સૌથી સામાન્ય એસી થી ડીસી સુધારણા યોજનાઓ

રેક્ટિફાયર એ એક ઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણ છે જે વિદ્યુત ઊર્જાને વૈકલ્પિક પ્રવાહમાંથી સીધા પ્રવાહમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે રચાયેલ છે. રેક્ટિફાયર સિંગલ-સાઇડ વહન સાથે સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણો પર આધારિત છે - ડાયોડ અને થાઇરિસ્ટોર્સ.

ઓછા લોડ પાવર પર (કેટલાક સો વોટ સુધી), વૈકલ્પિક પ્રવાહનું ડાયરેક્ટ કરંટમાં રૂપાંતર સિંગલ-ફેઝ રેક્ટિફાયરનો ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવે છે. આવા રેક્ટિફાયર વિવિધ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોને ડાયરેક્ટ કરંટ, નાના અને મધ્યમ પાવરના ડીસી મોટર્સના ઉત્તેજના વિન્ડિંગ્સ વગેરે સાથે પાવર કરવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે.

રેક્ટિફાયર સર્કિટના સંચાલનની સરળ સમજણ માટે, અમે ગણતરીથી આગળ વધીશું કે રેક્ટિફાયર પ્રતિકારક લોડ પર કામ કરે છે.

સિંગલ-ફેઝ, અર્ધ-તરંગ (સિંગલ-સાયકલ) સુધારણા સર્કિટ

આકૃતિ 1 સૌથી સરળ સુધારણા સર્કિટ બતાવે છે. સર્કિટમાં ટ્રાન્સફોર્મરના સેકન્ડરી વિન્ડિંગ અને લોડ વચ્ચે જોડાયેલ રેક્ટિફાયર હોય છે.

આકૃતિ 1 - સિંગલ-ફેઝ હાફ-વેવ રેક્ટિફાયર: a) સર્કિટ - ડાયોડ ઓપન, b) સર્કિટ - ડાયોડ બંધ, c) ઓપરેશનના ટાઇમિંગ ડાયાગ્રામ

વોલ્ટેજ u2 સાઇનસૉઇડલ રીતે બદલાય છે, એટલે કે.હકારાત્મક અને નકારાત્મક અડધા તરંગો (અડધા સમયગાળા) ધરાવે છે. લોડ સર્કિટમાં પ્રવાહ માત્ર હકારાત્મક અર્ધ-ચક્રમાં પસાર થાય છે જ્યારે ડાયોડ વીડી (ફિગ. 1, એ) ના એનોડ પર હકારાત્મક સંભવિત લાગુ કરવામાં આવે છે. વોલ્ટેજ u2 ની વિપરીત ધ્રુવીયતા સાથે, ડાયોડ બંધ છે, લોડમાં પ્રવાહ વહેતો નથી, પરંતુ રિવર્સ વોલ્ટેજ યુરેવ ડાયોડ પર લાગુ થાય છે (ફિગ. 1, બી).

ચે. સેકન્ડરી વિન્ડિંગ વોલ્ટેજની માત્ર એક અડધી તરંગ સમગ્ર લોડમાં મુક્ત થાય છે. લોડમાંનો પ્રવાહ ફક્ત એક જ દિશામાં વહે છે અને તે સીધો પ્રવાહ છે, જો કે તેમાં ધબકતું પાત્ર છે (ફિગ. 1, c). વોલ્ટેજ (વર્તમાન) ના આ સ્વરૂપને ડીસી પલ્સ કહેવામાં આવે છે.

રેક્ટિફાઇડ વોલ્ટેજ અને કરંટમાં DC (ઉપયોગી) ઘટક અને AC ઘટક (રિપલ્સ) હોય છે. રેક્ટિફાયર ઓપરેશનની ગુણવત્તા બાજુનું મૂલ્યાંકન ઉપયોગી ઘટક અને વોલ્ટેજ અને વર્તમાન ઉત્તેજના વચ્ચેના સંબંધ દ્વારા કરવામાં આવે છે. આ સર્કિટનું રિપલ ફેક્ટર 1.57 છે. Un = 0.45U2 સમયગાળા માટે સુધારેલ વોલ્ટેજનું સરેરાશ મૂલ્ય. ડાયોડના રિવર્સ વોલ્ટેજનું મહત્તમ મૂલ્ય Urev.max = 3.14Un.

આ સર્કિટનો ફાયદો એ તેની સરળતા, ગેરફાયદા છે: ટ્રાન્સફોર્મરનો નબળો ઉપયોગ, ડાયોડનો મોટો રિવર્સ વોલ્ટેજ, રેક્ટિફાઇડ વોલ્ટેજનો ઉચ્ચ રિપલ રેશિયો.

સિંગલ-ફેઝ બ્રિજ રેક્ટિફાયર સર્કિટ

તે બ્રિજ સર્કિટમાં જોડાયેલા ચાર ડાયોડ ધરાવે છે. ટ્રાન્સફોર્મરનું ગૌણ વિન્ડિંગ પુલના એક કર્ણ સાથે જોડાયેલું છે, અને લોડ બીજા સાથે (ફિગ. 2). ડાયોડ્સ VD2, VD4 ના કેથોડ્સનો સામાન્ય બિંદુ એ રેક્ટિફાયરનો સકારાત્મક ધ્રુવ છે, ડાયોડ VD1, VD3 ના એનોડનો સામાન્ય બિંદુ નકારાત્મક ધ્રુવ છે.

આકૃતિ 2-સિંગલ-ફેઝ બ્રિજ રેક્ટિફાયર: a) પોઝિટિવ હાફ-વેવ રિક્ટિફિકેશન સર્કિટ, b) નેગેટિવ હાફ-વેવ રિક્ટિફિકેશન, c) ઓપરેશનના ટાઇમિંગ ડાયાગ્રામ

સેકન્ડરી વિન્ડિંગમાં વોલ્ટેજની ધ્રુવીયતા સપ્લાય નેટવર્કની આવર્તન સાથે બદલાય છે. આ સર્કિટમાં ડાયોડ શ્રેણીમાં જોડીમાં કાર્ય કરે છે. વોલ્ટેજ u2 ના હકારાત્મક અર્ધ-ચક્રમાં, ડાયોડ્સ VD2, VD3 વર્તમાનનું સંચાલન કરે છે, અને વિપરીત વોલ્ટેજ ડાયોડ્સ VD1, VD4 પર લાગુ થાય છે અને તે બંધ થાય છે. વોલ્ટેજ u2 ના નકારાત્મક અર્ધ-ચક્ર દરમિયાન, ડાયોડ્સ VD1, VD4 અને ડાયોડ્સ VD2, VD3 દ્વારા પ્રવાહ વહે છે. લોડ પ્રવાહ હંમેશા એક દિશામાં વહે છે.

સર્કિટ ફુલ-વેવ (પુશ-પુલ) છે, કારણ કે મુખ્ય વોલ્ટેજ Un = 0.9U2 ના બંને અર્ધ-પીરિયડ, રિપલ ગુણાંક — 0.67 લોડ પર વિતરિત થાય છે.

ડાયોડ સ્વિચિંગ બ્રિજ સર્કિટનો ઉપયોગ સિંગલ-ફેઝ ટ્રાન્સફોર્મરનો ઉપયોગ બે અર્ધ-ચક્રને સુધારવા માટે કરવાની મંજૂરી આપે છે. વધુમાં, ડાયોડ પર લાગુ રિવર્સ વોલ્ટેજ 2 ગણું ઓછું છે.

મધ્યમ અને ઉચ્ચ પાવર ઉપભોક્તાઓને સીધો પ્રવાહ માંથી પૂરો પાડવામાં આવે છે ત્રણ તબક્કાના રેક્ટિફાયર, જેનો ઉપયોગ ડાયોડ પર વર્તમાન ભાર ઘટાડે છે અને લહેરિયાં પરિબળ ઘટાડે છે.

થ્રી-ફેઝ બ્રિજ રેક્ટિફાયર સર્કિટ

સર્કિટમાં છ ડાયોડ હોય છે, જે બે જૂથોમાં વિભાજિત થાય છે (ફિગ. 2.61, a): કેથોડ — ડાયોડ VD1, VD3, VD5 અને એનોડ VD2, VD4, VD6. લોડ ડાયોડ્સના કેથોડ્સ અને એનોડ્સના જોડાણ બિંદુઓ વચ્ચે જોડાયેલ છે, એટલે કે. સ્ટેન્ડિંગ બ્રિજના કર્ણ સુધી. સર્કિટ ત્રણ-તબક્કાના નેટવર્ક સાથે જોડાયેલ છે.

આકૃતિ 3 — થ્રી-ફેઝ બ્રિજ રેક્ટિફાયર: a) સર્કિટ, b) ઑપરેશનના ટાઇમિંગ ડાયાગ્રામ

કોઈપણ સમયે, લોડ પ્રવાહ બે ડાયોડમાંથી વહે છે.કેથોડ જૂથમાં, સૌથી વધુ એનોડ સંભવિત સાથેનો ડાયોડ સમયગાળાના દરેક ત્રીજા (ફિગ. 3, બી) દરમિયાન કાર્ય કરે છે. એનોડ જૂથમાં, સમયગાળાના આ ભાગમાં, ડાયોડ કે જેનું કેથોડ સૌથી વધુ નકારાત્મક સંભવિત કાર્ય કરે છે. દરેક ડાયોડ સમયગાળાના ત્રીજા ભાગ માટે કાર્ય કરે છે. આ સર્કિટનું રિપલ ફેક્ટર માત્ર 0.057 છે.

નિયંત્રિત રેક્ટિફાયર - રેક્ટિફાયર જે વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ (વર્તમાન) ના સુધારણા સાથે, સુધારેલ વોલ્ટેજ (વર્તમાન) ના મૂલ્યનું નિયમન પ્રદાન કરે છે.

નિયંત્રિત રેક્ટિફાયરનો ઉપયોગ ડીસી મોટર્સની ગતિ, અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવાઓની ચમક, બેટરી ચાર્જ કરતી વખતે વગેરેને નિયંત્રિત કરવા માટે થાય છે.

નિયંત્રિત રેક્ટિફાયર સર્કિટ્સ thyristors પર બાંધવામાં આવે છે અને thyristors ની શરૂઆતની ક્ષણને નિયંત્રિત કરવા પર આધારિત છે.

આકૃતિ 4a સિંગલ-ફેઝ નિયંત્રિત રેક્ટિફાયરનું ડાયાગ્રામ બતાવે છે. મુખ્ય વોલ્ટેજના બે અર્ધ-તરંગોને સુધારવાની શક્યતા માટે, બે-તબક્કાના ગૌણ વિન્ડિંગ સાથેના ટ્રાન્સફોર્મરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેમાં વિરોધી તબક્કાઓ સાથેના બે વોલ્ટેજ રચાય છે. દરેક તબક્કામાં થાઇરિસ્ટર ચાલુ થાય છે. વોલ્ટેજ U2 નું હકારાત્મક અર્ધ-ચક્ર થાઇરિસ્ટર VS1 ને સુધારે છે, નકારાત્મક - VS2.

CS કંટ્રોલ સર્કિટ થાઇરિસ્ટોર્સ ખોલવા માટે કઠોળ પેદા કરે છે. ઓપનિંગ પલ્સનો સમય નક્કી કરે છે કે લોડમાં કેટલી અર્ધ-તરંગ મુક્ત થાય છે. જ્યારે એનોડ પર સકારાત્મક વોલ્ટેજ હોય ​​અને કંટ્રોલ ઇલેક્ટ્રોડ પર ઓપનિંગ પલ્સ હોય ત્યારે થાઇરિસ્ટર ખુલે છે.

જો પલ્સ t0 (ફિગ. 4, b) સમયે આવે છે, તો થાઇરિસ્ટર સમગ્ર અર્ધ-ચક્ર માટે ખુલ્લું હોય છે અને લોડ પર મહત્તમ વોલ્ટેજ હોય ​​છે, જો સમયે t1, t2, t3 હોય, તો નેટવર્ક વોલ્ટેજનો માત્ર એક ભાગ હોય છે. લોડમાં છોડવામાં આવે છે.

આકૃતિ 4 — સિંગલ-ફેઝ રેક્ટિફાયર: a) સર્કિટ, b) ઑપરેશનના ટાઇમિંગ ડાયાગ્રામ

વિલંબ કોણ, થાઇરિસ્ટરના કુદરતી ઇગ્નીશનની ક્ષણથી માપવામાં આવે છે, જે ડિગ્રીમાં વ્યક્ત થાય છે, તેને નિયંત્રણ અથવા ગોઠવણ કોણ કહેવામાં આવે છે અને તેને α અક્ષર દ્વારા સૂચિત કરવામાં આવે છે. કોણ α (થાયરિસ્ટોર્સના એનોડ્સના વોલ્ટેજની તુલનામાં કંટ્રોલ પલ્સનું ફેઝ શિફ્ટ) બદલીને, અમે થાઇરિસ્ટર્સની ખુલ્લી સ્થિતિનો સમય બદલીએ છીએ અને તે મુજબ, લોડમાં સુધારેલ વોલ્ટેજ.