Меню

Коэффициент пульсации тока это

Коэффициент пульсации выпрямителя

коэффициент пульсации:

-отношение амплитуды к- ой гармоники к средневыпрямленному значению напряжения.

Выпрямители служат для преобразования переменного напряжения питающей сети в постоянное. Основными компонентами выпрямителей служат вентили – элементы с явно выраженной нелинейной вольт-амперной характеристикой. В качестве таких элементов используют кремниевые диоды.

Однополупериодный выпрямитель. Простейшим является однополупериодный выпрямитель (рис. 1.1.2). Напряжение и ток нагрузки имеют форму, показанную на рис. 1.1.3. Выходное напряжение меньше входного на величину падения напряжения на открытом диоде.


Рис. 1.1.2

Среднее значение выпрямленного напряжения:

Здесь – действующее значение входного напряжения. С помощью формулы (1.1.1) по заданному значению напряжения можно найти входное напряжение выпрямителя.

Максимальное обратное напряжение на диоде:

Максимальный ток диода:

Важным параметром выпрямителя является коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения, равный отношению максимального и среднего напряжений. Для однополупериодного выпрямителя коэффициент пульсаций

Выпрямленные напряжение и ток в схеме на рис. 1.1.2 имеют большой уровень пульсаций. Поэтому на практике такую схему применяют в маломощных устройствах в тех случаях, когда не требуется высокая степень сглаживания выпрямленного напряжения.

Двухполупериодные выпрямители. Меньший уровень пульсаций выпрямленного напряжения можно получить в двухполупериодных выпрямителях. На рис. 1.1.4 показана схема выпрямителя с выводом от средней точки вторичной обмотки трансформатора.


Рис. 1.1.4

Во вторичной обмотке трансформатора индуцируются напряжения и , имеющие противоположную полярность. Диоды проводят ток поочередно, каждый в течение полупериода. В положительный полупериод открыт диод VD1, а в отрицательный – диод VD2. Ток в нагрузке имеет одинаковое направление в оба полупериода, поэтому напряжение на нагрузке имеет форму, показанную на рис. 1.1.5. Выходное напряжение меньше входного на величину падения напряжения на диоде.

В двухполупериодном выпрямителе постоянная составляющая тока и напряжения увеличивается вдвое по сравнению с однополупериодной схемой:

Из последней формулы определим действующее значение напряжения вторичной обмотки трансформатора:

Коэффициент пульсаций в данном случае значительно меньше, чем у однополупериодного выпрямителя:

Так как ток во вторичной обмотке трансформатора двухполупериодного выпрямителя синусоидальный, а не пульсирующий, он не содержит постоянной составляющей. Тепловые потери при этом уменьшаются, что позволяет уменьшить габариты трансформатора.

Существенным недостатком схемы на рис. 1.1.4 является то, что к запертому диоду приложено обратное напряжение, равное удвоенной амплитуде напряжения одного плеча вторичной обмотки трансформатора:

Поэтому необходимо выбирать диоды с большим обратным напряжением. Более рационально используются диоды в мостовом выпрямителе (рис. 1.6).


Рис. 1.1.6

Эта схема имеет такие же значения среднего напряжения и коэффициента пульсаций, что и схема выпрямителя с выводом от средней точки трансформатора. Ее преимущество в том, что обратное напряжения на диодах в два раза меньше. Кроме того, вторичная обмотка трансформатора содержит вдвое меньше витков, чем вторичная обмотка в схеме на рис. 1.1.4.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

коэффициент пульсации тока

3.29 коэффициент пульсации тока (current ripple factor) qi: Отношение разности наибольшего Imax и наименьшего Imin значений пульсирующего тока к двукратному среднему (за период) значению Iср:

Примечание — Для малых значений пульсации тока коэффициент пульсации может быть аппроксимирован с использованием следующей формулы:

Примечание — Приведенное выражение может быть использовано для аппроксимации, если расчетное значение qi не более 0,4.

Смотри также родственные термины:

2.29. Коэффициент пульсации тока ( KG) — отношение разности наибольшего (Imax) и наименьшего (Imin) значений пульсирующего постоянного тока к их сумме

6. Коэффициент пульсации тока (магнитного потока)

Отношение разности максимального и минимального мгновенных значений тока (магнитного потока) к удвоенному среднему току (магнитному потоку)

Коэффициент пульсации тока по действующему значению

Коэффициент пульсации тока по среднему значению

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

Смотреть что такое «коэффициент пульсации тока» в других словарях:

Коэффициент пульсации тока ( KG) — 2.29. Коэффициент пульсации тока ( KG) отношение разности наибольшего (Imax) и наименьшего (Imin) значений пульсирующего постоянного тока к их сумме Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Коэффициент пульсации тока — См. Коэффициент пульсации напряжения … Коммерческая электроэнергетика. Словарь-справочник

коэффициент пульсации тока (магнитного потока) — Отношение разности максимального и минимального мгновенных значений тока (магнитного потока) к удвоенному среднему току (магнитному потоку). [ГОСТ 19350 74] Тематики электрооборуд. подвижного состава … Справочник технического переводчика

Читайте также:  Шевеление плода как током

Коэффициент пульсации тока по действующему значению — 59 Источник: ГОСТ 23875 88: Качество электрической энергии. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Коэффициент пульсации тока по среднему значению — 60 Источник: ГОСТ 23875 88: Качество электрической энергии. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Коэффициент пульсации тока (магнитного потока) — 6. Коэффициент пульсации тока (магнитного потока) Отношение разности максимального и минимального мгновенных значений тока (магнитного потока) к удвоенному среднему току (магнитному потоку) Источник: ГОСТ 19350 74: Электрооборудование… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

коэффициент пульсации напряжения (тока) — Величина, равная отношению наибольшего значения переменной составляющей пульсирующего напряжения (тока) к его постоянной составляющей. Примечание. Для целей стандартизации допускается относить к номинальному напряжению (току). [ГОСТ 23875 88]… … Справочник технического переводчика

коэффициент пульсации напряжения (тока) no среднему значению — Величина, равная отношению среднего значения переменной составляющей пульсирующего напряжения (тока) к его постоянной составляющей. [ГОСТ 23875 88] EN r.m.s. ripple factor the ratio of the r.m.s. value of the ripple content to the absolute value… … Справочник технического переводчика

коэффициент пульсации напряжения (тока) по действующему значению — Величина, равная отношению действующего значения переменной составляющей пульсирующего напряжения (тока) к его постоянной составляющей. [ГОСТ 23875 88] Тематики качество электрической энергииэлектроснабжение в целом EN pulsation factor (of a… … Справочник технического переводчика

Коэффициент пульсации напряжения (тока) — 58. Коэффициент пульсации напряжения (тока) Коэффициент пульсации Величина, равная отношению наибольшего значения переменной составляющей пульсирующего напряжения (тока) к его постоянной составляющей. Примечание. Для целей стандартизации… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник

Коэффициент пульсации напряжения

Очень часто приходится сталкиваться с выпрямителями переменного тока, поскольку для нормальной работы многих электронных устройств требуется наличие постоянного напряжения, а то и нескольких сразу.

Выпрямители имеют несколько основных характеристик:
• номинальное выходное напряжение;
• уровень пульсаций напряжения;
• номинальный ток.

Коэффициент пульсаций – это отношение переменной составляющей выходного сигнала выпрямителя к его постоянной составляющей.

Различают несколько значений пульсации напряжения, например:
• действующее;
• среднее;
• импульсное.

В некоторых случаях, например, для осуществления запитки двигателя постоянного тока, этот параметр абсолютно не важен. Однако, при подаче рабочего напряжения на усилитель звуковой частоты даже в том случае, если коэффициент пульсаций составляет всего 5%, в динамике будет слышен фон переменного тока.

Способы измерения коэффициента пульсации напряжения

В общем случае имеется два основных способа измерения уровня пульсаций постоянного напряжения, после чего производится непосредственно расчет самого коэффициента. Это могут быть измерения при помощи:
• осциллографа;
• двух вольтметров.

В первом случае проводится измерение постоянной и переменной составляющих по экрану осциллографа. Точность этого способа невелика, так как отсчет параметров ведется визуально по экрану, поэтому невозможно качественно провести калибровку, оценить параллакс.

Однако осциллограф позволяет визуально оценить форму переменной составляющей, что часто дает более полное представление о выходном сигнале.

При помощи двух вольтметров измерение уровня пульсаций можно установить более точно и быстро. У этого способа есть свои существенные недостатки, такие, как:
• невозможность визуального просмотра эпюры напряжения;
• малая предельная частота измерений.

На практике применяются оба метода, причем на частотах до 400 Гц предпочтение отдается, как правило, способу, при котором используются два вольтметра. На более высоких частотах чаще применяется осциллограф, хотя существует возможность использовать для этой цели электронный вольтметр.

Кроме того, на высоких частотах приходится иметь дело с таким понятием, как коэффициент пульсаций различных гармоник. При этом процесс измерения коэффициента пульсаций несколько усложняется.

С точки зрения физики, шум – это хаотическое колебание воздушной среды разной частоты, силы и ритма, а с гигиенической – разные звуки, кото�.

Целью курсов обучения по охране труда для руководителей и специалистов является: снабдить необходимыми знаниями в области охраны труда. Н�.

Электрический ток является одним из наиболее опасных поражающих факторов на любом производстве. По этой причине каждый сотрудник предпри�.

Источник



Показатели вторичных источников электропитания

При расчётах источников электропитания любое радиоустройство или станцию связи представляют активным эквивалентом с сопротивлением

Читайте также:  Подключение катушки реле переменного тока

Реальная нагрузка обычно нелинейна, поэтому часто используют дифференциальное сопротивление нагрузки:

Обычно Rн ≠ RНД, поэтому расчёты вторичных источников электропитания справедливы только для номинального режима и это является источником погрешности в расчётах показателей выпрямительных устройств.

Коэффициент полезного действия

Основной характеристикой любого энергетического устройства является его КПД, который равен отношению активных мощностей на выходе (Рвых) и на входе (Р — мощность, потребляемая от первичной сети):

Если первичная сеть постоянного тока, то потребляемую мощность определяют P = UВХ×IВХ. Если первичная сеть переменного тока, то мощность, потребляемая от сети при гармоническом токе равна:

Справедлив треугольник мощностей (рисунок 1):

Рисунок 1 — Треугольник мощностей

Если ток потребления несинусоидальный, то активная мощность потребляется только на той частоте, которая совпадает с частотой напряжения сети. Здесь в полной мощности появляется ещё одно слагаемое — мощность искажений (Т)

но активная мощность потребляется только по первой гармонике P=U×I1×cos φ1, где I1 — действующее значение первой гармоники тока и угол сдвига этой гармоники — φ1.

Коэффициент мощности

Полная мощность (S) характеризует предельные возможности источника энергии. Под коэффициентом мощности понимается отношение

При синусоидальной форме переменного тока полная мощность равна потребляемой мощности S = P только при резистивной нагрузке. Реальные потребители электроэнергии всегда имеют реактивную составляющую сопротивления и часто обладают нелинейным характером, поэтому коэффициент мощности χ≤1. В энергетике принимают специальные меры для его повышения. Международная электротехническая комиссия (МЭК) ещё в 1992г ввела в действие стандарт IEС–555–2, согласно которому любое устройство, потребляющее от сети мощность более 300 ватт, должно иметь коэффициент мощности равный единице. Это возможно только при наличии на входе активного корректора коэффициента мощности (ККМ). В 2001 принят новый стандарт IEC–1000–3–2, в котором уровень мощности снижен до 200 ватт, поскольку растёт число потребителей именно малой мощности. Поэтому любая электротехническая продукция, выходящая на международный рынок и подключаемая к сети переменного тока, должна иметь активный характер входного сопротивления.

Коэффициент пульсаций

Форма выходного напряжения ВУ в общем случае содержит постоянную (полезную) составляющую и переменную составляющую (пульсации). Она приведена на рисунке 2. Под коэффициентом пульсаций понимается отношение амплитуды первой гармоники пульсаций к постоянной составляющей U, хотя его можно определить по любой гармонике, которая может оказаться больше первой.

Рисунок 2 — Выходное напряжение выпрямителя

Представив выпрямленное напряжение рядом Фурье — суммой постоянной составляющей U и n гармоник с амплитудами Umn, находят коэффициент пульсаций напряжения:

Постоянная составляющая U — является полезным продуктом выпрямителя, а пульсации Umn — вредной составляющей. При сложной форме пульсаций наибольшую величину может иметь не первая гармоника, а гармоника с более высоким номером, хотя обычно под kП понимается именно первая гармоника, которая используется во всех расчётах и приводится в технической документации на оборудование.

В современных выпрямителях, использующих импульсные методы преобразования, форма пульсаций существенно отличается от синусоидальной формы (см. рисунок 2б). Потребителя обычно не интересует, какая из гармоник на выходе выпрямителя имеет максимальный размах. Его интересует общий размах пульсаций или так называемый абсолютный коэффициент пульсаций (kабс), который может рассчитываться по разным формулам, например:

Например, если постоянное напряжение U = 10 В, а напряжение пульсаций Um1 = 1В, то:

Видно, что абсолютный коэффициент пульсаций вдвое больше по величине и объективно отражает пульсации на нагрузке, хотя во всех нормативных документах указываются именно пульсации по первой гармонике. Поэтому к коэффициенту пульсаций надо относиться очень внимательно.

Для оценки помех, проникающих в телефонные каналы связи по цепям питания необходимо учитывать не только амплитуду, но и частоту помехи. Это связано с неравномерной чувствительностью человеческого уха в звуковом диапазоне. Поэтому вводится понятие псофометрического коэффициента aк, зависимость которого от частоты приведена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Псофометрический коэффициент

На частоте f = 800 Гц aк = 1. Относительное влияние гармоник с другими частотами характеризуется величиной псофометрического коэффициента. Эффективное значение псофометрического напряжения пульсаций Uпсф на выходе выпрямителя определяется выражением:

Внешняя характеристика

Внешняя характеристика вторичного источника питания — это зависимость напряжения на нагрузке от тока нагрузки: U = f(I). Вторичный источник питания обычно представляется генератором постоянного напряжения U0xx (холостого хода) с внутренним сопротивлением Rвых. Эта схема приведена на рисунке 4.

Читайте также:  Техника безопасности с электрическим током в быту

Рисунок 4 – Эквивалентная схема вторичного источника питания

По этой схеме можно определить напряжение на зажимах источника питания: . Типовая внешняя характеристика источника питания приведена на рисунке 5 и обычно имеет падающий характер.

Рисунок 5 – Типовая внешняя характеристика источника питания

Падение напряжения определяется выходным сопротивлением источника питания, поэтому по внешней характеристике можно определить его выходное сопротивление:

это сопротивление обычно нелинейное, поэтому его находят при заданном рабочем токе. У стабилизированного источника питания выходное сопротивление может быть достаточно мало, и тогда внешняя характеристика принимает вид, показанный на рисунке 6.

Рисунок 6 – Внешняя характеристика стабилизированного источника питания

Выходное сопротивление источника питания существенно влияет на работу РЭА. Если от одного источника питается несколько блоков (широко распространенная практика), то зависимость выходного напряжения от тока источника при Rвых≠0 приводит к электрической связи между несколькими нагрузками. Эта ситуация иллюстрируется эквивалентной схемой, приведенной на рисунке 7.

Рисунок 7 — Эквивалентная схема взаимодействия блоков через выходное сопротивление источника питания

Изменение тока одной из нагрузок I01 или I02 приводит к изменению U и Rвых источника питания играет роль сопротивления, на котором возникает паразитная обратная связь по току. Для ее устранения на выходе источника питания следует применить конденсатор C большой ёмкости. Его значение можно рассчитать исходя из условия:

где ωн — частота изменения тока нагрузки.

При импульсных токах нагрузки это условие надо выполнить для широкого спектра частот, но идеальных конденсаторов не существует. Реальный конденсатор можно представить эквивалентной схемой замещения, показанной на рисунке 8.

Рисунок 8 — Эквивалентная схема реального конденсатора (а) и зависимость его полного сопротивления от частоты (б)

Здесь Rс — сопротивление потерь, зависящее от тангенса угла потерь используемого диэлектрика, L — индуктивность выводов и инерционность диэлектрика. Зависимость полного сопротивления Z от частоты носит резонансный характер. Частота резонанса зависит от типа, конструкции конденсатора и меняется в широких пределах от 2 ГГц для керамических smd конденсаторов до десятков килогерц для электролитических конденсаторов. Например, для конденсатора К50-33 с напряжением 63 В и ёмкостью , модуль полного сопротивления лежит в пределах в диапазоне частот .[13]. При этом значение сопротивления идеального конденсатора равно:

То есть, реальное сопротивление конденсатора на частоте 10 кГц на порядок превышает теоретическое значение сопротивления Хс. Поэтому в схемах устройств, чувствительных к помехам параллельно электролитическому конденсатору ставят плёночный или керамический конденсатор малой ёмкости, который обладает большей полосой рабочих частот.

Масса и объём

Энергетические устройства одинакового назначения сравнивают между собой по удельным массо-объёмным показателям с размерностью: Вт/дм&sup3 и Вт/кг (иногда кг/Вт). Габариты любого электротехнического устройства определяются либо требуемой поверхностью теплопровода (VT), либо конструктивным объёмом, необходимым для размещения деталей Vк. Применение интегральной и гибридно-плёночной технологии изготовления диодов, транзисторов, резисторов, дросселей и других деталей, повышает их коэффициент загрузки, т.е. увеличивается плотность тока j (А/мм&sup2) и частота преобразования, что приводит к уменьшению массы и объёма конструкции Vк. С другой стороны повышение коэффициента загрузки приводит к увеличению потерь, следовательно, возрастает и требуемый «тепловой» объём (Vт). Это положение иллюстрируется графиком, приведенным на рис.7, где по оси абсцисс отложен интегральный параметр — частота f, плотность тока j, индукция В.

Рисунок 9 — Зависимость объёма вторичного источника питания от частоты, плотности тока и индукции

Можно предположить, что увеличивая частоту, можно снизить объём конструкции, однако при этом возрастает минимальный тепловой объём (мощный транзистор ставится на радиатор!). Поэтому нет смысла уходить за точку оптимума. Попадание в эту точку на этапе проектирования системы может быть только случайным, поскольку задача многопараметрическая. Любое отклонение от неё в ту или другую сторону является основанием для оптимизации режимов работы с целью повышения удельной мощности и КПД вторичного источника.

Современные выпрямители (ВБВ — импульсные) работают в районе точки оптимума и характеризуются удельной мощностью при частоте преобразования . Классические выпрямители, работающие на промышленной частоте 50 Гц, имеют удельную мощность .

  1. А. Ю. Воробьев Электроснабжение компьютерных и телекоммуникационных систем. — М.: Эко-Трендс, 2002. — 280 с.

Вместе со статьей «Вторичные источники питания» читают:

Источник