6. Трехфазные выпрямители.

1. Однополупериодный трехфазный выпрямитель с нулевым выводом трансформатора.

Принципиальная схема – на рис. 3.3.1, (г).

Эквивалентная схема – на рис. 3.6.1.

Рис. 3.6.1. Эквивалентная схема трехфазного выпрямителя с

нулевым выводом трансформатора.

В каждый данный момент времени проводит только тот диод, анод которого имеет более высокий потенциал относительно нулевого вывода трансформатора (общей точки фазных э.д.с). Временные диаграммы работы – на рис. 3.6.2.

Рис. 3.6.2. Временные диаграммы работы трехфазного выпрямителя с

нулевым выводом трансформатора.

Продолжительность работы каждого вентиля составляет треть периода:

. (3.6.1)

Для активной нагрузки напряжение и ток имеют одинаковую форму и содержат три пульсации за период.

Электрические параметры.

Среднее значение выпрямленного напряжения:

. (3.6.2)

Находится как среднее за период повторяемости .

Среднее значение выпрямленного тока:

. (3.6.3)

Амплитуда 1–й гармоники пульсаций:

, (3.6.4)

где , а цифра 3 в знаменателе дроби является числом пульсаций за период.

Коэффициент пульсации на 1-й гармоники:

. (3.6.5)

Частота пульсаций 1-й гармоники:

. (3.6.6)

Среднее значение тока диода:

. (3.6.7)

Максимальное обратное напряжение на диоде:

. (3.6.8)

Равно амплитуде линейного входного напряжения.

Если учесть R_ВН (сопротивление обмотки и диода в прямом направлении), то КПД:

. (3.4.6)

2. Трехфазный мостовой выпрямитель.

Принципиальная схема – на рис. 3.3.1. (д).

Эквивалентная схема – на рис. 3.6.3., временные диаграммы работы – на рис.3.6.4.

Трехфазный мостовой выпрямитель содержит 6 диодов, соединенных в трехфазный мост. Нулевой вывод вторичной обмотки трансформатора здесь не нужен, его вторичные обмотки могут включаться и звездой и треугольником. Трансформатор может отсутствовать, нейтраль трехфазной сети не используется (преимущество).

Рис. 3.6.3. Эквивалентная схема трехфазного

мостового выпрямителя.

В проводящем состоянии одновременно находятся два диода (накрест лежащие, один из анодной группы, другой из катодной), между которыми в текущий момент времени действует в проводящем состоянии наибольшее линейное напряжение.

Интервал проводимости каждого диода составляет треть периода ( ), а интервал совместной работы двух диодов – периода ( ). За период напряжения происходит 6 переключений диодов.

Рис. 3.6.4. Временные диаграммы работы трехфазного мостового выпрямителя.

Среднее значение выпрямленного напряжения:

, (3.6.9)

или

(3.6.10)

Напряжение на нагрузке по сравнению с трехфазным выпрямителем с нулевым выводом получается вдвое больше.

Среднее значение выпрямленного тока:

. (3.6.11)

Амплитуда 1–й гармоники пульсаций:

, (3.6.12)

где цифра 6 в знаменателе дроби является числом пульсаций за период.

Коэффициент пульсации на 1-й гармоники:

. (3.6.13)

Амплитуда 1-й гармоники пульсаций всего 5.7% от U₀ , в то время как для схемы нулевым выводом – 25%.

Частота пульсаций 1-й гармоники:

. (3.6.14)

Поскольку каждый диод проводит в течение трети периода, среднее значение тока диода:

. (3.6.15)

Максимальное обратное напряжение на диоде:

. (3.6.16)

Равно амплитуде линейного входного напряжения.

Кривая входного тока выпрямителя определяется током двух вентилей, подключенных к данной фазе (см. ia на рис. 3.6.4), один из них входит в анодную группу, другой в катодную.

36