సింగిల్-ఫేజ్ రెక్టిఫైయర్లు - పథకాలు మరియు ఆపరేషన్ సూత్రం

రెక్టిఫైయర్ అనేది ఇన్‌పుట్ AC వోల్టేజ్‌ను DC వోల్టేజ్‌గా మార్చడానికి రూపొందించబడిన పరికరం. రెక్టిఫైయర్ యొక్క ప్రధాన మాడ్యూల్ అనేది సిరల రంపపు సమితి, ఇది నేరుగా ACని DC వోల్టేజ్‌గా మారుస్తుంది.

నెట్‌వర్క్ యొక్క పారామితులను లోడ్ యొక్క పారామితులతో సరిపోల్చడం అవసరమైతే, రెక్టిఫైయర్ సెట్ మ్యాచింగ్ ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ ద్వారా నెట్‌వర్క్‌కు కనెక్ట్ చేయబడింది. సరఫరా నెట్వర్క్ యొక్క దశల సంఖ్య ప్రకారం, రెక్టిఫైయర్లు సింగిల్-ఫేజ్ మరియు మూడు దశలు… మరిన్ని వివరాలను ఇక్కడ చూడండి - సెమీకండక్టర్ రెక్టిఫైయర్ల వర్గీకరణ… ఈ వ్యాసంలో మేము సింగిల్-ఫేజ్ రెక్టిఫైయర్ల ఆపరేషన్ను పరిశీలిస్తాము.

సింగిల్-ఫేజ్ హాఫ్-వేవ్ రెక్టిఫైయర్

సరళమైన రెక్టిఫైయర్ సర్క్యూట్ సింగిల్-ఫేజ్ సగం-వేవ్ రెక్టిఫైయర్ (Fig. 1).

అన్నం. 1. సింగిల్-ఫేజ్ కంట్రోల్డ్ హాఫ్-వేవ్ రెక్టిఫైయర్ యొక్క స్కీమాటిక్

R-లోడ్ రెక్టిఫైయర్ యొక్క ఆపరేషన్ యొక్క స్కీమాటిక్స్ మూర్తి 2 లో చూపబడ్డాయి.

అన్నం. 2. R- లోడ్ కోసం రెక్టిఫైయర్ యొక్క ఆపరేషన్ యొక్క పథకాలు

థైరిస్టర్ తెరవడానికి, రెండు షరతులను తప్పక కలుసుకోవాలి:

1) యానోడ్ యొక్క సంభావ్యత కాథోడ్ యొక్క సంభావ్యత కంటే ఎక్కువగా ఉండాలి;

2) నియంత్రణ ఎలక్ట్రోడ్‌కు ఓపెనింగ్ పల్స్ తప్పనిసరిగా వర్తింపజేయాలి.

ఈ సర్క్యూట్ కోసం, ఈ పరిస్థితుల యొక్క ఏకకాల నెరవేర్పు సరఫరా వోల్టేజ్ యొక్క సానుకూల సగం-చక్రాల సమయంలో మాత్రమే సాధ్యమవుతుంది. పల్స్ ఫేజ్ కంట్రోల్ సిస్టమ్ (SIFU) సరఫరా వోల్టేజ్ యొక్క సానుకూల NSoluneriodsలో మాత్రమే ప్రారంభ పప్పులను ఏర్పరచాలి.

దరఖాస్తు చేసినప్పుడు థైరిస్టర్ సమయానికి ప్రారంభ పల్స్ యొక్క VS1 θ = α థైరిస్టర్ VS1 తెరుచుకుంటుంది మరియు మిగిలిన సానుకూల సగం చక్రంలో సరఫరా వోల్టేజ్ U లోడ్1కి వర్తించబడుతుంది (వోల్టేజ్ U1 (ΔUv)తో పోలిస్తే వాల్వ్ ΔUv అంతటా ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ తగ్గుదల చాలా తక్కువ. = 1 — 2 V) ). లోడ్ R - చురుకుగా ఉన్నందున, లోడ్‌లోని కరెంట్ వోల్టేజ్ ఆకారాన్ని పునరావృతం చేస్తుంది.

సానుకూల అర్ధ-చక్రం ముగింపులో, లోడ్ కరెంట్ i మరియు వాల్వ్ VS1 సున్నాకి తగ్గుతాయి (θ = nπ), మరియు వోల్టేజ్ U1 దాని చిహ్నాన్ని మారుస్తుంది. అందువల్ల, థైరిస్టర్ VS1 కు రివర్స్ వోల్టేజ్ వర్తించబడుతుంది, దాని చర్యలో దాని నియంత్రణ లక్షణాలను మూసివేస్తుంది మరియు పునరుద్ధరిస్తుంది.

విద్యుత్ వనరు యొక్క వోల్టేజ్ ప్రభావంతో కవాటాల యొక్క ఇటువంటి స్విచ్, క్రమానుగతంగా దాని ధ్రువణతను మారుస్తుంది, దీనిని సహజంగా పిలుస్తారు.

ఒక వైర్‌లో మార్పు సానుకూల సగం-చక్రంలో కొంత మార్పుకు దారితీస్తుందని రేఖాచిత్రాల నుండి చూడవచ్చు, ఈ సమయంలో సరఫరా వోల్టేజ్ లోడ్‌కు వర్తించబడుతుంది మరియు అందువల్ల ఇది విద్యుత్ వినియోగం యొక్క నియంత్రణకు దారితీస్తుంది. ఇంజెక్షన్ α అనేది థైరిస్టర్ యొక్క సహజ ప్రారంభ క్షణంతో పోలిస్తే దాని ప్రారంభ క్షణంలో ఆలస్యాన్ని వర్ణిస్తుంది మరియు దీనిని వాల్వ్ యొక్క ప్రారంభ (నియంత్రణ) కోణం అని పిలుస్తారు.

emf మరియు రెక్టిఫైయర్ కరెంట్ సానుకూల సగం-సైన్ తరంగాల వరుస విభాగాలు, దిశలో స్థిరంగా ఉంటుంది కానీ పరిమాణంలో స్థిరంగా ఉండదు, అనగా. సరిదిద్దబడిన EMF మరియు కరెంట్ ఆవర్తన పల్సేటింగ్ పాత్రను కలిగి ఉంటాయి. మరియు ఏదైనా ఆవర్తన ఫంక్షన్‌ను ఫోరియర్ సిరీస్‌లో విస్తరించవచ్చు:

e (t) = E + en(T),

ఇక్కడ E అనేది సరిదిద్దబడిన EMF యొక్క స్థిరమైన భాగం, en(T) — అన్ని హార్మోనిక్ భాగాల మొత్తానికి సమానమైన వేరియబుల్ భాగం.

ఈ విధంగా, వేరియబుల్ కాంపోనెంట్ en (t) ద్వారా వక్రీకరించబడిన స్థిరమైన EMF లోడ్‌కు వర్తింపజేయబడిందని మనం భావించవచ్చు. EMF E యొక్క శాశ్వత భాగం సరిదిద్దబడిన EMF యొక్క ప్రధాన లక్షణం.

లోడ్ వోల్టేజీని మార్చడం ద్వారా నియంత్రించే ప్రక్రియను దశ నియంత్రణ అంటారు... ఈ పథకం అనేక ప్రతికూలతలను కలిగి ఉంది:

1) సరిదిద్దబడిన EMFలో అధిక హార్మోనిక్స్ యొక్క అధిక కంటెంట్;

2) EMF మరియు కరెంట్ యొక్క పెద్ద అలలు;

3) అడపాదడపా సర్క్యూట్ ఆపరేషన్;

4) తక్కువ సర్క్యూట్ వోల్టేజ్ వాడకం (kche =0.45).

రెక్టిఫైయర్ యొక్క అంతరాయ కరెంట్ మోడ్ ఆపరేషన్ అటువంటి మోడ్, దీనిలో రెక్టిఫైయర్ యొక్క లోడ్ సర్క్యూట్లో కరెంట్ అంతరాయం కలిగిస్తుంది, అనగా. సున్నా అవుతుంది.

యాక్టివ్-ఇండక్టివ్ లోడ్‌పై పనిచేస్తున్నప్పుడు సింగిల్-ఫేజ్ సింగిల్-హాఫ్-వేవ్ రెక్టిఫైయర్

RL-లోడ్ కోసం సగం-వేవ్ రెక్టిఫైయర్ ఆపరేషన్ యొక్క సమయ రేఖాచిత్రాలు అంజీర్‌లో చూపబడ్డాయి. 3.

అన్నం. 3. RL-లోడ్ కోసం సగం-వేవ్ రెక్టిఫైయర్ ఆపరేషన్ యొక్క రేఖాచిత్రాలు

పథకంలో జరుగుతున్న ప్రక్రియలను విశ్లేషించడానికి, మూడు సమయ విరామాలను కేటాయిద్దాం.

1. α <θ <δ... ఈ విరామానికి సంబంధించిన సమానమైన సర్క్యూట్ అంజీర్‌లో చూపబడింది. 4.

రె. 4. α <θ <δకి సమానమైన సర్క్యూట్

సమానమైన పథకం ప్రకారం:

ఈ సమయ వ్యవధిలో eL (స్వీయ-ఇండక్షన్ EMF) గ్రిడ్ వోల్టేజ్ U1కి తిరిగి పక్షపాతంతో ఉంటుంది మరియు కరెంట్‌లో పదునైన పెరుగుదలను నిరోధిస్తుంది. నెట్‌వర్క్ నుండి వచ్చే శక్తి R వద్ద వేడిగా మార్చబడుతుంది మరియు ఇండక్టెన్స్ Lతో విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రంలో పేరుకుపోతుంది.

2. α <θ < π. ఈ విరామానికి సంబంధించిన సమానమైన సర్క్యూట్ అంజీర్‌లో చూపబడింది. 5.

అత్తి. 5... α <θ < π కోసం సమానమైన సర్క్యూట్

ఈ విరామంలో, స్వీయ-ఇండక్షన్ eL యొక్క EMF దాని గుర్తును మార్చుకుంది (ఈ సమయంలో θ = δ).

θ δ వద్ద dL దాని సంకేతాన్ని మారుస్తుంది మరియు సర్క్యూట్‌లో కరెంట్‌ను నిర్వహించడానికి మొగ్గు చూపుతుంది. ఇది U1 ప్రకారం దర్శకత్వం వహించబడింది. ఈ విరామంలో, నెట్‌వర్క్ నుండి శక్తి మరియు ఇండక్టెన్స్ L రంగంలో సేకరించబడిన శక్తి R లో వేడిగా మార్చబడుతుంది.

3. π θ α + λ. ఈ విరామానికి సంబంధించిన సమానమైన సర్క్యూట్ అంజీర్‌లో చూపబడింది. 6.

అన్నం. 6 సమానమైన సర్క్యూట్

ఏదో ఒక సమయంలో θ = π లైన్ వోల్టేజ్ U1 దాని ధ్రువణతను మారుస్తుంది, అయితే థైరిస్టర్ VS1 వాహక స్థితిలోనే ఉంటుంది, ఎందుకంటే egL U1ని మించిపోయింది మరియు థైరిస్టర్‌లో ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ నిర్వహించబడుతుంది. dL చర్యలో ఉన్న కరెంట్ అదే దిశలో లోడ్ ద్వారా ప్రవహిస్తుంది, అయితే ఇండక్టెన్స్ L రంగంలో నిల్వ చేయబడిన శక్తి పూర్తిగా వినియోగించబడదు.

ఈ విరామంలో, ఇండక్టివ్ ఫీల్డ్‌లో సేకరించబడిన శక్తిలో కొంత భాగం ప్రతిఘటన R లో వేడిగా మార్చబడుతుంది మరియు కొంత భాగం నెట్‌వర్క్‌కు ప్రసారం చేయబడుతుంది. DC సర్క్యూట్ నుండి AC సర్క్యూట్‌కు శక్తిని బదిలీ చేసే ప్రక్రియను విలోమం అంటారు... ఇది e మరియు i యొక్క విభిన్న సంకేతాల ద్వారా రుజువు చేయబడింది.

ప్రతికూల ధ్రువణత U1 ఉన్న విభాగంలో ప్రస్తుత ప్రవాహం యొక్క వ్యవధి L మరియు R (XL=ωL) పరిమాణాల మధ్య నిష్పత్తిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఎక్కువ నిష్పత్తి — ωL/ R, ప్రస్తుత ప్రవాహం యొక్క ఎక్కువ వ్యవధి λ.

లోడ్ సర్క్యూట్ L లో ఇండక్టెన్స్ ఉన్నట్లయితే, అప్పుడు ప్రస్తుత ఆకృతి సున్నితంగా మారుతుంది మరియు ప్రతికూల ధ్రువణత U1 ఉన్న ప్రాంతాల్లో కూడా ప్రస్తుత ప్రవహిస్తుంది... ఈ సందర్భంలో, వోల్టేజ్ U1 0 ద్వారా పరివర్తన సమయంలో థైరిస్టర్ VS1 మూసివేయబడదు. మరియు ప్రస్తుతానికి కరెంట్ సున్నాకి పడిపోతుంది. ωL/ R→oo అయితే, α = 0 λ → 2πలో.

యాక్టివ్ మరియు యాక్టివ్-ఇండక్టివ్ లోడ్‌లను నిర్వహిస్తున్నప్పుడు నిరంతర మోడ్‌లో సింగిల్-ఫేజ్ బ్రిడ్జ్ రెక్టిఫైయర్ యొక్క ఆపరేషన్ సూత్రం

సింగిల్-ఫేజ్ బ్రిడ్జ్ రెక్టిఫైయర్ యొక్క పవర్ సర్క్యూట్ అంజీర్లో చూపబడింది. 7, మరియు క్రియాశీల లోడ్పై దాని పని యొక్క సమయ రేఖాచిత్రాలు అంజీర్లో చూపబడ్డాయి. ఎనిమిది.

వాల్వ్ వంతెన (Fig. 7) కవాటాల యొక్క రెండు సమూహాలను కలిగి ఉంటుంది - కాథోడ్ (బేసి కవాటాలు) మరియు యానోడ్ (సరి కవాటాలు). వంతెన సర్క్యూట్‌లో, కరెంట్ రెండు కవాటాల ద్వారా ఏకకాలంలో నిర్వహించబడుతుంది - ఒకటి కాథోడ్ సమూహం నుండి మరియు మరొకటి యానోడ్ సమూహం నుండి.

అంజీర్ నుండి చూడవచ్చు. 7, గేట్లు ఆన్ చేయబడ్డాయి, తద్వారా వోల్టేజ్ U2 యొక్క సానుకూల సగం-చక్రాల సమయంలో, ప్రస్తుత VS1 మరియు VS4 గేట్ల ద్వారా మరియు ప్రతికూల అర్ధ-చక్రాల సమయంలో VS2 మరియు VS3 గేట్ల ద్వారా ప్రవహిస్తుంది. కవాటాలు మరియు ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ అనువైనవి అని మేము ఊహిస్తాము, అనగా. Ltp = Rtp = 0, ΔUB = 0.

అన్నం. 7. సింగిల్-ఫేజ్ వంతెన రెక్టిఫైయర్ యొక్క పథకం

అన్నం. 8. రెసిస్టివ్ లోడ్‌పై సింగిల్-ఫేజ్ వంతెన-నియంత్రిత రెక్టిఫైయర్ యొక్క ఆపరేషన్ పథకాలు

ఈ సర్క్యూట్‌లో, ఏ క్షణంలోనైనా, ఒక జత థైరిస్టర్లు VS1 మరియు VS4 సానుకూల హాఫ్-సైకిల్స్ U2 మరియు VS2 మరియు VS3లలో కరెంట్‌ను ప్రతికూలంగా నిర్వహిస్తాయి. అన్ని థైరిస్టర్లు మూసివేయబడినప్పుడు, వాటిలో ప్రతిదానికి సగం సరఫరా వోల్టేజ్ వర్తించబడుతుంది.

వద్ద θ =α ఓపెన్ VS1 మరియు VS4 మరియు లోడ్ ఓపెన్ VS1 మరియు VS4 ద్వారా ప్రవహించడం ప్రారంభమవుతుంది. మునుపటి VS2 మరియు VS3 రివర్స్ దిశలో పూర్తి మెయిన్స్ వోల్టేజ్ వద్ద పనిచేస్తాయి.v = l-, U2 గుర్తును మార్చినప్పుడు మరియు లోడ్ సక్రియంగా ఉన్నందున, కరెంట్ సున్నా అవుతుంది మరియు VS1 మరియు VS4 లకు రివర్స్ వోల్టేజ్ వర్తించబడుతుంది మరియు అవి మూసివేయబడతాయి.

θ =π +α వద్ద థైరిస్టర్లు VS2 మరియు VS3 తెరవబడతాయి మరియు లోడ్ కరెంట్ అదే దిశలో ప్రవహిస్తుంది. L = 0 వద్ద ఈ సర్క్యూట్‌లోని కరెంట్ అడపాదడపా అక్షరాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు α= 0 వద్ద మాత్రమే కరెంట్ స్వల్పంగా నిరంతరంగా ఉంటుంది.

పరిమితి నిరంతర మోడ్ అనేది కొన్ని సమయాల్లో కరెంట్ సున్నాకి తగ్గే మోడ్, కానీ అంతరాయం కలగదు.

Upr.max = Uobr.max = √2U2(ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌తో),

Upr.max = Uobr.max = √2U1(ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ లేకుండా).

యాక్టివ్-ఇండక్టివ్ లోడ్ కోసం సర్క్యూట్ ఆపరేషన్

R-L లోడ్ అనేది ఎలక్ట్రికల్ ఉపకరణం యొక్క వైండింగ్‌లు మరియు ఎలక్ట్రికల్ మెషీన్‌ల యొక్క ఫీల్డ్ వైండింగ్‌లకు లేదా రెక్టిఫైయర్ యొక్క అవుట్‌పుట్‌లో ప్రేరక వడపోత వ్యవస్థాపించబడినప్పుడు విలక్షణమైనది. ఇండక్టెన్స్ ప్రభావం లోడ్ కరెంట్ కర్వ్ యొక్క ఆకృతిని అలాగే కవాటాలు మరియు ట్రాన్స్ఫార్మర్ ద్వారా కరెంట్ యొక్క సగటు మరియు ప్రభావవంతమైన విలువలను ప్రభావితం చేస్తుంది. లోడ్ సర్క్యూట్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ ఎక్కువ, ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ భాగం తక్కువగా ఉంటుంది.

గణనలను సరళీకృతం చేయడానికి, లోడ్ కరెంట్ ఖచ్చితంగా సున్నితంగా ఉంటుందని భావించబడుతుంది (L→oo). ఇది ωNSL> 5R అయినప్పుడు చట్టబద్ధమైనది, ఇక్కడ ωNS — రెక్టిఫైయర్ అవుట్‌పుట్ అలల యొక్క వృత్తాకార పౌనఃపున్యం. ఈ షరతు నెరవేరినట్లయితే, గణన లోపం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది మరియు విస్మరించబడుతుంది.

యాక్టివ్-ఇండక్టివ్ లోడ్ కోసం సింగిల్-ఫేజ్ బ్రిడ్జ్ రెక్టిఫైయర్ యొక్క ఆపరేషన్ టైమింగ్ రేఖాచిత్రాలు అంజీర్‌లో చూపబడ్డాయి. తొమ్మిది.

అన్నం. 9. RL లోడ్పై పనిచేస్తున్నప్పుడు ఒకే-దశ వంతెన రెక్టిఫైయర్ యొక్క ఆపరేషన్ యొక్క పథకాలు

పథకంలో జరుగుతున్న ప్రక్రియలను పరిశీలించడానికి, మేము పని యొక్క మూడు ప్రాంతాలను వేరు చేస్తాము.

1. a. ఈ విరామానికి సంబంధించిన సమానమైన సర్క్యూట్ అంజీర్‌లో చూపబడింది.పది.

అన్నం. 10. రెక్టిఫైయర్ యొక్క సమానమైన సర్క్యూట్

పరిగణించబడిన విరామంలో, నెట్వర్క్ నుండి శక్తి ప్రతిఘటన R లో వేడిగా మార్చబడుతుంది మరియు ఇండక్టెన్స్ యొక్క విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రంలో ఒక భాగం సంచితం అవుతుంది.

2. α <θ < π. ఈ విరామానికి సంబంధించిన సమానమైన సర్క్యూట్ అంజీర్‌లో చూపబడింది. పదకొండు.

అన్నం. 11. α <θ < π కోసం రెక్టిఫైయర్ యొక్క సమానమైన సర్క్యూట్

ఒక క్షణంలో θ = δ స్వీయ-ఇండక్షన్ యొక్క EMF eL = 0 ఎందుకంటే కరెంట్ దాని గరిష్ట విలువను చేరుకుంటుంది.

ఈ విరామంలో, ఇండక్టెన్స్‌లో సేకరించబడిన శక్తి మరియు నెట్‌వర్క్ ద్వారా వినియోగించబడే శక్తి ప్రతిఘటన R లో వేడిగా మార్చబడుతుంది.

3. π θ α + λ. ఈ విరామానికి సంబంధించిన సమానమైన సర్క్యూట్ అంజీర్‌లో చూపబడింది. 12.

అన్నం. 12. π θ α + λ వద్ద రెక్టిఫైయర్ యొక్క సమానమైన సర్క్యూట్

ఈ విరామంలో, ఇండక్టివ్ ఫీల్డ్‌లో సేకరించబడిన శక్తిలో కొంత భాగం ప్రతిఘటన R లో వేడిగా మార్చబడుతుంది మరియు కొంత భాగం నెట్‌వర్క్‌కు తిరిగి వస్తుంది.

3 వ విభాగంలో స్వీయ-ఇండక్షన్ యొక్క EMF యొక్క చర్య సరిదిద్దబడిన EMF యొక్క వక్రరేఖలో ప్రతికూల ధ్రువణతతో విభాగాల రూపానికి దారితీస్తుంది మరియు ఈ విరామంలో విద్యుత్ శక్తి తిరిగి వస్తుందని e మరియు i యొక్క విభిన్న సంకేతాలు సూచిస్తున్నాయి. నెట్‌వర్క్‌కి.

సమయానికి θ = π + α ఇండక్టెన్స్ L లో నిల్వ చేయబడిన శక్తి పూర్తిగా వినియోగించబడకపోతే, కరెంట్ i నిరంతరంగా ఉంటుంది. ఒక నిర్దిష్ట సమయంలో θ = π + α ఓపెనింగ్ పప్పులు థైరిస్టర్లు VS2 మరియు VS3 లకు అందించబడినప్పుడు, నెట్‌వర్క్ వైపు నుండి ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ సరఫరా చేయబడినప్పుడు, అవి తెరవబడతాయి మరియు వాటి ద్వారా ఆపరేటింగ్ VS1 మరియు VS4 లకు రివర్స్ వోల్టేజ్ వర్తించబడుతుంది. నెట్వర్క్ వైపు, వారు మూసివేసే ఫలితంగా, ఈ రకమైన మార్పిడిని సహజంగా పిలుస్తారు.