Токоизправител

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към навигацията Направо към търсенето
Токоизправителен диод с монтираща апаратура. Резбата закрепя устройството към охлаждането.
Силов диоден изправител за електрически локомотив ВЛ80С.

Токоизправителят е устройство което преобразува електрическа верига. преобразува се променливия ток (AC) на постоянен ток (DC). Процесът е известен като токоизправяне.[1] Той присъства като основна част в захранващите устройства на огромна част от електроуредите и електронната техника. Електрическата схема на токоизправителя позволява мрежовото променливотоково захранващо напрежение да се преобразува на постоянно. Това се реализира с полупроводникови изправители – селенови изправители (набор от селенови клетки /остарял метод/) или полупроводникови диоди, с електронна лампа диод (популярна с името кенотрон), с живачни изправители и др. В зависимост от потребностите и изискванията за последващо използване на това електрическо захранване, се прилагат различни схеми за намаляване нивото на пулсациите чрез прилагане на филтърни групи съставени от кондензатори и индуктивни елементи(дросели), които не винаги са неотменна част от токоизправителя.

Устройство, което има обратната функция (преобразува постоянния в променлив ток), се нарича инвертор.

Устройство[редактиране | редактиране на кода]

Почти всички токоизправители се състоят от n-брой диоди или тиристори включени в определена схема. Това се прави за по-ефективно преобразуване. В този смисъл два са основните метода за преобразуване на променливия в постоянен ток. Схема с еднопътно изправяне и схема двупътно изправяне. Ефективността на еднопътното изправяне не е голяма. Използва се само единия период от енергията на променливия електрически ток. Това евтина и проста схема на токоизправяне и се прилага за захранване на маломощни електронни консуматори, без високи изисквания към пулсациите на изправеното напрежение.

Двупътното изправяне се реализира с повече от един електронен елемент. При двупътното изправяне в първия период се пропускат към товара само вълните с положителна полярност. Във втория полупериод обратно, пропущат се вълните с отрицателна полярност, но в товара и двете полувълни течът в една и съща посока.Тази схема позволява пропускането и на двете полувълни на променливото напрежение, което двойно увеличава не само електрическата енергия във веригата на консуматора, но и значително подобрява качеството на полученото напрежение. За намаляване на пулсациите на изправеното напрежение се практикува изправяне от 3,6,12 фази.

Видове[редактиране | редактиране на кода]

Еднополупериодни изправители[редактиране | редактиране на кода]

Еднополупериоден изправител

При еднополупериодните токоизправители единият полупериод на захранващото напрежение се пропуска а другия е блокиран от диода. Тъй като само едната половина бива пропусната в изправеното напрежение има паузи, което го прави не е ефективен за употреба при захранване от ел. мрежа (с честота 50 или 60 Hz). Също така внася хармоници ( между другото всички токоизправители без специални коректори внасят хармоници) и изкривявания в захранващата мрежа, тъй като електроенергия се консумира само през единия полупериод на мрежовото напрежение. Когато е мощен еднопътния изправител, блокираният полупериод е нежелан за захранващия го трансформатор, защото се появява нежелано намагнитване на магнитопроводът му. Еднополупериодно токоизправяне може да се постигне с един диод в еднофазово захранване или от три диода в във всяка фаза при трифазно еднополупериодно изправяне.

Двуполупериодни изправители[редактиране | редактиране на кода]

Двуполупериоден изправител

При двуполупериодните изправители се използват и положителния и отрицателния полупериод на входното напрежение. Мостовият изправител (известен също като "мост на Грец" или просто "Грец") се състои от четири диода, свързани както е показано на фигурата. При трифазно изправяне се използва схема "Ларионов", състояща се от 6 изправителя.

Друга разновидност на двуполупериоден изправител е изправител със средна точка на трансформатора (англ. neutral point rectifier) или двуфазен еднополупериоден изправител. При еднофазна променливотокова мрежа, трансформатора има вторична намотка разделена на две, от вторичната си страна той образува двуфазна система напрежения, дефазирани на 180 електрически градуса помежду си (т.е. са "противофаза" едно спрямо друго) между краищата на двете вторични намотки и общата им (средна) точка. Тогава са необходими само два диода свързани с катодите си към товара и анодите към краищата (при изправяне на положителната полувълна) на двете вторични намотки на трансформатора . Действието на двуполупериодния изправител и неговите характеристики са идентични с тези на мостовия (Грец) изправител. Единствената разлика се състои в това, че всеки диод трябва да издържа сумата от напреженията на двете вторични (полунамотки на трансформатора. (2.82 U0). В един момент изправителния елемент е подложен на максималната стойност на сумата от напреженията на двете намотки

Литература[редактиране | редактиране на кода]

  1. Théodore Wildi, Gilbert Sybille. Electrotechnique. 3ème édition. Канада, DeBoeck Université, 2003. ISBN 2-7637-7593-4. с. 763 – 769.