7.3.5. Трифазні випрямлячі

Для живлення навантажень середньої і великої потужності використовують трифазні випрямні схеми, які мають порівняно з однофазними ряд переваг:

- краще використовуються вентилі за струмом;

- суттєво нижчий коефіцієнт пульсацій;

- ефективне використання габаритної потужності транс-форматора;

- більш ефективне використання зглажуючих фільтрів.

До мережі трифазні випрямлячі підминаються через трифазні трансформатори, обмотки яких вмикаються зіркою або трикутником. Існують два типи схем трифазних випрямлячів: однопівперіодна – схема Міткевича; двопівперіодна мостова – схема Ларіонова.

Схема Міткевича

Однопівнеріоднас хема з нульовим виводом зображена на

рис. 7.11. Ця схема складається із трифазного трансформатора ТV, випрямних діодів VD₁…VD₃ та навантаження R_н, яке вмикається між спільним виводом вторинних обмоток трансформатора (нульовим виводом) та спільною точкою з’єднання випрямних діодів. Фактично ця схема являє собою три однофазних однопівперіодних випрямляча, увімкнених паралельно. Тому первинні обмотки трансформатора можуть з’єднуватися як зіркою, а вторинні – лише зіркою.

Рис. 7.11. Однопівнеріодна схема з нульовим виводом

Випрямні діоди працюють по черзі. За період напруги живлення кожен діод знаходиться у провідному стані третину періоду, причому проводить той діод, до анода якого на даний момент прикладена найбільш позитивна фазна напруга. Частота пульсації випрямленої напруги в три рази перевищує частоту мережі. Максимальна зворотна напруга на діоді дорівнює амплітуді лінійної напруги, тобто:

. (7.22)

Постійна складова випрямленої напруги:

. (7.23)

Максимальний струм діода:

. (7.24)

Форма струму у вторинній обмотці трансформатора збігається з формою струму, який протікає через діод. Струм у первинній обмотці має ту ж форму, але без постійної складової.

Коефіцієнт пульсації:

К_п = 0,25

Основним недоліком цієї схеми є наявність потоку змушеного намагнічування трансформатора, який спотворюється некомпенсованою постійною складовою, що протікає у вторинній обмотці. Тому типова потужність трансформатора повинна бути у 1,35 рази вищою потужності, яка виділяється на навантаженні:

Схема Ларіонова

Трифазна мостова схема випрямляча зображена на рис. 7.12. У цій схемі і первинна, і вторинна обмотки вмикатися за схемою «зірка/зірка». Шість випрямних діодів увімкнені у трифазну мостову схему і утворюють дві групи: анодну – VD₁,VD₂,VD₃ та катодну – VD₄, VD₅, VD₆.

Рис. 7.12 Трифазна мостова схема Ларіонова

Навантаження вмикається між спільними точками анодної і катодної груп діодів.

Усі діоди працюють попарно: один з анодної групи й один з катодної. У катодній групі струм проводить той діод, анодна напруга на якому більша, а в анодній – той, котрий має найбільш негативний потенціал на катоді. На рис. 7.13. наведено форми струмів та напруг в різних точках цієї схеми.

Рис.7.13. Часові діаграми трифазної мостової схеми

Ларіонова

Пульсації випрямленої напруги значно менші, ніж у три- фазному випрямлячі з нейтральним виводом і становить 0,057.

Постійна складова випрямленої напруги у два рази більше, ніж у випрямлячі з нейтральним виводом:

. (7.25)

Максимальна зворотна напруга дорівнює амплітудному значенню лінійної напруги. Діоди в даному випрямлячі можна вибирати за зворотною напругою, близькою до U_н.ср. ККД випрямляча Ларіонова більший за ККД випрямляча з нейтральним виводом, оскільки в мостовому випрямлячі немає підмагнічування осердя трансформатора постійним струмом.