Трехфазный выпрямитель преобразует трехфазное питание переменного тока в выход постоянного тока с помощью диодов в цепи. Эти выпрямители могут выполнять различные функции выпрямления, включая полуволновое выпрямление и двухполупериодное выпрямление трехфазного питания. В этой статье подробно рассматриваются трехфазные выпрямители.
Трехфазное выпрямление
Трехфазный выпрямитель обеспечивает выпрямление трех фаз переменного тока. Трехфазное питание можно рассматривать как группу из трех одиночных фаз. Следовательно, трехфазное выпрямление будет следовать за тремя корпусами однофазных выпрямителей в одной цепи.
Полуволновое трехфазное выпрямление
Полупериодное выпрямление означает, что на выходе будет выпрямляться только половина входных циклов переменного тока:
Он состоит из трех диодов D1, D2 и D3, подключенных к трем фазам источника переменного тока. Аноды диодов подключаются к трем фазам питания, а катоды диодов - к общей точке. Нагрузка подключается между общей точкой диодов, действующей как клемма +, а клемма – нагрузки подключается к нейтральному источнику питания. В приведенной выше конфигурации каждый из трех диодов проводит одну треть цикла входного переменного тока.
Это связано с тем, что каждый диод испытывает разные моменты входного сигнала переменного тока, который будет проводить только диод, имеющий более положительную часть входного сигнала, в то время как другие останутся в выключенном состоянии. Это показано на диаграммах выше.
Полноволновое трехфазное выпрямление
Полноволновое выпрямление обеспечивает преобразование полной волны входного переменного тока в стабильный выходной постоянный ток. Для этой конфигурации требуется шесть диодов, при этом проводимость в разные моменты времени осуществляется полной парой диодов.
В приведенной выше конфигурации каждая фаза входного источника переменного тока подключается между двумя диодами. В этом случае проводит ток пара диодов, за исключением одного диода в случае полуволнового выпрямления. В приведенной выше схеме работают три разных двухполупериодных мостовых выпрямителя. Первая двухполупериодная мостовая выпрямительная сеть формируется между первыми двумя фазами A и B, тогда как вторая двухполупериодная мостовая выпрямительная сеть формируется между следующими двумя фазами B и C. Третья мостовая выпрямительная сеть формируется между фазами C и A. Следовательно, Полноволновое выпрямление достигается на всех фазах этой конфигурации.
В приведенной выше конфигурации каждый диод проводит 120 градусов или одну треть, но поскольку в этом случае для проводимости задействована пара диодов, каждая пара в данном случае проводит 60 градусов или одну шестую цикла, как показано выше. форма волны.
Пример: полуволновое выпрямление
Трехфазный трансформатор, соединенный звездой, напряжением 240 В переменного тока соединен с нагрузкой сопротивлением 60 Ом в трехфазном полуволновом выпрямителе. Рассчитайте среднее напряжение нагрузки постоянного тока, ток нагрузки и средний ток на диод. Среднее напряжение нагрузки постоянного тока определяется по формуле:
Ток нагрузки:
Для трехфазного полуволнового выпрямителя используются три диода, средний ток определяется как:
Пример: Полноволновое выпрямление
Трехфазный источник питания 145 В, 50 Гц подключается к двухполупериодному мостовому выпрямителю с резистором 250 Ом. Рассчитайте выходное напряжение постоянного тока и ток нагрузки. Пиковое линейное напряжение определяется по формуле:
Фазное напряжение каждой фазы определяется как:
Таким образом, выходное напряжение постоянного тока:
Ток нагрузки определяется по формуле:
Заключение
Преобразование балансного трехфазного питания в постоянный постоянный ток с помощью диодов называется трехфазным выпрямлением. Для выполнения этого выпрямления требуются три диода, то есть по одному на каждую фазу в случае полуволнового выпрямления, так как в случае полноволнового выпрямления для каждой фазы требуется два диода. Полноволновое выпрямление полезно, поскольку оно повышает эффективность моста и уменьшает содержание пульсаций.