Clasificación de los rectificadores de semiconductores.

Un dispositivo diseñado para convertir la energía de una fuente de corriente alterna en corriente continua se llama rectificador. El rectificador se puede representar en forma de un diagrama de bloques que se muestra en la fig. 1.

Caractericemos los elementos principales del esquema:

a) un transformador de potencia sirve para igualar el voltaje de entrada y salida del rectificador y la separación eléctrica de los circuitos rectificadores individuales (es decir, separa la red de suministro y la red de carga);

b) un bloque de válvulas proporciona un flujo de corriente unidireccional en el circuito de carga, como resultado de lo cual el voltaje alterno se convierte en un voltaje pulsante;

v) filtro de suavizado diseñado para reducir las ondulaciones de voltaje en la carga al valor requerido;

G) Regulador de tensión, utilizado para estabilizar el valor medio de la tensión rectificada cuando fluctúa la tensión de alimentación o cuando cambia la corriente de carga.

Arroz. 1 — Diagrama de bloques del rectificador

La relación entre los parámetros en el rectificador depende en gran medida del circuito rectificador.En el circuito del rectificador, comprenda el diagrama de conexión de los devanados del transformador y el procedimiento para conectar las válvulas a los devanados secundarios del transformador.

Los circuitos rectificadores (rectificadores) se clasifican según las siguientes características principales:

1. Por el número de fases del suministro de corriente alterna, distingue entre rectificadores monofásicos y rectificadores trifasicos.

2. Por el método de conexión de válvulas al devanado secundario del transformador: circuitos cero que usan el punto cero (medio) del devanado secundario del transformador y circuitos de puente en los que el punto cero está aislado o los devanados secundarios del transformador son delta conectado.

Circuito rectificador puente monofásico

Diagramas de tiempo de voltajes y corrientes de un puente rectificador

Con una polaridad positiva del voltaje en el devanado secundario del transformador (la polaridad se indica sin paréntesis) en el intervalo 0 — υ1 (0 — π), los diodos D1 y D2 transportan la corriente. La caída de voltaje a través de los diodos en el intervalo de conducción es cercana a cero (válvulas ideales), por lo tanto, se aplica a la carga una media onda positiva del voltaje en el devanado secundario del transformador, creando un voltaje ud = u2 en él. En el intervalo υ1 — υ2 (π — 2π) la polaridad de los voltajes u1 y u2 se invertirá, lo que conducirá al desbloqueo de los diodos D3 y D4. En este caso, la tensión u2 se conectará a la carga con la misma polaridad que en el intervalo anterior. Por lo tanto, la tensión de salida ud con una carga puramente resistiva del puente rectificador tiene la forma de semiondas de tensión unipolares (ud = u2).

3.Los consumos de energía por carga de los rectificadores se dividen en baja potencia (unidades de kW), media potencia (decenas de kW) y alta potencia (Ppot > 100 kW).

4. Independientemente de la potencia del rectificador, todos los circuitos se dividen en ciclo simple o medio ciclo y dos ciclos (onda completa).

Ciclo simple: son circuitos en los que la corriente pasa a través de los devanados secundarios del transformador una vez por período (medio período o parte de él). Todos los circuitos cero son simples.

Un circuito rectificador monofásico de onda completa con salida de punto cero del transformador

Diagramas de tiempo de un rectificador monofásico de salida cero con una carga activa

La rectificación de onda completa en el circuito se logra haciendo un transformador con dos devanados secundarios. Los devanados están conectados en serie y tienen un punto cero común (centro). Los extremos libres de los devanados secundarios del transformador están conectados a los ánodos de las válvulas D1 y D2, y los cátodos de las válvulas conectados entre sí forman el polo positivo del rectificador. El polo negativo del rectificador es el punto de conexión común (neutro) de los devanados secundarios. Por lo tanto, el transformador sirve en este circuito tanto para hacer coincidir la magnitud del voltaje de suministro y el voltaje en la carga, como para crear un punto medio (cero). Es obvio que los voltajes en los terminales de los devanados secundarios del transformador u1 y u2 (o EMF e1 y e2) son de la misma magnitud y se desplazan en relación con el punto cero en 180 °, es decir están en antifase.

En cualquier instante de tiempo, este diodo conduce una corriente cuyo potencial anódico es positivo.Por lo tanto, en el intervalo 0 — π, el diodo D1 está abierto y la tensión de fase del devanado secundario del transformador ud = u2-1 se aplica a la resistencia de carga Rn (Rd). El diodo D2 en el rango 0 — π está cerrado porque se le aplica un voltaje negativo. Al final del intervalo, los voltajes y las corrientes en el circuito son cero.

En el siguiente intervalo de operación del circuito π — 2π, los voltajes de los devanados primario y secundario invierten su polaridad, de modo que el diodo D2 estará abierto y el diodo D1 cerrado. Además, los procesos en la cadena de corrección son iterativos. La curva de tensión rectificada ud consiste en semiondas unipolares de la tensión de fase del devanado secundario del transformador. La forma de la corriente de carga con una carga puramente resistiva sigue la forma del voltaje. Los diodos D1 y D2 conducen la corriente en serie durante medio período.

5. Por acuerdo previo:

a) rectificadores de baja potencia, por regla general, monofásicos, utilizados en sistemas de control, para alimentar bloques individuales de equipos electrónicos, en equipos de medición, etc.;

b) los rectificadores de media y alta potencia sirven como fuentes de energía para instalaciones industriales.

6. Los esquemas de enderezamiento se dividen en simples y complejos. Los circuitos simples incluyen circuitos monofásicos y trifásicos, neutros y de puente. En complejos (o circuitos complejos), varios circuitos simples están conectados en serie o en paralelo.

7. Según el tipo (naturaleza) de la carga. Los circuitos rectificadores monofásicos se caracterizan por una pulsación significativa del voltaje rectificado. Para reducir el rizado de tensión en la carga, se utilizan filtros de suavizado basados ​​en los elementos reactivos de las bobinas (L) y condensadores (C). La naturaleza del circuito de entrada del filtro de suavizado junto con la carga determina el tipo de carga en el rectificador. Se hace una distinción entre el funcionamiento del rectificador para carga activa (R — NG), carga activo-inductiva (RL — NG), carga activa y filtro capacitivo (RC — NG).

Común a todos los rectificadores es su uso principalmente con RL — NG. Esto se debe al hecho de que los rectificadores de baja potencia generalmente funcionan con un filtro LC y los rectificadores de alta potencia con un filtro L.

7. Por control, diferencie entre rectificadores no controlados y controlados.

Doctor. Kolyada L. I.