останется закрытым. Элементы D5 и D6 закроются сигналом с выхода элемента D9. Сигнал лог. «0», снимаемый с открытого вентиля D1, записывает в основной триггер информацию, устанавливая его в состояние «1» (P =1,

Несмотря на то, что на одном из входов D5 действует сигнал «1», а на одном из входов D6 — «0», они не изменят состояние вспомогательного триггера, так как на других входах элементов D5 и D6 действует сигнал лог. «0» с инвертора D9.

По окончании действия тактового импульса, появится сигнал лог. «1» на вторых входах вентилей D5, D6, а вентили D1 и D2 закроются. Так как основной триггер находится в состоянии «1», то откроется D5 и информация запишется во вспомогательный триггер (Q=1, ).

Совершенно аналогично сигнал «1», поданный на вход K, установит триггер в состояние «0».

Таким образом, в триггере данного типа изменение выходного сигнала происходит только в моменты, когда потенциал «C» переходит из «1» в «0». Поэтому говорят, что эти триггеры тактируются срезом (или фронтом) в отличие от триггеров, тактируемых потенциалом.

Условное графическое обозначение триггера приведено на рисунке 51,в.

Если соединить вместе входы J и K, то JK-триггер превратится в Т-триггер. Пусть триггер находится в исходном состоянии (). При подаче J=K=1 и C=1, вентиль D1 будет закрыт сигналом «0» с выхода . Так как открывается только вентиль D2, то триггер установится в нулевое состояние . При этом выходной потенциал Q=0 блокирует вентиль D2. Поэтому следующая комбинация J=K=1 и C=1 переводит триггер в состояние Q=1 и т.д.

25.

Принцип работы:

В каждый момент времени выпрямленный ток проходит только через тот диод, анод(+) которого соединен с зажимом обмотки, имеющим наибольший положительный потенциал по отношению к нейтральной точке трансформатора.

Выпрямленное напряжение изменяется по кривой, являющейся огибающей положительных полуволн фазных напряжений.

Переключение диодов происходит в точках пересечения положительных полусинусоид напряжения.

В нагрузке токи, проходящие через три диода суммируются.

k = 0,25

Служит для питания устройств, в которых Iн.ср доходят до 100 А, а напряжение до десятков киловольт.

Обладают высокой надежностью.

Недостаток:

Подмагничивание сердечника трансформатора постоянным током, что приводит к снижению КПД.