2. Трехфазный однополупериодный выпрямитель с нулевым выводом вторичной обмотки трансформатора (рис. П1.1а).

В схему входят: силовой трансформатор Т, три диода V1–V3 и резистор нагрузки R_d.

В указанной схеме вентили работают поочередно в течение 1/3 периода, причем, в каждый заданный момент времени открыт тот вентиль, к которому приложено максимальное напряжение, при этом два других вентиля закрыты, так как их катоды находятся под положительным потенциалом. Например, в интервале времени t1– t2 (рис. П1.2а), когда максимальное напряжение U_а на аноде вентиля V1, ток проходит по цепи: фаза «А» - вентиль V1 – нагрузка R_d – нулевая точка; остальные вентили (V2, V3) закрыты, т.к. их катоды имеют одинаковый положительный потенциал, равный потенциалу анода открытого вентиля V1.

Схема относится к однополупериодным выпрямителям: ток во вторичной обмотке трансформатора течет в одном направлении, намагничивая сердечник и снижая к.п.д. трансформатора и всего выпрямителя.

Электрические параметры схемы между собой связаны следующими соотношениями:

U_d = 1,17U₂

U_обр = U_2m = U₂ = 2,09 U_d

где

U_d – выпрямленное напряжение;

U₂ – напряжение на вторичной обмотке трансформатора;

U_обр – обратное напряжение, приложенное к вентилю.

3. Трехфазная двухполупериодная мостовая схема (схема Ларионова, рис. П1.1б).

В схему входят – силовой трансформатор Т, шесть диодов: V1, V3, V5 – катодная группа, V2, V4, V6 – анодная группа; резистор нагрузки R_d.

В указанной схеме вентили работают попарно – поочередно, причем, в каждый заданный момент времени работают (открыты) те два вентиля, к которым приложено максимальное напряжение. Например, в интервале времени t1–t2 (рис. 1.2б) открыты вентили V1, V4; t2–t3 – V1, V6; t3–t4 – V3, V6; t4–t5 – V3, V2; t5–t6 – V5, V2; t6–t7 – V5, V4 и так далее.

Схема относится к двухполупериодным выпрямителям: ток по вторичной обмотке за период протекает дважды, причем, в противоположном направлении. Поэтому вынужденное подмагничивание сердечника трансформатора отсутствует.

Электрические параметры схемы связаны между собой следующими соотношениями:

где

U_d – выпрямленное напряжение;

– напряжение во вторичной обмотке трансформатора;

U_обр – обратное напряжение, приложенное к вентилю.

Небольшое значение обратного напряжения и незначительные пульсации выпрямленного тока являются преимуществами схемы Ларионова, которая в основном применяется в выпрямителях средней и большой мощности.

а б

Рис. П1.1. Основные схемы трехфазных выпрямителей:

а) трехфазная с нулевым выводом;

б) трехфазная мостовая (схема Ларионова).

а б

Рис. П1.2. Графики напряжений и токов в трехфазных выпрямителях:

а) с нулевым выводом; б) мостовой (Ларионова).

4. Сглаживающие фильтры.

Сглаживающие фильтры (СФ) применяются для уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения. Основным требованием, предъявляемым к сглаживающим фильтрам, является максимально возможное уменьшение переменных составляющих токов и напряжений в сопротивлении нагрузки.

Эффективность действия фильтра оценивается величиной коэффициента сглаживания S, величина которого определяется соотношением

где и - коэффициенты пульсации до и после сглаживающего фильтра соответственно.

При разработке схемы сглаживающих фильтров помимо заданной величины S исходят из минимальных потерь постоянной составляющей выпрямленного напряжения в элементах фильтра, минимального веса и габаритов, высокого к.п.д. и достаточной надежности.

В трехфазных выпрямителях, как правило, применяют индуктивные сглаживающие фильтры. Включение катушки индуктивности (дросселя) последовательно с нагрузкой, значительно уменьшает падение напряжения на сопротивлении нагрузке R_d от переменной составляющей выпрямленного тока.