Trójfazowy prostownik mostkowy - zasada działania i schematy działania

Jeśli w obwodach prądu stałego małej mocy stosowane są jednofazowe lub mostkowe prostowniki jednofazowe, wówczas do zasilania większych obciążeń czasami wymagane są prostowniki trójfazowe.

Prostowniki trójfazowe pozwalają na uzyskanie dużych wartości prądów stałych przy niskich poziomach tętnień napięcia wyjściowego, co wpływa na zmniejszenie wymagań dotyczących charakterystyki wyjściowego filtra wygładzającego.

Najpierw rozważmy jednofazowy trójfazowy prostownik pokazany na poniższym rysunku:

W obwodzie jednostronnym pokazanym na rysunku tylko trzy są podłączone do zacisków uzwojeń wtórnych transformatora trójfazowego. prostownik… Obciążenie jest podłączone do obwodu między wspólnym punktem, w którym zbiegają się katody diod, a wspólnym zaciskiem trzech uzwojeń wtórnych transformatora.

Rozważmy teraz przebiegi czasowe prądów i napięć występujących w uzwojeniach wtórnych transformatora i jednej z diod trójfazowego prostownika jednostronnego:

Niektóre urządzenia prądu stałego wymagają wyższego napięcia zasilania niż może zapewnić pojedynczy obwód powyżej. Dlatego w niektórych przypadkach bardziej odpowiedni jest trójfazowy obwód wypychający. Jego schematyczny schemat pokazano na poniższym rysunku.

Jak już zauważyliśmy, wymagania dotyczące filtrów są zmniejszone, co widać na wykresach. Obwód ten jest znany jako trójfazowy prostownik mostkowy Larionowa:

Teraz spójrz na diagramy i porównaj je ze schematem jednostek. Napięcie wyjściowe w obwodzie mostkowym można łatwo przedstawić jako sumę napięć dwóch pojedynczych prostowników pracujących w przeciwnych fazach. Napięcie Ud = Ud1 + Ud2. Liczba faz wyjściowych jest oczywiście większa, a częstotliwość fal sieciowych jest większa.

W tym konkretnym przypadku sześć faz prądu stałego zamiast trzech, które były w jednym obwodzie. Dlatego wymagania dotyczące filtra antyaliasingowego są zmniejszone, aw niektórych przypadkach można go całkowicie usunąć.

Trzy fazy uzwojeń połączone z dwoma półokresami prostowania dają częstotliwość podstawową równą sześciokrotności częstotliwości sieci (6 * 50 = 300). Widać to na wykresach napięć i prądów.

Połączenie mostkowe można postrzegać jako połączenie dwóch jednofazowych trójfazowych obwodów punktu zerowego, przy czym diody 1, 3 i 5 to grupa katodowa diod, a diody 2, 4 i 6 to grupa anodowa.

Wydaje się, że dwa transformatory są połączone w jeden. W każdej chwili prąd przepływa przez diody, w proces zaangażowane są jednocześnie dwie diody — po jednej z każdej grupy.

Dioda katodowa otwiera się, do której przyłożony jest wyższy potencjał w stosunku do anod przeciwnej grupy diod, aw grupie anodowej dokładnie ten z diod, do których przyłożony jest potencjał niższy w stosunku do katod diod z grupy katodowej otwiera się.

Przejście odstępów czasu pracy między diodami następuje w momentach naturalnego przełączenia, diody pracują po kolei. W rezultacie potencjał wspólnych katod i wspólnych anod można mierzyć za pomocą górnej i dolnej obwiedni wykresów napięcia fazowego (patrz diagramy).

Chwilowe wartości wyprostowanych napięć są równe różnicy potencjałów między grupami katod i anod diod, czyli sumie rzędnych na schemacie między obwiedniami. Prąd przewodzenia uzwojeń wtórnych pokazano na schemacie obciążenia rezystancyjnego.

Podobnie z transformatora trójfazowego można uzyskać więcej niż sześć faz stałego napięcia: dziewięć, dwanaście, osiemnaście, a nawet więcej. Im więcej faz (im więcej par diod) w prostowniku, tym niższy poziom tętnienia napięcia wyjściowego. Tutaj spójrz na obwód z 12 diodami:

Tutaj transformator trójfazowy zawiera dwa trójfazowe uzwojenia wtórne, jedna z grup jest połączona w obwód „trójkąt”, druga w „gwiazdę”. Liczba zwojów w cewkach grup różni się 1,73 razy, co umożliwia uzyskanie takich samych wartości napięcia z „gwiazdy” i „trójkąta”.

W tym przypadku przesunięcie fazowe napięć w tych dwóch grupach uzwojeń wtórnych względem siebie wynosi 30 °.Ponieważ prostowniki są połączone szeregowo, napięcie wyjściowe jest sumowane, a częstotliwość tętnień obciążenia jest teraz 12 razy wyższa niż częstotliwość sieci, podczas gdy poziom tętnień jest niższy.

Zobacz też:

Prostowniki sterowane - urządzenie, schematy, zasada działania

Najpopularniejsze schematy prostowania prądu przemiennego na prąd stały

Pełnookresowy prostownik punktu środkowego