10. .Трёхфазные выпрямители.

Трехфазные выпрямители. Выпрямители трехфаз­ного тока применяются, п основном, для питания потребителей средней и большой мощности. При этом они равномерно нагружают сеть трехфазного тока. Из всего многообразия схем трехфазных выпря­мителей наиболее простой является трехфазная схема с нулевым выводом, представленная на рис. 4.6, а.

Рассмотрим работу этой схемы в случае чисто активной нагрузки. Как видно из рис. 4.6, а, схема состоит из трехфазного трансформатора Тр, трех вентилей и сопротивления нагрузки Rн. Первичная обмотка трансформатора может быть соединена звездой или треугольником, вторичная — только звез­дой. Катоды вентилей VД1, VД2 и VДЗ соединенные между собой, имеют положительный потенциал по отношению к нагрузке R_H; на нулевой точке транс­форматора — отрицательный потенциал.

Вентили в приведенной схеме работают поочеред­но, каждый в течение одной трети периода, когда потенциал анода одного вентиля более положителен, чем потенциалы анодов двух вентилей, т. е. когда соответствующее фазное напряжение будет положи­тельным и больше двух других фазных напряжений. Например, в интервале времени t₁, t₂ (рис. 4.6,б), когда напряжение U_2a положительно, а напряжения U2_b и U2с или отрицательны, или положительны, но имеют меньшее значение, чем напряжение U_2a, ток будет проходить по фазе «а» вторичной обмотки трансформатора через вентиль VД1 и нагрузочный резистор R_n. В следующую треть периода в интервале времени t₂, t₃ будет работать вентиль УД2, так как его анод имеет более высокий положительный потен­циал, чем аноды вентилей VД1 и VДЗ. Ток будет проходить по фазе «b» вторичной обмотки трансфор­матора через вентиль VД2 и нагрузку, причем через нагрузку он будет проходи it. u том же направлении, что и в предыдущую треп, периода. После этого будет работать вентиль VДЗ, затем снопа вентиль VД1 и т. д.

На рис. 4.6,6 выпрямленное (пульсирующее) на­пряжение, образованное участками синусоид фазных напряжений, изображено более толстой линией. Из итого же рисунка видно, что пульсации напряжения па нагрузке значительно меньше, чем в схемах выпрямителей однофазного тока, и их частота в 3 раза больше частоты сети, что облегчает фильтра­цию. Если применить схему с большим числом вентилей, то пульсации больше уменьшаются, и поэтому в некоторых случаях можно обойтись без сглаживающих фильтров.

10. . Сглаживающие фильтры.

СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ

При рассмотрении схем выпрямителей было уста­новлено, что выпрямленное напряжение всегда является пульсирующим и содержит кроме постоянной пе­ременные составляющие. Допустимые значения коэффициента пульсаций зависят от назначения и режима работы устройства. Поскольку в любой схеме выпрямителя коэффициент пульсаций выходного напряже­ния во много раз превышает пределы допустимых значений, на выходе выпрямителей включают сглажива­ющие фильтры. Основными требованиями, предъявляемыми к сглаживающему фильтру, являются умень­шение переменной составляющей и минимальное уменьшение постоянной составляющей выпрямленно­го напряжения. Последнее связано с тем, что фильтр включают между выпрямителем и нагрузкой и через него проходит весь ток нагрузки. При этом одновременно с уменьшением переменной составляющей за счет потерь в фильтре уменьшается и постоянная составляющая выпрямленного напряжения.

Одним из основных параметров фильтра является коэффициент сглаживания. Для обеспечения хорошего сглаживания необходи­мо, чтобы индуктивное сопротивление фильтра (рис. 4.7, а), включенного последовательно с нагруз­кой, было значительно больше сопротивления нагруз­ки на частоте пульсаций.

Широкое применение на практике находят Г-образные индуктивно-емкостные фильтры (рис. 4.8).

Более эффективным является П-образный фильтр. На рис. 4.9, а показана схема такого фильтра, представляющего собой сочетание простейшего емкостного и Г-образного фильтров.

Для получения более высокого коэффициента сглаживания пульсаций необходимо увеличивать Lф и Сф, что приводит к большим габаритным размерам и массам дросселей и конденсаторов. В том случае лучшие результаты получаются с помощью сложных многозвенных фильтров, состоящих из нескольких последовательно соединенных (Г-обратных звеньев фильтра (рис. 4.9, б).