Трехфазный мостовой выпрямитель

Т

А В С

рехфазный мостовой выпрямитель содержит мост из 6 диодов. Диоды VD₁, DV₃, VD₅ образуют одну группу, а VD₂, VD₄, VD₆ – другую. Общая точка первой группы диодов образует «+» полюс на нагрузочном резисторе R_н, а общая точка второй группы образует «–» полюс (рисунок 67).

Т_р

а

b

с

R_н

i

U_н

VD₁

VD₂

VD₃

VD₄

VD₅

VD₆

U₂

t₁

t₂

t₃

U_a

U_b

U_с

t

i_1,4

i_1,6

i_3,6

i_3,8

i_5,2

i_5,4

Рисунок 67 – Схема и временные диаграммы трехфазного мостового выпрямителя

–

В каждый момент времени ток в R_н и двух диодах появляется тогда, когда к этим диодам приложено наибольшее напряжение. Например, в интервал времени t₁ – t₂ ток возникает в цепи VD₁ – R_н – VD₄, так как в этот интервал к этим диодам приложено напряжение U_аb, которое больше других линейных напряжений. В интервале t₂ – t₃ открыты диоды VD₁, VD₆, так как U_ac = max и т. д. Токи в R_н имеют одно и то же направление. Временные диаграммы показаны на рисунке 67. В такой схеме коэффициент пульсаций р = 0,057.

Сглаживающие фильтры

Сглаживающий фильтр – это устройство, предназначенное для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения.

Сглаживающий фильтр (СФ) включают (см. рисунок 60) сразу после вентильной группы (ВГ).

Основными элементами СФ являются конденсаторы, индуктивные катушки, а также транзисторы, сопротивления которых различны для постоянного и переменного токов.

Для постоянного тока R_c = , а R_L мало, а R_Тр на 2 – 3 порядка меньше сопротивления переменному току. Основным параметром, характеризующим эффективность СФ, является коэффициент сглаживания

q = p_вх / p_вых,

где p_вх – коэффициент пульсаций на входе фильтра (т. е. для схемы выпрямителя без фильтра);

p_вых – коэффициент пульсаций на выходе фильтра (т. е. для схемы выпрямителя с фильтром).

Сглаживающие фильтры подразделяются:

• В зависимости от типа фильтрующего элемента:

– емкостные;

– индуктивные;

– электронные фильтры.

• По количеству фильтрующих звеньев:

– однозвенные;

– многозвенные.

Емкостные фильтры

Емкостный фильтр представляет собой конденсатор, который включают параллельно нагрузочному резистору R_н. Рассмотрим его работу с однополупериодным выпрямителем (рисунок 68).

U_c = U_н

VD

i₂

На временных диаграммах (рисунок 69) видно, что в интервале t₁ – t₂, конденсатор через открытый диод заряжается до амплитудного значения U₂, так как в этот период U₂ > U_c, i_a = i_c + i_н. В интервале t₂ – t₃, когда U₂ < U_c, конденсатор разряжается на нагрузочный резистор R_н, заполняя разрядным током паузу в нагрузочном токе i_н, которая имеется в однополупериодном выпрямителе без фильтра. В этот интервал времени U_н на R_н снижается до некоторого значения, соответствующего t₃, при котором U₂ в положительный полупериод равно U_c.

i_a

U₂

СФ

Тр

t

t₁

t₂

t₃

R_н

U_н

U₂

U_C

Рисунок 69 – Временные диаграммы выпрямителя с емкостным фильтром

Рисунок 68 – Однополупериодный выпрямитель с емкостным фильтром

После этого диод вновь открывается, СФ заряжается и процессы зарядки и разрядки СФ повторяются. Такие СФ применяются с высокоомным R_н.

Коэффициент пульсаций определяется по формуле:

τ_разр = С_ф · R_н.