सबसे आम एसी से डीसी सुधार योजनाएं

रेक्टिफायर एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जिसे विद्युत ऊर्जा को प्रत्यावर्ती धारा से दिष्ट धारा में परिवर्तित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। रेक्टीफायर्स अर्धचालक उपकरणों पर एक तरफा चालन - डायोड और थाइरिस्टर्स के साथ आधारित होते हैं।

कम भार शक्ति (कई सौ वाट तक) पर, प्रत्यावर्ती धारा को प्रत्यक्ष धारा में परिवर्तित करने के लिए एकल-चरण रेक्टिफायर का उपयोग किया जाता है। इस तरह के रेक्टिफायर्स को विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को डायरेक्ट करंट, छोटे और मध्यम पावर के डीसी मोटर्स के एक्साइटमेंट वाइंडिंग आदि के लिए डिज़ाइन किया गया है।

रेक्टीफायर सर्किट के संचालन की आसान समझ के लिए, हम गणना से आगे बढ़ेंगे कि रेक्टीफायर प्रतिरोधी भार पर काम करता है।

सिंगल-फेज, हाफ-वेव (सिंगल-साइकल) रेक्टिफिकेशन सर्किट

चित्रा 1 सबसे सरल सुधार सर्किट दिखाता है। सर्किट में ट्रांसफॉर्मर की सेकेंडरी वाइंडिंग और लोड के बीच जुड़ा एक रेक्टिफायर होता है।

चित्रा 1 - सिंगल-फेज हाफ-वेव रेक्टीफायर: ए) सर्किट - डायोड ओपन, बी) सर्किट - डायोड बंद, सी) ऑपरेशन के समय आरेख

वोल्टेज u2 साइनसोइडल तरीके से बदलता है, अर्थात।सकारात्मक और नकारात्मक आधी तरंगें (आधी अवधि) होती हैं। डायोड वीडी (चित्र 1, ए) के एनोड पर सकारात्मक क्षमता लागू होने पर लोड सर्किट में वर्तमान केवल सकारात्मक आधा चक्रों में गुजरता है। वोल्टेज u2 के रिवर्स पोलरिटी के साथ, डायोड बंद हो जाता है, लोड में करंट प्रवाहित नहीं होता है, लेकिन रिवर्स वोल्टेज यूरेव को डायोड पर लागू किया जाता है (चित्र 1, बी)।

चे। द्वितीयक वाइंडिंग वोल्टेज का केवल एक आधा-लहर लोड भर में जारी किया जाता है। भार में धारा केवल एक दिशा में प्रवाहित होती है और प्रत्यक्ष धारा होती है, हालांकि इसमें एक स्पंदनात्मक चरित्र होता है (चित्र 1, सी)। वोल्टेज (करंट) के इस रूप को डीसी पल्स कहा जाता है।

संशोधित वोल्टेज और धाराओं में डीसी (उपयोगी) घटक और एसी घटक (लहर) होते हैं। रेक्टीफायर ऑपरेशन की गुणवत्ता पक्ष का मूल्यांकन उपयोगी घटक और वोल्टेज और वर्तमान उत्तेजना के बीच संबंध से किया जाता है। इस सर्किट का रिपल फैक्टर 1.57 है। अन = 0.45U2 की अवधि के लिए सही वोल्टेज का औसत मूल्य। डायोड Urev.max = 3.14Un के रिवर्स वोल्टेज का अधिकतम मूल्य।

इस सर्किट का लाभ इसकी सादगी है, नुकसान: ट्रांसफार्मर का खराब उपयोग, डायोड का बड़ा रिवर्स वोल्टेज, सुधारित वोल्टेज का उच्च तरंग अनुपात।

सिंगल फेज ब्रिज रेक्टीफायर सर्किट

इसमें ब्रिज सर्किट में जुड़े चार डायोड होते हैं। ट्रांसफार्मर की द्वितीयक वाइंडिंग पुल के एक विकर्ण से जुड़ी होती है, और भार दूसरे से (चित्र 2)। डायोड VD2, VD4 के कैथोड का सामान्य बिंदु रेक्टिफायर का धनात्मक ध्रुव है, डायोड VD1, VD3 के एनोड का सामान्य बिंदु ऋणात्मक ध्रुव है।

चित्रा 2-सिंगल-फेज ब्रिज रेक्टिफायर: ए) पॉजिटिव हाफ-वेव रेक्टिफिकेशन सर्किट, बी) नेगेटिव हाफ-वेव रेक्टिफिकेशन, सी) ऑपरेशन के टाइमिंग डायग्राम

द्वितीयक वाइंडिंग में वोल्टेज की ध्रुवता आपूर्ति नेटवर्क की आवृत्ति के साथ बदलती है। इस सर्किट में डायोड श्रृंखला में जोड़े में काम करते हैं। वोल्टेज u2 के सकारात्मक आधे चक्र में, डायोड VD2, VD3 करंट का संचालन करते हैं, और रिवर्स वोल्टेज को डायोड VD1, VD4 पर लागू किया जाता है और वे बंद हो जाते हैं। वोल्टेज u2 के नकारात्मक आधे चक्र के दौरान, डायोड VD1, VD4, और डायोड VD2, VD3 के माध्यम से प्रवाहित होता है। लोड करंट हर समय एक दिशा में प्रवाहित होता है।

सर्किट फुल-वेव (पुश-पुल) है, क्योंकि मेन वोल्टेज के दोनों आधे-अवधि Un = 0.9U2, रिपल गुणांक - 0.67 लोड पर वितरित किए जाते हैं।

डायोड स्विचिंग ब्रिज सर्किट का उपयोग एकल-चरण ट्रांसफार्मर को दो आधे-चक्रों को सुधारने के लिए उपयोग करने की अनुमति देता है। इसके अलावा, डायोड पर लागू रिवर्स वोल्टेज 2 गुना कम होता है।

मध्यम और उच्च शक्ति उपभोक्ताओं को डायरेक्ट करंट से आपूर्ति की जाती है तीन चरण सुधारक, जिसके उपयोग से डायोड पर करंट लोड कम होता है और रिपल फैक्टर कम होता है।

तीन चरण पुल सुधारक सर्किट

सर्किट में छह डायोड होते हैं, जो दो समूहों (चित्र। 2.61, ए) में विभाजित होते हैं: कैथोड - डायोड VD1, VD3, VD5 और एनोड VD2, VD4, VD6। लोड कैथोड के कनेक्शन बिंदुओं और डायोड के एनोड के बीच जुड़ा हुआ है, अर्थात। खड़े पुल के विकर्ण के लिए। सर्किट तीन-चरण नेटवर्क से जुड़ा है।

चित्रा 3 - तीन चरण पुल सुधारक: ए) सर्किट, बी) ऑपरेशन के समय आरेख

किसी भी समय लोड करंट दो डायोड से होकर बहता है।कैथोड समूह में, उच्चतम एनोड क्षमता वाला डायोड हर तीसरे अवधि के दौरान संचालित होता है (चित्र 3, बी)। एनोड समूह में, अवधि के इस भाग में, जिस डायोड का कैथोड सबसे अधिक नकारात्मक क्षमता वाला होता है, वह काम करता है। प्रत्येक डायोड एक तिहाई अवधि के लिए संचालित होता है। इस सर्किट का रिपल फैक्टर केवल 0.057 है।

नियंत्रित रेक्टीफायर्स - रेक्टीफायर्स, जो वैकल्पिक वोल्टेज (वर्तमान) के सुधार के साथ, सही वोल्टेज (वर्तमान) के मूल्य का विनियमन प्रदान करते हैं।

डीसी मोटर्स की गति को नियंत्रित करने के लिए नियंत्रित रेक्टिफायर का उपयोग किया जाता है, गरमागरम लैंप की चमक, बैटरी चार्ज करते समय, आदि।

नियंत्रित रेक्टीफायर सर्किट थाइरिस्टर्स पर बने होते हैं और थाइरिस्टर्स के शुरुआती पल को नियंत्रित करने पर आधारित होते हैं।

चित्रा 4ए एकल-चरण नियंत्रित दिष्टकारी का आरेख दिखाता है। मुख्य वोल्टेज की दो अर्ध-तरंगों को सही करने की संभावना के लिए, दो-चरण द्वितीयक वाइंडिंग वाले एक ट्रांसफार्मर का उपयोग किया जाता है, जिसमें विपरीत चरणों वाले दो वोल्टेज बनते हैं। प्रत्येक चरण में एक थाइरिस्टर चालू होता है। वोल्टेज U2 का सकारात्मक आधा चक्र थाइरिस्टर VS1, नकारात्मक - VS2 को ठीक करता है।

सीएस कंट्रोल सर्किट थायरिस्टर्स को खोलने के लिए दालों को उत्पन्न करता है। ओपनिंग पल्स का समय यह निर्धारित करता है कि लोड में कितनी हाफ-वेव जारी की जाती है। थाइरिस्टर तब खुलता है जब एनोड पर एक सकारात्मक वोल्टेज होता है और नियंत्रण इलेक्ट्रोड पर एक ओपनिंग पल्स होता है।

यदि पल्स समय t0 (चित्र 4, बी) पर आता है, तो थाइरिस्टर पूरे आधे चक्र के लिए खुला रहता है और लोड पर अधिकतम वोल्टेज, यदि कभी-कभी टी 1, टी 2, टी 3 होता है, तो नेटवर्क वोल्टेज का केवल एक हिस्सा होता है भार में छोड़ा गया।

चित्रा 4 - सिंगल-फेज रेक्टीफायर: ए) सर्किट, बी) ऑपरेशन के समय आरेख

विलंब कोण, थाइरिस्टर के प्राकृतिक प्रज्वलन के क्षण से मापा जाता है, जिसे डिग्री में व्यक्त किया जाता है, इसे नियंत्रण या समायोजन कोण कहा जाता है और इसे अक्षर α द्वारा निरूपित किया जाता है। कोण α (थायरिस्टर्स के एनोड्स के वोल्टेज के सापेक्ष नियंत्रण दालों की चरण शिफ्ट) को बदलकर, हम थाइरिस्टर्स की खुली स्थिति का समय बदलते हैं और तदनुसार, लोड में सही वोल्टेज।