Преобразователь частоты (ПЧ) 50/25 Гц

ПЧ 50/25 очень широко применяется в устройствах Ж/Д АТ, для питания рельсовых цепей с частотой 25 Гц.

Принцип действия ПЧ основан на параметрическом эффекте: если в резонансном контуре настроенном на частоту f₀ изменить параметр одного из элементов (L, C) с частотой 2f₀, то в контуре возникнет электромагнитные колебания на частоте f₀.

 

 

Индуктивность W1 и ёмкость С представляют контур, настроенный на частоту 25 Гц. В этом контуре изменяется индуктивность с частотой 50 Гц, за счет изменения магнитной проницаемости сердечника . Согласно петле гистерезиса, когда он входит в насыщение происходит уменьшение . Насыщение происходит при протекании тока 50 Гц от сети под действием U_вх по обмоткам W2 и W3.

 

 

Сердечник имеет 3 стержня с целью исключения магнитной связи между обмотками W1 и обмотками W2 и W3. W2 и W3 сфазированы так, что созданные ими магнитные потоки будут в центральном стержне вычитаются, а в крайних складываются.

 

Т.к. W2 = W3 и через них протекает один и тот же ток (последовательное включение), следовательно Ф2 = Ф3, поэтому в центральном стержне потока 50 Гц не будет.

Вентиль (В) пропускает один полупериод и поэтому сердечник насыщается 1 раз за период. Если бы вентиля не было, то менялось бы с частотой 100 Гц.

Нагрузочная характеристика ПЧ имеет вид:

 

 

Особенностью нагрузочной характеристики является срыв колебаний, когда ток нагрузки достигает I_max. Характеристика падает в ноль, т.е. I_кз = 0. При устранении перегрузки работа ПЧ восстанавливается.

Зависимость выходного напряжения от величины входного напряжения имеет релейный характер.

 

Выпрямительные устройства

 

 

ВС – выпрямительная схема.

СФ – сглаживающий фильтр.

СН – стабилизатор напряжения.

 

Выпрямительные устройства подразделяются по следующим признакам:

 

1. По типу выпрямительной схемы. Однополупериодные и двухполупериодные схемы выпрямления однофазного, двухфазного, трёхфазного и шестифазного токов.

2. По типу вентилей применяемых в ВС. Вентили – германиевые, кремниевые, селеновые. Наибольшее распространение получили кремниевые, т.к. они обладают высокими рабочими температурами до , большой допустимой плотности тока в прямом направлении, высоким допустимом напряжением, большим сроком службы.

3. По реакции нагрузки. Может быть индуктивная реакция нагрузки, емкостная реакция и работа на противо ЭДС (на АБ), реакция нагрузки проявляется в особенности работы вентилей и сглаживающих фильтров.

4. По возможности изменять величину U_вых. Выпрямительные устройства подразделяются на неуправляемые (НВУ) и управляемые (УВУ). У НВУ между напряжением на входе и выходом жёсткая связь постоянным коэффициентом передачи. А у УВУ напряжение на выходе можно регулировать, изменять при неизменном входом (для этого выпрямительное устройство имеет какое-то управление (рукоятка)).

 

Типы ВС

 

1) Схема однополупериодного выпрямления однофазного тока.

2) Схема двухполупериодного выпрямления однофазного тока (мостовая схема).

3) Схема однополупериодного выпрямления двухфазного тока (схема двухполупериодного выпрямления однофазного тока с нулевым выводом у вторичной обмотки силового трансформатора).

4) Схема однополупериодного выпрямления трехфазного тока.

5) Схема двухполупериодного выпрямления трехфазного тока.

 

6) Схема однополупериодного выпрямления шестифазного тока.