Prof. Stanisław Kuta
Katedra Elektroniki AGH
e-mail: [e-mail]

Prostowniki niesterowane

Program wykładu



Definicja parametrów prostowników



Prostowniki jednofazowe



Prostowniki dwufazowe



Prostowniki trójfazowe



Prostowniki z obciążeniem rezystancyjnym



Prostowniki z filtrem pojemnościowym



Prostowniki z filtrem indukcyjnym



Prostowniki z filtrem pojemnościowo -

indukcyjnym

Układ prostowniczy składa się zazwyczaj z
transformatora oraz diod prostowniczych pełniących
rolę jednokierunkowych zaworów prądowych, dzięki
czemu wejściowy prąd przemienny o składowej
średniej równej zeru jest w układzie prostowniczym
przetwarzany na tętniący prąd jednokierunkowy o
składowej średniej różnej od zera. Po odfiltrowaniu
tętnień w układzie filtracyjnym uzyskuje się
w odbiorniku energii żądaną wartość prądu i
napięcia. Przy użyciu diod realizuje się układy
prostownicze niesterowane, w których wartość
stałego napięcia lub prądu wyjściowego jest
ustalona i nie podlega regulacji. Za pomocą
tyrystorów można zrealizować układy prostownicze
sterowane, umożliwiające ciągłą regulację napięcia
lub prądu wyjściowego, stosowane najczęściej w
układach regulacji mocy. Układy prostownicze
obejmują szeroki zakres zastosowań w zakresie
mocy od kilku watów do tysięcy kW.

Prostownik jednopołówkowy

S

u

O

i

O

R

S

R

O

u



O

S

i

u ,

t



max

I



2





2

O

i

sm

U

S

u

sm

sm

O

sm

O

u

U

dx

x

U

U

U

U









1

sin

2

1

0











Obciążenie rezystancyjne

Prostownik jednopołówkowy

S

u

O

i

O

R

S

R

O

u



Prostownik dwupołówkowy

S

u

O

i

S

R

S

u

O

u

O

R



S

R

S

u

O

i

O

u

O

R



1

2

1

2

3

4

Obciążenie
rezystancyjne

sm

sm

O

sm

O

u

U

dx

x

U

U

U

U









2

sin

1

0











Prostownik dwupołówkowy







2

1

1

2







O

s

u

R

R

d l a

O

S

R

R 

3

2



t

k

S

O

sm

D

R

R

U

I





max

Sm

R

U

U

2



Sm

R

U

U



w u k ł a d z i e G r a e t z a

Obciążenie rezystancyjne

Prostownik trójfazowy

O

u

R

S

T

1

s

u

2

s

u

3

s

u

1

i

2

i

3

i

O

i

Obciążenie rezystancyjne

sm

sm

sm

sm

O

U

U

U

dx

x

U

U

83

,

0

2

3

3

3

3

sin

sin

2

3

6

5

6

























Prostownik trójfazowy

Obciążenie rezystancyjne

Prostownik
sześciofazowy

R

S

T

'

2

i

2

s

u

1

s

u

3

s

u

1'

2'

3'

1" 2"

3"

'

3

i

'

1

i

"

3

i

"

2

i

"

1

i

O

R

O

u

O

i

Obciążenie
rezystancyjne

Prostownik
sześciofazowy

Obciążenie
rezystancyjne

R

S

T

'

2

i

2

s

u

1

s

u

3

s

u

1'

2'

3'

1" 2"

3"

'

3

i

'

1

i

"

3

i

"

2

i

"

1

i

O

R

O

u

O

i

sm

sm

sm

sm

O

U

U

U

dx

x

U

U

97

,

0

2

6

6

6

sin

sin

2

6

3

2

3

























Prostownik
sześciofazowy

1

s

u

t







2

sm

U

u

2

s

u

3

s

u



3

t



6

5



6

9



6

13



6

17



6



i

'

1

i

'

2

i

'

3

i

0

'

1

i

'

2

i

t



6

7



6

11



6

15



6

19



2



"

3

i

"

1

i

"

2

i

"

3

i

Obciążenie
rezystancyjne

Prostownik (ogólnie) m-fazowy









m

m

R

R

m

m

O

s

u











sin

1

1

sin













6

m

dla

97,

0

3

m

dla

83,

0







1

2

2

m

k

t













)

6

podst.

(pulsacja

6

m

dla

057,

0

)

3

podst.

(pulsacja

3

m

dla

25,

0





Prostownik jednofazowy z obciążeniem
rezystancyjnym z szeregowo połączonym
źródłem napięcia stałego





sm

B

U

E

cos

arc





Prostowniki z obciążeniem pojemnościowo-
rezystancyjnym

S

u

O

R

S

R

O

u



D

C

O

i

a)

S

u

O

i



4

D

1

D

2

D

3

D

C

O

u

O

R

c)

d)

R

S

T

2

S

u

3

S

u

1

S

u

S

u

O

i

S

R

S

u

O

u

O

R



S

R

1

D

2

D

C

b)

1

D

2

D

3

D

O

u

O

R

C

R

S

T

1

D

i

2

D

i

Przebiegi czasowe w prostowniku
dwupołówkowym z filtrem o wejściu
pojemnościowym

Na poprzednim rysunku rzeczywisty przebieg napięcia

O

u

został zastąpiony przebiegiem piłokształtnym, co znajduje

uzasadnienie przy bardzo małym stosunku rezystancji

ładowania do rezystancji rozładowania kondensatora

1



O

S

R

R

.

S p r a w n o ś ć n a p i ę c i o w a

O

sm

O

u

R

C

m

U

U













1

1

W s p ó ł c z y n n i k t ę t n i e ń

O

O

m

t

R

C

m

U

U

k



1

1





N a p i ę c i e z w r o t n e

sm

O

sm

R

U

U

U

U

2







Prostowniki z obciążeniem rezystancyjno –
indukcyjnym

S

u

O

i

2

D

S

u

O

u

O

R



1

D

1

D

i

2

D

i

L

2



m

S

u

O

i

O

u

O

R



1

D

4

D

2

D

3

D

L

1

D

i

2

D

i

2



m

O

i

t





2



5

,

0



1



0



L

R

L



10











2







Sm

O

O

Sm

O

u

U

R

I

U

U

2

1

2

1

1

3

2



















O

O

m

t

R

L

U

U

k



Prostowniki
dwufazowe

Prostowniki trójfazowe i sześciofazowe z
obciążeniem rezystancyjno – indukcyjnym

R

S

T

1

s

u

2

s

u

3

s

u

1

i

2

i

3

i

1

D

2

D

3

D

'

1

D

'

2

D

'

3

D

'

2

i

'

3

i

'

1

i

3



m

O

i

O

u

O

R

L

u

R

S

T

2

s

u

1

s

u

3

s

u

O

i

O

u

O

R

L

1

D

2

D

3

D

4

D

5

D

6

D

6



m

Prostowniki trójfazowe i
sześciofazowe









m

m

U

R

I

U

U

Sm

O

O

Sm

O

u







sin













6

m

dla

97

,

0

3

m

dla

83

,

0



























2

2

1

1

1

sin

1

4

O

O

m

t

R

L

m

m

m

m

U

U

k





























































6

m

6

1

038

,

0

3

m

3

1

19

,

0

2

2

O

O

R

L

R

L





Z astosow anie w układach prostow ników fi ltrów indukcy jno -

pojem nościow y ch (niekiedy w postaci kilku ogniw fi ltru L C ) skutkuje
znaczny m polepszeniem fi ltracji tętnień. D la zerow ej lub m ałej w artości
indukcy jności L układ pracuje jak prostow nik z obciążeniem
pojem nościow y m (prąd i

O

pły nie im pulsam i o m ały m kącie przepły w u.

W m iarę w zrostu w artości indukcy jności L kąt przepły w u rośnie, aż
począw szy od pew nej w artości kry ty cznej L

kr

prąd pły nie w sposób ciągły





2

2 

i w łaściw ości układu zbliżają się do prostow nika z obciążeniem

indukcy jny m , z ty m , że fi ltracja tętniącego napięcia na w ejściu fi ltru jest
skuteczniejsza dzięki działaniu kondensatora C .

1



/

2

0

O

I

u



1

5

,

0

3

/

2

uc



2



m

uL

uR



 ,

tR

k

tC

k

tL

k

tLC

k

t

k

1



/

2

0

u





5

,

0

iL



2



m

iR



i

k

i

k

100

iC





R

L

C

2

/

1

1

O

I

Porównanie charakterystyk różnych układów
prostowniczych