Macchine elettriche.

Un convertitore AC-DC è un dispositivo che converte l'energia AC in energia DC. Questo dispositivo non è lineare, quindi lo spettro di tensione in uscita differisce da quello in ingresso. Nella letteratura straniera tali dispositivi sono chiamati convertitori AC/DC (variabile/ DC). La Figura 1 mostra una designazione grafica di un convertitore CA/CC. All'ingresso e all'uscita vengono visualizzati oscillogrammi e spettrogrammi di tensione.

Figura 1. Designazione grafica del raddrizzatore

Il convertitore AC-DC include sia un raddrizzatore che un filtro che sopprime i componenti indesiderati della tensione di uscita. Il compito del filtro collegato all'uscita del raddrizzatore è quello di isolare solo la componente costante U 0 (benefico effetto di rettifica) e sopprime tutte le altre componenti dello spettro di tensione U d (pulsazione). Questa azione viene spesso chiamata "livellamento" della tensione di uscita. Pertanto, tale filtro è chiamato filtro di livellamento. Viene eseguito sotto forma di filtro passa-basso (solitamente un filtro LC) con una larghezza di banda Δ F fc.

Se il raddrizzatore, che fa parte del convertitore CA/CC, utilizza una semionda della tensione di corrente alternata durante il funzionamento, viene chiamato a ciclo singolo o semionda e se entrambe le semionde vengono chiamate push-pull o onda intera. La Figura 2 mostra uno schema semplificato di un convertitore CA-CC a ciclo singolo.

Figura 2. Circuito equivalente di un convertitore CA-CC a terminazione singola

In questa figura, l'interruttore K in sincronia con la frequenza sorgente U1 collega il carico alla sorgente. Il carico produce una tensione pulsante con una frequenza ωc. Durante il periodo della frequenza di oscillazione in ingresso, solo un impulso di corrente passa attraverso il carico e la sorgente. La frequenza della prima armonica della corrente (e della tensione di ripple sul carico) è uguale alla frequenza di rete ωc. La componente CC della corrente di carico in questo circuito scorre attraverso la sorgente di tensione in ingresso. Se contiene un trasformatore, ciò porterà alla sua magnetizzazione e al deterioramento dei parametri di peso e dimensioni. Se la tensione di rete all'ingresso del raddrizzatore a semionda è armonica U 1 = U sono peccato ωct, i diagrammi temporali della tensione all'ingresso e all'uscita di questo circuito appariranno come mostrato nella Figura 3.

Figura 3. Diagrammi temporali della tensione all'ingresso e all'uscita di un convertitore a semionda

Come si può vedere da questa figura, il livello della componente di corrente continua all'uscita del circuito convertitore AC/DC single-ended è piuttosto piccolo. Pertanto, viene utilizzato più spesso un circuito push-pull. Il circuito di un convertitore di tensione AC-DC push-pull è mostrato in Figura 4.

Figura 4. Circuito equivalente di un convertitore AC-DC push-pull

In questo circuito gli interruttori K1 e K2 collegano il carico per la durata di una semionda (T/2) due volte per periodo. Pertanto, durante il periodo di variazione della tensione di rete, due impulsi di corrente attraversano il carico e la sorgente e, a causa della commutazione, la corrente scorre attraverso il carico in una direzione. La componente continua della corrente di carico non scorre attraverso la fonte primaria e non ne influenza il funzionamento. Frequenza degli impulsi di corrente e tensione sul carico U H il doppio della frequenza di rete ωc, che consente di ridurre la dimensione del filtro anti-aliasing. Tutti questi fattori possono migliorare significativamente il peso e le dimensioni del convertitore AC-DC. I diagrammi temporali delle tensioni e delle correnti all'ingresso e all'uscita di un convertitore AC-DC push-pull sono mostrati nella Figura 5.

Figura 5. Diagrammi temporali di tensioni e correnti all'ingresso e all'uscita di un convertitore a onda intera

Valvole non controllate e controllate, come diodi, tiristori, bipolari e transistor ad effetto di campo. Le più utilizzate sono le valvole non controllate, che utilizzano potenti diodi semiconduttori.

Va notato che i moderni convertitori AC/DC sono costruiti utilizzandone di più schema complesso. Prima rettificano e filtrano l'oscillazione dell'ingresso, quindi generano un'alta frequenza, la cui tensione viene trasformata nell'uscita desiderata, quindi rettificano e filtrano nuovamente tutte le componenti spettrali indesiderate. Ciò consente di ridurre notevolmente le dimensioni del convertitore e aumentarne l'efficienza. Sono spesso realizzati sotto forma di un blocco monopezzo di piccole dimensioni.

Figura 6. Aspetto Convertitore CA/CC

Letteratura:

Sazhnev A.M., Rogulina L.G., Abramov S.S. “Alimentazione di dispositivi e sistemi di comunicazione”: Esercitazione/ Istituto statale di istruzione professionale superiore SibGUTI. Novosibirsk, 2008 – 112 secondi.
Aliev I.I. Libro di consultazione elettrica. – 4a ed. corr. – M.: IP Radio Soft, 2006. – 384 pag.
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Denisov A.I., Zvolinsky V.M., Rudenko Yu.V. Convertitori a valvole in sistemi di stabilizzazione di precisione. – K.: Naukova Dumka, 1997. – 250 pag.

Insieme all'articolo "Conversione AC in DC" leggi:

http://sito/BP/Ventil/

1.3. Conversione CA

a costante e da costante a variabile

L'elettricità viene generata nelle centrali elettriche da generatori sincroni, cioè generatori di corrente alternata, che possono essere comodamente convertiti mediante trasformatori e trasmessi su lunghe distanze. Nel frattempo, ci sono un certo numero processi tecnologici che richiedono corrente continua: elettrolisi, carica di batterie, ecc. Pertanto, spesso è necessario convertire la corrente alternata in corrente continua e viceversa.

Diffuso all'inizio del XX secolo. i convertitori di macchine elettriche (convertitori a singola armatura e gruppi motore-generatore) hanno lasciato il posto a raddrizzatori a semiconduttore più compatti e silenziosi. Grazie all'alto

Riso. 1.12. Raddrizzatore monofase push-pull

A causa delle prestazioni e delle dimensioni ridotte dei raddrizzatori a semiconduttore, si è tendenza a sostituire i generatori CC con generatori sincroni che hanno un raddrizzatore a semiconduttore in uscita. Pertanto, sono apparse nuove classi di macchine - trasformatori e macchine sincrone - che lavorano costantemente con i raddrizzatori. Tuttavia, il funzionamento di una macchina elettrica su un raddrizzatore presenta caratteristiche che devono essere prese in considerazione durante la progettazione di queste macchine e l'analisi dei processi che si verificano in esse.

Conversione CA V costante prodotto utilizzando valvole a semiconduttore con conduttività unidirezionale. Nella fig. 1.12 e 1.13 mostrano i circuiti raddrizzatori più comuni: monofase (Fig. 1.12, a) e trifase (Fig. 1.13, a) e curve di tensione e corrente (Fig. 1.12.5. V, riso. 1.13.6, V rispettivamente). La corrente può passare attraverso le valvole a semiconduttore (diodi) solo quando all'anodo viene applicato un potenziale positivo (nella direzione dell'apice del triangolo in Fig. 1.12, a), e quindi la tensione attraverso il carico è pulsante.

Riso. 1.13. Raddrizzatore a ponte trifase

Con il raddrizzamento monofase, le ondulazioni di tensione sul carico sono molto significative e la frequenza della componente alternata è 2 volte superiore alla frequenza della corrente alternata (Fig. 1.12, b). Con il raddrizzamento a ponte trifase, il circuito risulta essere a sei cicli e l'ondulazione di tensione è piccola, inferiore al 6% della componente costante (Fig. 1.13, B).

La corrente nel circuito di carico viene solitamente livellata più della tensione, poiché il circuito di carico spesso contiene un'induttanza che rappresenta alta resistenza per la componente di corrente alternata e piccolo per quella costante.

Se consideriamo la corrente nel carico /<* полностью сглаженным, то по обмоткам трансформатора проходит ток, имеющий вид прямоугольников (рис. 1.12,6 и 1.13, V), contenente armoniche più elevate che aumentano il riscaldamento degli avvolgimenti. Inoltre, quando si utilizzano circuiti di raddrizzamento con punto zero, negli avvolgimenti è presente una componente di corrente costante (Fig. 1.12.6). Per questo motivo, il valore effettivo della corrente aumenta notevolmente ed è necessario adottare misure contro la creazione di magnetizzazione permanente dell'asta. Per evitare questo fenomeno, ad esempio, anche nei trasformatori monofase blindato struttura (Fig. 1.14), ovvero tutti gli avvolgimenti del trasformatore sono posti su ciascuna asta, dividendoli a metà.

Grande influenza sul funzionamento del raddrizzatore (Fig. 1.15, o) la commutazione di corrente ha l'effetto di passare da una valvola all'altra.

A causa della presenza di induttanze nel circuito che trasporta corrente e dell'induttanza causata dai flussi di dispersione del trasformatore, la corrente da una valvola non viene trasferita istantaneamente all'altra, ma durante il periodo di commutazione Гк, che corrisponde all'angolo di commutazione A(Fig. 1.15, b).

Per semplicità assumiamo che la corrente di carico ID perfettamente levigato. Quindi la somma delle correnti attraverso la prima e la seconda valvola io un\ E iai durante il processo di commutazione rimane invariato:

Riso. 1.14. Disegno schematico di un trasformatore di armatura

Al momento della commutazione, quando il valore EMF passa per zero e cambia segno, l'avvolgimento del trasformatore viene cortocircuitato e si può scrivere l'equazione per il suo circuito

Durante la commutazione, la tensione sul carico è CLg = 0,5(e 2a + +e2b) e in un raddrizzatore monofase è uguale a zero (Fig. 1.15, B). Di conseguenza, a causa della commutazione, la tensione raddrizzata diminuisce e la sua ondulazione aumenta. Poiché l'angolo di commutazione y è maggiore, maggiore è la corrente di carico Id e reattanza induttiva xun, Per migliorare la qualità del raddrizzatore è auspicabile che la macchina che lo alimenta abbia una piccola reattanza induttiva. In un trasformatore xa uguale alla reattanza induttiva dovuta ai flussi di dispersione ed è determinata dall'esperienza di un cortocircuito in un generatore sincrono

Dove Ah" E xq"- induttanze supertransitori lungo gli assi longitudinale e trasversale, rispettivamente, tenendo conto della presenza di corrente nell'avvolgimento della serranda.

Pertanto, i generatori sincroni progettati per funzionare su un raddrizzatore devono essere progettati per funzionare con corrente non sinusoidale e avere un avvolgimento smorzatore.

Il fattore di potenza di un generatore che funziona su un raddrizzatore non regolato è

Riso. 1.16. Circuito inverter monofase

dove v«0,9 è il coefficiente di distorsione; >φ «0,5у - angolo di spostamento della corrente rispetto alla prima armonica di tensione.

Conversione da CC a CA prodotto utilizzando inverter che utilizzano valvole controllate: transistor, tiristori, ecc.

Il circuito di un inverter monofase è mostrato in Fig. 1.16. Le valvole dell'invertitore vengono attivate alternativamente ogni semiciclo in modo che la direzione della corrente nell'avvolgimento secondario del trasformatore sia opposta alla direzione della FEM in questo avvolgimento, cioè in modo che l'energia venga trasferita dalla sorgente di corrente continua a la rete in corrente alternata.

Gli inverter hanno relativamente sistema complesso controllo automatico, il che porta ad un aumento del loro costo e ad una diminuzione dell'affidabilità rispetto ai raddrizzatori non controllati.

Inoltre, l'inverter potrebbe sperimentare una modalità attraverso la combustione, quando la corrente nell'avvolgimento è in fase con la sua EMF. Questa modalità è possibile sia in caso di malfunzionamento nel sistema di controllo, sia se l'angolo di commutazione è troppo grande. Durante la combustione, la corrente solitamente aumenta fino a un valore inaccettabile e solitamente le valvole a semiconduttore si guastano. Grande numero elementi nel sistema di controllo e la possibilità di una modalità di combustione passante di emergenza rendono l'affidabilità degli inverter significativamente inferiore a quella dei raddrizzatori non controllati: il tempo medio tra i guasti è ridotto di 50... 100 volte.

L'idea di alimentazione da asincrono e motori sincroni. Modificando la frequenza di commutazione delle valvole è possibile modificare la frequenza della tensione sui terminali dello statore del motore e quindi regolare in modo economico (senza resistenza) la velocità angolare. Questo metodo di controllo della velocità è chiamato controllo della frequenza. Tuttavia, la scarsa affidabilità dei sistemi con convertitori di frequenza inverter ne impedisce un utilizzo diffuso.

Attualmente, il controllo della frequenza viene utilizzato solo in condizioni speciali in cui i motori CC immersi nel liquido non possono funzionare: motori di navi, motori di oleodotti, motori di mulini a sfere, ecc.

Riso. 1.17. Progettazione di una macchina in corrente continua

Esistono campioni sperimentali con regolazione della frequenza nelle gru e nelle apparecchiature elettriche di trazione.

Una macchina CC ha una sorta di convertitore-collettore, che è un raddrizzatore in modalità generatore e un convertitore di frequenza in modalità motore.

La struttura di una macchina a corrente continua è simile alla struttura di una macchina sincrona invertita, in cui l'avvolgimento dell'indotto si trova sul rotore e i poli magnetici sono stazionari. Quando l'armatura (rotore) ruota, viene indotta una forza elettromotrice nei conduttori dell'avvolgimento, diretta come mostrato nella sezione trasversale di Fig. 1.17, a.

Nei conduttori situati su un lato dell'asse di simmetria che separa i poli, la fem è sempre diretta in una direzione, indipendentemente da velocità angolare. Durante la rotazione, alcuni conduttori vanno sotto l'altro polo, altri conduttori prendono il loro posto e nello spazio, sotto un polo di una polarità, l'immagine è quasi immobile, solo alcuni conduttori vengono sostituiti da altri. Pertanto, da questa parte dell'avvolgimento è possibile ottenere una FEM praticamente costante.

La FEM costante si ottiene utilizzando un contatto strisciante tra l'avvolgimento e il circuito elettrico esterno.

I conduttori sono collegati a turno con passo uff, come nelle macchine a corrente alternata, e poi le spire vengono collegate in serie una dopo l'altra, si forma un avvolgimento chiuso.

Nella metà dell'avvolgimento (in una macchina bipolare), viene indotto un EMF di un segno e nell'altro il segno opposto, come mostrato nel diagramma di avvolgimento equivalente (Fig. 1.17, B). Lungo il contorno dell'avvolgimento, la FEM nelle sue parti è diretta in senso contrario e si bilancia reciprocamente. Di conseguenza, quando al minimo generatore, cioè in assenza di carico esterno non passa corrente attraverso l'avvolgimento dell'indotto.

Il circuito esterno è collegato all'armatura tramite spazzole installate sul neutro geometrico.

Per migliorare il contatto, le spazzole sono realizzate sotto forma di barre rettangolari di grafite e scorrono sulla superficie del commutatore, che è assemblato da piastre di rame isolate tra loro.

Nelle macchine di grandi dimensioni l'inizio e la fine di ogni giro sono collegati alle piastre del commutatore; nelle macchine per piccole piastre

inferiore al numero di spire, e quindi tra le due piastre viene saldata una parte dell'avvolgimento di più spire: una sezione.

Sotto carico, una corrente passa attraverso i conduttori dell'indotto, la cui direzione è determinata dalla direzione della fem.

A causa del fatto che la corrente di carico è costante, nelle spire dell'avvolgimento dell'indotto la corrente ha una forma quasi rettangolare (Fig. 1.18, a).

Quando una spira passa da un ramo parallelo all'altro viene cortocircuitata da una spazzola per un tempo chiamato periodo di commutazione(Fig. 1.18, b)

T K =bJv KOn ,(1.66)

Dove b sch- larghezza della spazzola; e Kol - velocità lineare di un punto situato sulla superficie del collettore.

Nel caso più semplice, quando la spazzola è più stretta del piatto collettore, per il tratto chiuso dalla spazzola (Fig. 1.18.0),

Riso. 1.18. Schemi di corrente di commutazione

Dove iiRi=AUi E io2R2=AU2- caduta di tensione nel contatto della spazzola rispettivamente con la prima e la seconda piastra collettrice; RC- resistenza attiva sezioni; L pe3 - l'induttanza risultante della sezione; e k- EMF da un campo esterno. Trascurare iR c a causa delle dimensioni ridotte RC, otteniamo

L'equazione di commutazione di base risultante(1.68) coincide con l'equazione di commutazione nel raddrizzatore(1.61). La soluzione di questa equazione è facile da ottenere assumendo questo

In modo che quando la prima piastra lascia il pennello, non vi è alcuna interruzione di corrente, in quel momento t = TK la corrente attraverso la prima armatura dovrebbe essere uguale a zero: 11(Gk)=0=21 a -|-ek.sr7 1 k/^res, da cui

Questa condizione per una commutazione senza scintilla è ridotta al fatto che in tutte le modalità l'angolo di commutazione Aè rimasto invariato:

y=*T K =2vJ>JD a v Koll =2b"jD a , (1.71)

Dove D a- diametro dell'ancora; v un - velocità lineare di un punto situato sulla superficie dell'ancora; b"sh=bshO a/O KO l- larghezza della spazzola ridotta al diametro dell'armatura.

Per soddisfare questa condizione, l'EMF nella zona di commutazione EMF e kè creato da speciali poli aggiuntivi, il cui avvolgimento è collegato in serie al circuito dell'armatura, e il loro circuito magnetico è reso insaturo.

Il processo di commutazione nei raddrizzatori, negli inverter e nelle macchine DC è simile. In entrambi i casi, il processo di variazione della corrente durante il periodo di commutazione è determinato dal valore e dalla forma della FEM nel circuito cortocircuitato. Pertanto, non è possibile paragonare il collettore a un raddrizzatore meccanico, come talvolta si fa.

La presenza di un collettore introduce anche caratteristiche proprie: la progettazione della macchina diventa più complicata e il funzionamento diventa più costoso. Tuttavia, questi svantaggi macchine elettriche riscattati dal loro vantaggio principale: in modalità motore, i guasti casuali di commutazione di solito portano a un leggero incendio del commutatore e delle spazzole e non alla modalità di emergenza ribaltamento, come negli inverter.

Di conseguenza, l’affidabilità di una macchina a commutatore DC è molto più elevata dell’affidabilità del sistema “motore asincrono-convertitore di frequenza”, la sua efficienza è superiore del 3...5%, la macchina è molto più economica, ha dimensioni e peso inferiori .

Questi vantaggi costringono a privilegiare una macchina in corrente continua, limitandone l'utilizzo motore asincrono con regolazione della frequenza nell'ambito ristretto di dispositivi specifici (motori funzionanti in liquido, ecc.).

Utilizzare nella vita quotidiana di vari elettrodomestici e i dispositivi alimentati dall'elettricità richiedono conoscenze minime nel campo dell'ingegneria elettrica. Questa è la conoscenza che ci mantiene in vita. Risposte alle domande su come produrre corrente alternata da corrente continua, quale tensione dovrebbe essere nell'appartamento e cosa uomo moderno deve sapere per evitare la sconfitta e la morte che ne derivano.

Metodi per generare elettricità

Oggi è impossibile immaginare la tua vita senza elettricità. Ogni giorno l'intera popolazione del nostro pianeta utilizza milioni di watt di elettricità per garantire una vita normale. Ma ancora una volta, quando si accende il bollitore elettrico, una persona non pensa a quale percorso l'elettricità ha dovuto percorrere per potersi preparare una tazza mattutina di caffè aromatico.

Esistono diversi modi per generare elettricità:

dall'energia termica;
dall'energia dell'acqua;
dall'energia atomica (nucleare);
dall'energia eolica;
da energia solare ecc.

Per capire la natura dell'accaduto energia elettrica, vediamo alcuni esempi.

Elettricità dall'energia eolica

La corrente elettrica è il movimento diretto di particelle cariche. Il modo più semplice per ottenerlo è l'energia delle forze naturali.

In questo esempio, dall’energia eolica. Le persone hanno imparato molto tempo fa a sfruttare il fenomeno naturale del vento che soffia con forze diverse. Il vento viene domato da un semplice mulino a vento dotato di azionamento e collegato ad un generatore. Il generatore produce energia elettrica.

Corrente in eccesso a uso costante la turbina eolica può essere accumulata batterie. La corrente diretta generata ed ecologica non viene utilizzata nella vita quotidiana o nella produzione.

Ricevuto e convertito in corrente alternata, va a uso domestico. L'elettricità in eccesso accumulata viene immagazzinata nelle batterie. In assenza di vento, le riserve elettriche immagazzinate nelle batterie vengono convertite e fornite ai bisogni umani.

Elettricità dall'acqua

Purtroppo questo tipo di energia naturale, che permette di ottenere elettricità, non è disponibile ovunque. Consideriamo un modo per generare elettricità dove c'è molta acqua.

La centrale idroelettrica più semplice, realizzata in legno secondo il principio di un mulino, le cui dimensioni circa 1,5 metri, è in grado di fornire elettricità utilizzata per il riscaldamento e l'agricoltura privata. Una centrale idroelettrica così senza dighe è stata realizzata da un inventore russo, originario di Altai, Nikolai Lenev. Ha creato una centrale idroelettrica che due uomini adulti potevano trasportare. Tutte le ulteriori azioni sono simili alla ricezione di elettricità da un mulino a vento.

L'elettricità è generata anche da grandi centrali elettriche e centrali idroelettriche. Per produzione industriale l'elettricità viene utilizzata in enormi caldaie che producono vapore. La temperatura del vapore raggiunge gli 800 gradi e la pressione nella tubazione sale a 200 atmosfere. Questo vapore surriscaldato alta temperatura e viene applicata un'enorme pressione alla turbina, che inizia a ruotare e generare corrente.

La stessa cosa accade nelle centrali idroelettriche. Solo qui la rotazione avviene a causa dell'elevata velocità e del volume d'acqua che cade da una grande altezza.

Designazione della corrente e suo utilizzo nella vita di tutti i giorni

La corrente continua è designata DC. SU Inglese scritto corrente continua. Nel processo di lavoro, non cambia le sue proprietà e la sua direzione nel tempo. La frequenza CC è zero. È indicato sui disegni e sulle apparecchiature da una breve linea orizzontale diritta o da due linee parallele, una delle quali è tratteggiata.

La corrente continua viene utilizzata negli accumulatori e nelle batterie a noi familiari, utilizzati in un numero enorme vari tipi dispositivi come:

macchine addizionatrici;
giocattoli per bambini;
apparecchi acustici;
altri meccanismi.

Tutti usano un telefono cellulare ogni giorno. Si carica tramite un alimentatore, un convertitore CC/CA compatto collegato a una presa domestica.

Gli apparecchi elettrici consumano corrente alternata monofase. Gli apparecchi elettrici funzionano solo se è collegato un trasformatore e molti produttori installano un convertitore CC/CA direttamente nell'unità stessa. Ciò semplifica notevolmente il funzionamento delle apparecchiature elettriche.

Come ricavare corrente alternata da corrente continua?

Si è detto sopra che tutte le batterie, le batterie per torce elettriche e i telecomandi TV hanno corrente continua. Per convertire la corrente, c'è dispositivo moderno chiamato inverter, può facilmente convertire la corrente continua in corrente alternata. Diamo un'occhiata a come questo si applica nella vita di tutti i giorni.

Succede che mentre è in macchina una persona ha urgentemente bisogno di stampare un documento su una fotocopiatrice. C'è una fotocopiatrice, la macchina funziona e, collegando un adattatore inverter all'accendisigari, può collegarvi la fotocopiatrice e stampare i documenti. Il circuito del convertitore è piuttosto complesso, soprattutto per le persone che hanno una vaga conoscenza di come funziona l'elettricità. Pertanto, per motivi di sicurezza, è meglio non provare a costruire un inverter da soli.

Corrente alternata e sue proprietà

Quando scorre, la corrente alternata cambia direzione e intensità 50 volte in un secondo. Il cambiamento nel movimento attuale è la sua frequenza. La frequenza è indicata in hertz.

La nostra frequenza attuale è 50 hertz. In molti paesi, come ad esempio negli USA, la frequenza è di 60 hertz. Esiste anche corrente alternata trifase e monofase.

Per le necessità domestiche la corrente elettrica arriva a 220 volt. Questo è il valore effettivo della corrente alternata. Ma l'ampiezza attuale del valore massimo sarà maggiore della radice di due. Che alla fine darà 311 volt. Cioè, la tensione effettiva rete domesticaè 311 volt. Per cambiare la corrente continua in corrente alternata, vengono utilizzati trasformatori, che utilizzano vari schemi convertitori.

Trasmissione di corrente attraverso linee ad alta tensione

Tutte le reti elettriche esterne trasportano corrente alternata di varie tensioni attraverso i loro fili. Può variare da 330.000 volt a 380 volt. La trasmissione viene effettuata esclusivamente utilizzando corrente alternata. Questo metodo di trasporto è il più semplice ed economico. Come trasformare la corrente alternata in corrente continua è noto da tempo. Inserendo il trasformatore nel posto giusto, otteniamo la tensione e la corrente richieste.

Circuiti convertitori

Il massimo circuito semplice Non esiste una soluzione alla domanda su come produrre corrente alternata a 220 V da corrente continua. Un ponte a diodi può farlo. Il circuito del convertitore DC/AC è composto da quattro diodo potente. Un ponte assemblato da loro crea il movimento attuale in una direzione. Il ponte taglia i limiti superiori delle variabili sinusoidali. I diodi sono assemblati in serie.

Il secondo circuito del convertitore CA è l'uscita di un ponte assemblato da diodi, un condensatore o un filtro che attenuerà e correggerà i buchi tra i picchi delle sinusoidi.

Eccellente converte l'inverter DC in AC. Il suo schema è complesso. I componenti utilizzati non sono economici. Ecco perché il prezzo di un inverter è piuttosto alto.

Quale corrente elettrica è più pericolosa: diretta o alternata?

Nella vita di tutti i giorni ci imbattiamo costantemente in apparecchi elettrici collegati alle prese di lavoro e di casa. Corrente in esecuzione da quadro elettrico all'uscita, alternata monofase. Si verificano incidenti di folgorazione. Le precauzioni di sicurezza e la conoscenza delle scosse elettriche sono essenziali.

Qual è la differenza fondamentale tra essere energizzato da corrente alternata e corrente continua? Esistono statistiche secondo cui la corrente continua alternata monofase è cinque volte più pericolosa della corrente alternata continua. La scossa elettrica, indipendentemente dalla sua tipologia, è di per sé un fatto negativo.

Conseguenze della scossa elettrica

La negligenza nella gestione degli apparecchi elettrici può, per usare un eufemismo, influire negativamente sulla salute umana. Pertanto, non dovresti sperimentare con l'elettricità a meno che tu non abbia abilità speciali.

L'effetto della corrente su una persona dipende da diversi fattori:

resistenza del corpo della vittima;
lo stress in cui è caduta la persona.
sulla forza attuale nel momento in cui una persona entra in contatto con l'elettricità.

Tenendo conto di tutto quanto sopra, possiamo dire che l'azione della corrente alternata è molto più pericolosa della corrente continua. Esistono dati sperimentali che confermano il fatto che per ottenere lo stesso risultato in caso di infortunio, l'intensità della corrente continua deve essere da quattro a cinque volte superiore a quella della corrente alternata.

La natura stessa della corrente alternata influisce negativamente sul funzionamento del cuore. Quando si verifica una scossa elettrica, si verifica una contrazione involontaria dei ventricoli cardiaci. Ciò potrebbe causarne l'arresto. Il contatto con le vene esposte è particolarmente pericoloso per le persone che portano uno stimolatore cardiaco.

La corrente continua non ha frequenza. Ma alta tensione e la forza attuale può anche portare alla morte. È più facile sfuggire al contatto con la corrente elettrica continua che al contatto con la corrente alternata.

Questa breve panoramica della natura corrente elettrica, la sua trasformazione dovrebbe essere utile alle persone lontane dall'elettricità. Una conoscenza minima nel campo dell'origine e del funzionamento dell'elettricità ti aiuterà a comprendere l'essenza del funzionamento dei normali elettrodomestici, così necessari per una vita comoda e tranquilla.

Istruzioni

Innanzitutto dobbiamo capire cos’è la corrente elettrica e in che modo la corrente alternata differisce dalla corrente continua. Il movimento ordinato delle particelle cariche è chiamato corrente elettrica. In una corrente elettrica continua lo stesso numero di particelle cariche attraversa la sezione trasversale di un conduttore a intervalli di tempo uguali. Ma dentro corrente alternata il numero di queste particelle negli stessi intervalli di tempo è sempre diverso.

Ma ora puoi procedere direttamente alla trasformazione della variabile attuale in modo permanente, un dispositivo chiamato “ponte a diodi” ci aiuterà in questo. Un ponte a diodi o un circuito a ponte è uno dei dispositivi più comuni per rettificare la corrente alternata attuale.
Inizialmente è stato sviluppato utilizzando tubi radio, ma era considerata una soluzione complessa e costosa, è stato invece utilizzato un circuito più primitivo con un doppio avvolgimento secondario nel trasformatore che alimenta il raddrizzatore. Ora che i semiconduttori sono molto economici, nella maggior parte dei casi viene utilizzato un circuito a ponte. Ma l’utilizzo di questo schema non garantisce la rettifica al 100%. attuale, pertanto, il circuito può essere integrato con un filtro sul condensatore ed eventualmente anche con un'induttanza e uno stabilizzatore di tensione. Ora, all'uscita del nostro circuito, otteniamo una corrente costante

Per diventare permanente attuale, basta prendere una batteria normale. La tensione di tale fonte attuale e, di regola, standard - 1,5 Volt. Collegando in serie più di questi elementi è possibile ottenere una batteria con una tensione proporzionale al numero di tali elementi. Per ottenere la permanente attuale Puoi anche utilizzare un caricabatterie da telefono cellulare(5 V) o batteria per auto(12V). Tuttavia, se è necessario ottenere una tensione non standard, ad esempio 42 V, sarà necessario costruire un raddrizzatore fatto in casa con un semplice filtro di potenza.

Ne avrai bisogno

Trasformatore abbassatore 220 V/42 V.
Cavo di alimentazione con spina
Ponte a diodi PB-6
Condensatore elettrolitico 2000uF×60V
Saldatore, colofonia, saldatura, fili di collegamento.

Istruzioni

Assemblare il raddrizzatore secondo lo schema riportato in figura:

Per assemblare e utilizzare correttamente un dispositivo del genere, è necessaria una conoscenza minima dei processi che si verificano nel dispositivo. Pertanto, leggere attentamente il circuito e i principi di funzionamento del raddrizzatore. Schema di funzionamento del ponte a diodi, spiegando il principio del suo funzionamento: Durante il semiciclo positivo (linea tratteggiata piccola). attuale si muove lungo il braccio superiore destro del ponte fino al terminale positivo, attraverso il carico entra nel braccio inferiore sinistro e ritorna in rete. Durante il semiciclo negativo (grande linea tratteggiata) attuale scorre attraverso un'altra coppia di diodi nel ponte raddrizzatore. Qui Tr. – trasformatore, riduce la tensione da 220 a 42 Volt, separa galvanicamente alta e bassa tensione. D – ponte a diodi, raddrizza la tensione alternata fornita dal trasformatore. Il numero 1 indica l'avvolgimento primario (di rete) del trasformatore, il numero 2 indica l'avvolgimento secondario (di uscita) del trasformatore.

Collegare un cavo di alimentazione con una spina all'avvolgimento primario del trasformatore. Utilizzando due fili, collegare i due terminali dell'avvolgimento secondario del trasformatore con i due terminali di ingresso del ponte a diodi. Saldare il terminale del ponte a diodi contrassegnato con "meno" al terminale negativo del condensatore.

Il terminale negativo del condensatore è indicato sul suo corpo da una striscia chiara con un segno meno. Saldare un filo allo stesso pin blu. Questa sarà l'uscita negativa del raddrizzatore. Saldare il terminale del ponte di diodi con il segno più al secondo terminale del condensatore insieme al filo rosso. Questo sarà il terminale positivo del raddrizzatore. Prima di accendere, controlla attentamente la corretta installazione: qui non sono ammessi errori.

Video sull'argomento

Consigli utili

Il condensatore svolge il ruolo di filtro di potenza, attenuando le increspature rimanenti dopo la rettifica da parte del ponte a diodi CA.

Utilizzato per caricare una batteria a incandescenza caricabatterie, che può essere acquistato in una catena di vendita al dettaglio o realizzato con le proprie mani, spendendo un minimo di tempo e denaro.

Ne avrai bisogno

Barattolo in vetro da mezzo litro, piastra in alluminio e piombo, tubo in gomma, coperchio con foro al centro.

Istruzioni

Prendere un barattolo di vetro o di vetro da mezzo litro, piastre di alluminio e piombo di 40x100 mm e un tubo di gomma del diametro di 2 cm Tagliare un anello lungo 2 cm dal tubo di gomma, tirarlo sulla piastra di alluminio, fino al livello dell'elettrolito . Ciò è necessario poiché durante il funzionamento del raddrizzatore l'elettrolita corrode fortemente l'alluminio sulla superficie della soluzione. La gomma lo protegge dalla corrosione e quindi consente alla piastra di funzionare molto più a lungo.

Utilizzare una soluzione di bicarbonato di sodio (bicarbonato di sodio) come elettrolita. Prendi la soda al ritmo di 5-7 g. per 100 ml di acqua. In questo raddrizzatore il polo positivo sarà in alluminio, il polo negativo sarà in piombo. Quando accendi il dispositivo normalmente rete cittadina Piastra di piombo CA, passante raddrizzatore la corrente scorrerà. Ma andrà solo in una direzione. A questo punto, sulla piastra di alluminio sarà sempre presente un polo di tensione positivo. Se alla rete è collegata una piastra di alluminio, sulla piastra di piombo sarà sempre presente un polo di tensione negativo. Il risultato sarà una semionda raddrizzatore, perché lo attraversa una corrente elettrica di un solo semiciclo. Nel primo caso, ad esempio, attraverso il dispositivo passerà solo la corrente positiva.

Per sfruttare appieno la tensione, vengono utilizzati raddrizzatori a onda intera. Devono essere composti da due o quattro elementi, a seconda della corrente richiesta per la ricarica. E sono collegati ad entrambe le fasi della rete elettrica Quando si collega il dispositivo alla rete CA, utilizzare i fusibili. La tensione fornita per la ricarica può essere regolata utilizzando un reostato, che consentirà di “estinguere” la tensione in eccesso nel circuito e, di conseguenza, creare condizioni normali per la ricarica della batteria.

Video sull'argomento

notare che

Per caricare le batterie ad incandescenza è consigliabile utilizzare un raddrizzatore composto da 4 elementi, poiché per prelevare una corrente di un ampere è necessario un raddrizzatore con una superficie della piastra in alluminio di 100 metri quadrati. cm.

Consigli utili

Forza corrente di carica le batterie dovrebbero essere allo 0,1% della sua capacità.

Fonti:

Raddrizzatore carica batteria

Se decidi di realizzare tu stesso un trasformatore, devi sapere alcune cose su questo dispositivo, incluso come calcolarlo attuale V trasformatore, di cui si parlerà di seguito.

Istruzioni

Scopri, se non lo sapevi prima, il massimo attuale carico e tensione sull'avvolgimento secondario.
Moltiplicare attuale carico massimo (in ampere) per coefficiente 1,5– scoprire l'avvolgimento del secondo trasformatore (in ampere).

Calcolare la potenza consumata dal raddrizzatore dall'avvolgimento secondario del trasformatore. Per fare ciò, moltiplicare la tensione dell'avvolgimento secondario per il massimo attuale, che lo attraversa.
Calcola la potenza del trasformatore. Per scoprire la potenza moltiplicare la potenza massima sull'avvolgimento secondario per 1,25.

Calcolare il valore del tono sull'avvolgimento primario. Per fare ciò, la potenza ottenuta nel paragrafo precedente dovrebbe essere divisa per tensione di rete sull'avvolgimento primario.
Calcolare i parametri dell'area del nucleo magnetico

Il movimento diretto o ordinato delle particelle cariche (elettroni e ioni) è chiamato corrente elettrica. La corrente elettrica può essere corrente alternata o corrente continua.

Una corrente elettrica con proprietà e direzione costanti è detta costante. La corrente continua è necessaria per il funzionamento di tutti gli apparecchi elettrici. Tutto apparecchiature elettriche, alimentato da una batteria, consuma anche corrente continua. La batteria e l'accumulatore sono fonti di corrente continua; con l'aiuto di un convertitore può essere convertita in corrente alternata. Corrente continua e corrente alternata: quali sono le differenze?

Quando una quantità cambia secondo una legge sinusoidale, tale corrente elettrica viene chiamata alternata. È caratterizzato da frequenza e tensione e può essere monofase o trifase.

Tutti sanno che la tensione fornita dalla presa è di 220 Volt, ma non è costante, ma tensione massima, possono raggiungere letture superiori a 300 Volt.

Di conseguenza, una corrente costante ha una direzione di movimento degli elettroni e un valore di tensione che non cambia nel tempo, mentre la tensione di corrente alternata cambia costantemente. La differenza tra corrente alternata e corrente continua sta proprio nel valore della tensione.

Una caratteristica importante della corrente elettrica è la frequenza

Si misura in Hertz, che rappresenta il rapporto tra il numero di ripetizioni e il periodo di tempo durante il quale sono state completate. La Russia utilizza una frequenza di 50 Hz.

In pratica, una frequenza di 50 Hz significa che il flusso di elettroni oscilla e la sua direzione cambia 50 volte al secondo.

Insomma prese elettriche flussi di corrente alternata. L'uso della corrente alternata anziché della corrente continua è associato alla capacità di trasmettere elettricità su lunghe distanze senza perdite significative. Questo è ciò che distingue effettivamente la corrente continua dalla corrente alternata. Alla sottostazione elettrica viene quindi fornita una tensione di 220mila volt o più sottostazione di trasformazione, situato vicino a edifici residenziali, viene convertito da 10mila a 380 Volt e inviato al consumatore.

I motori elettrici che funzionano a corrente alternata sono molto più semplici nel design e più durevoli.

La variabile viene convertita in costante utilizzando i raddrizzatori. Innanzitutto, viene collegato un ponte a diodi per renderlo unidirezionale. È quindi necessario collegare un condensatore o un filtro livellatore per correggere il divario tra i picchi dell'onda sinusoidale.

La corrente continua e anche la corrente alternata si trasformano in un attimo, ma con il cambio inverso le cose vanno molto peggio. Cioè, è più difficile convertire una variabile in una costante. Ciò richiede l'uso di un inverter, un metodo piuttosto complesso e dispositivo costoso. Di norma, tale conversione è raramente necessaria, ad esempio se è necessario accendere apparecchi elettrici rete di bordo auto.