преобразователь электрического
тока переменного направления в
ток постоянного направления. Большинство мощных источников электрической энергии вырабатывают
ток переменного направления (см.
Переменный ток). Однако многие электрические устройства на городском и железнодорожном транспорте, в химической и радиотехнической промышленности, в цветной металлургии и др. работают на токе постоянного направления (см.
Постоянный ток) различного напряжения. В простейшем случае переменный
ток выпрямляется вентилем электрическим (См.
Вентиль электрический), пропускающим
ток (например, синусоидальный) только или преимущественно в одном направлении. По видам применяемых вентилей В. т. подразделяют на электроконтактные, кенотронные, газотронные, тиратронные, ртутные, полупроводниковые и тиристорные.
Различают схемы В. т. однополупериодные, двухполупериодные с нулевым выводом и мостовые. На рис. 1, а приведена однополупериодная схема выпрямителя однофазного тока. Основные элементы В. т.: трансформатор Тр, вентиль В и сглаживающий фильтр С. Напряжение U1, обычно синусоидальное, от источника переменного тока через трансформатор Тр подаётся на вентиль В. Ток J в нагрузке Rн течёт только при положительной полярности подводимого напряжения, т. е. при открытом состоянии В. Конденсатор С заряжается положительными полуволнами пульсирующего тока, а в паузах, соответствующих по времени отрицательным полуволнам, разряжается на нагрузку. Таким образом, пульсирующий ток сглаживается, усредняется.
Однополупериодные однофазные схемы В. т. применяют главным образом в маломощных устройствах с ёмкостным или индуктивным сглаживающим фильтром. Основное преимущество - простота и малое число вентилей; недостатки - большие пульсации выпрямленного напряжения и высокое обратное напряжение на вентилях (при ёмкостном фильтре).
В двухполупериодной схеме В. т. (
рис. 1, б) применяют трансформатор со средней точкой во вторичной обмотке. Благодаря такому соединению обмотки с вентилями выпрямленный
ток формируется из обеих полуволн
тока. Частота пульсаций выпрямленного
тока при этом возрастает в два раза по сравнению с однополупериодным В. т. (так, если
U1 - напряжение промышленной частоты 50
гц, то частота пульсации
тока на нагрузке будет 100
гц), что облегчает сглаживание. Мостовая схема В. т. (
рис. 1, в) также двухполупериодная, но вторичная обмотка трансформатора выполнена без средней точки и имеет в два раза меньшее количество витков по сравнению со вторичной обмоткой трансформатора на
рис. 1, б. Дополнительное сглаживание выпрямленного
тока в этих схемах обеспечивается индуктивно-ёмкостными либо резистивно-ёмкостными фильтрами (см.
Электрический фильтр). Указанные схемы В. т. применяют обычно в системах питания устройств, у которых потребляемая мощность не превышает нескольких
квт (радиоприёмники, телевизоры, некоторые устройства автоматики и телемеханики и др.), и лишь в отдельных случаях для питания мощных (до тысячи
квт) устройств (например, двигателей электровозов). Существуют В. т., в которых наряду с выпрямлением
тока осуществляется умножение выпрямленного напряжения. Схемы с умножением обычно применяют в высоковольтных установках, предназначенных для испытания электрической изоляции, а также в рентгеновских установках, электронных осциллографах и т.п.
В трёхфазных цепях (См.
Трёхфазная цепь) для питания мощных промышленных установок, во избежание несимметричности нагрузки на сеть электроснабжения, применяют схемы трёхфазных В. т. Первичная обмотка трансформатора в таких В. т. соединяется в звезду или треугольник. В зависимости от числа вторичных обмоток трансформатора различают 3-, 6-, 12-, 18-фазные и т.д. однополупериодные и мостовые выпрямители трёхфазного
тока. На
рис. 2, а приведена трёхфазная однополупериодная схема. Первичная обмотка трансформатора соединена треугольником, а вторичная - звездой. Фазные токи
i1,
i2,
i3 выпрямляются и суммируются, образуя выпрямленный выходной
ток J. В мостовой трёхфазной схеме (
рис. 2, б) обе обмотки трансформатора соединены звездой. Основные преимущества её такие же, как и у однофазных схем В. т.
Лит.: Каганов И. Л., Электронные и ионные преобразователи, ч. 1-3, М. - Л., 1950-56.
М. М. Гельман.
Рис. 1. Схемы выпрямителей однофазного тока: а - однополупериодная; б - двухполупернодная; в - мостовая.
Рис. 2. Схемы выпрямителей трёхфазного тока: а - однополупериодная; б - двухполупериодная мостовая.