Установки для получения высоких постоянных напряжений

Постоянное напряжение часто используют для испытаний конден-

саторов, кабелей, вращающихся машин.

Для получения высоких напряжений постоянного тока использу-

ются различные выпрямительные установки. Все схемы выпрямления

классифицируются по следующим признакам:

1) по форме выпрямленного напряжения – одно- и двухполупери-

одные схемы;

2) по схеме соединения выпрямителей – мостовая схема, последо-

вательно-параллельные схемы;

3) по числу фаз – одно-, двух- и трехфазные схемы;

4) схемы умножения напряжения.

Однополупериодная схема выпрямления приведена на рис. 4

Выпрямление напряжения без фильтра по схеме рис. 4, а дает

большую глубину пульсаций выпрямленного напряжения

(см. рис. 4в). Наличие фильтра (см. рис. 4 б) уменьшает глубину

пульсаций (см. рис. 4 г) за счет подпитки от конденсатора СФ в тече-

ние времени отрицательного полупериода, когда выпрямитель V закрыт.

 

Рис. 4. Схема выпрямления однополупериодная: 

а, в – без фильтра; б, г – с фильтром; Т – высоковольтный трансформатор;

V – выпрямитель; RН – сопротивление нагрузки; СФ – емкость фильтра

Двухполупериодная мостовая схема выпрямления приведена на

рис. 5.

 

Рис. 5 Мостовая схема выпрямления: а, в – без фильтра; б, г – с фильтром

Четыре выпрямителя образуют мост, в одну диагональ которого

включается нагрузка RН, а к другой диагонали подключается трансформатор. При “+” полупериоде открыты выпрямители V1 и V3, а при “–”

полупериоде – V2 и V4. Следовательно, через нагрузку протекает ток в

одном направлении в течение всего периода переменного тока

(см. рис. 5, а, в). Это основное достоинство двухполупериодной схемы

выпрямления. Фильтр СФ уменьшает глубину пульсаций выпрямленного напряжения (см. рис. 5, б, г).

Включение однофазных схем выпрямления приводит к перекосу

фаз в трехфазной сети. Для исключения этого явления используют

трехфазные схемы выпрямления (рис 6, а). Кроме этого, уменьшаются

пульсации выпрямленного напряжения (рис. 6, б), особенно с приме-

нением фильтра СФ.

Высокие выпрямленные напряжения удобно получать с помощью

схем умножения выпрямленного напряжения. Различают:

1) схемы удвоения;

2) схемы утроения;

3) каскадные схемы умножения напряжения.

 

 

Рис.6. Трехфазная однополупериодная схема выпрямления

Простейшая однополупериодная схема удвоения напряжения приведена на рис. 7, а.

 

Рис. 7. Однополупериодная схема удвоения (а) и осциллограмма

напряжения на нагрузке (б): 1 – фазное переменное напряжение;

2 – удвоенное выпрямленное напряжение

В один полупериод (положительный) выпрямитель пропускает ток.

Емкость С заряжается до Um: обкладки имеют полярность "+" и "–". Во втором полупериоде, когда сменилась полярность концов обмотки трансформатора, напряжение трансформатора "+" суммируется с напряжением на конденсаторе "–". На нагрузке получается пульсирующее выпрямленное напряжение, изменяющееся от нуля до 2Um (рис. 7, б).

Выпрямитель оказывается также под двойным напряжением:

Uобр = 2Um.