Установки для одержання високих постійних напруг

Постійну напругу часто використовують для випробувань конденсаторів, кабелів, що обертаються машин.

Для одержання високих напруг постійного струму використаються різні випрямні установки. Всі схеми випрямлення класифікуються по наступних ознаках:

1) за формою випрямленого напруги - одно- і двопівперіодні схеми;

2) за схемою з’єднання випрямлячів - мостова схема, послідовно-паралельні схеми;

3) по числу фаз - одне-, двох- і трифазні схеми;

4) схеми множення напруги.

Однопівперіодна схема випрямлення наведена на мал. 3.3.

Рис. 3.3. Однопівперіодна схема випрямлення: а), в) — без фільтра; б), г) — з фільтром; Т — високовольтний трансформатор; V — випрямляч; RН — опір навантаження; СФ — ємність фільтра

Випрямлення напруги без фільтра за схемою мал. 3.3, а дає велику глибину пульсацій випрямленої напруги (мал. 3.3, в). Наявність фільтра (мал. 3.3, б) зменшує глибину пульсацій (мал. 3.3, г) за рахунок підживлення від конденсатора С _Ф протягом часу негативного напівперіоду, коли випрямляч V закритий.

Двохпівперіодна мостова схема випрямлення наведена на мал. 3.4.

Чотири випрямлячі утворюють міст, в одну діагональ якого включається навантаження R _Н, а до іншої діагоналі підключається трансформатор. При "+" півперіоді відкриті випрямлячі V ₁ і V ₃, а при "-" півперіоді — V ₂ і V ₄. Отже, через навантаження протікає струм в одному напрямку протягом усього періоду змінного струму (мал. 3.4, а, в). Це основна перевага двохпівперіодної схеми випрямлення. Фільтр С_Ф зменшує глибину пульсацій випрямленої напруги (мал. 3.4, б, г).

 

Рис. 3.4. Мостова схема випрямлення: а), в) без фільтра, б), г) з фільтром

Включення однофазних схем випрямлення приводить до перекосу фаз в 3-х фазній мережі. Для виключення цього явища використають 3-х фазні схеми випрямлення (рис 3.5, а). Крім цього зменшуються пульсації випрямленої напруги (мал. 3.5, б), особливо із застосуванням фільтра С_Ф.

 

Рис. 3.5. Трифазна однопівперіодна схема випрямлення

Високі випрямлені напруги зручно одержувати за допомогою схем множення випрямленої напруги. Розрізняють:

1) схеми подвоєння;

2) схеми потроєння;

3) каскадні схеми множення напруги.

Найпростіша однопівперіодна схема подвоєння напруги наведена на мал. 3.6, а.

В один напівперіод (позитивний) випрямляч пропускає струм. Ємність І_з заряджається до U_m: обкладки мають полярність "+" і "-". У другому напівперіоді, коли змінилася полярність кінців обмотки трансформатора, напруга трансформатора "+" складеться з напругою на конденсаторі "-". На навантаженні виходить пульсуюче випрямлена напруга, що змінюється від нуля до 2 U_m (мал. 3.6, б). Випрямляч виявляється також під подвійною напругою U _обр = 2 U_m.

Рис. 3.6. Однопівперіодна схема подвоєння (а) і осцилограма напруги на навантаженні (б): 1 - фазна зміна напруга; 2 - подвоєна випрямлена напруга