4.3. Схемы выпрямления трехфазного тока

4.3.1. Трехфазная мостовая схема выпрямителя. В подавляющем большинстве случаев вентили в выпрямительном блоке включаются по трехфазной мостовой схеме (схема Ларионова А.Н.), показанной на рис. 4.4,а. В каждое плечо моста включается по I (или 2) вентилю. Нечетные вентили 1,3,5 образуют анодную группу, четные 2,4,6 – катодную. В общие выводы групп (+ и -) включается дуга R_g. К средним точкам а,в,с между четными и нечетными вентилями подключают фазные напряжения от вторичных обмоток трехфазного трансформатора. Четные и нечетные вентили имеют встречную проводимость.

Рис. 4.4. Схема включения вентилей (а) и графики изменения выпрямленного напряжения и тока во времени (б).

При такой схеме включения в каждую 1/3 периода Т работают 2 вентиля, пропуская обе полуволны синусоидального тока (рис. 4.4,б). Поэтому в течение периода Т сработают все 6 вентилей, а частота пульсации выпрямленного напряжения U₆ при частоте питающей сети 50 Гц станет равной 300 Гц. Иными словами, форма выпрямленного напряжения будет близкой к форме идеального постоянного напряжения. Действительно величина выпрямленного напряжения U₆ отличается от амплитудного значения выпрямляемого напряжения U_m (рис.4.4,б) на 5 %.

Форма выпрямленного тока в случае, если в сварочной цепи отсутствуют индуктивные сопротивления, ничем не отличается от формы пульсирующего напряжения U₆ (рис. 4.4,6). Если же в цепи имеются X₆, обусловленные усиленными магнитными полями расссеяния трансформатора «ли наличием дросселя, то выпрямленный ток практически не имеет пульсации, (рис. 4.4,б). Величина тока I₈ при мостовой схеме включения вентилей определяется по формуле

(4.1)

где I_m – амплитудное значение пульсирующего тока на выходе из выпрямительного блока.

4.3.2. Схема выпрямления с уравнительным реактором. Выпрямление трехфазного переменного токе. по шестифазной схеме с уравнительным реактором (рис. 4.5) на практике применяется реже, чем по трехфазной мостовой.

Рис. 4.5. Шестифазная схема выпрямления трехфазного пе-ременного тока с уравни-тельным реактором

Каждая вторичная обмотка трехфазного трансформатора разделена на две полу обмотки. Последовательно с каждой полуобмоткой включается силовой вентиль. Первые полуобмотки с нечетными вентилями составляют одну трехфазную группу, вторые полу обмотки с четными вентилями – вторую. Группы соединяются звездами. Нулевые точки звезд соединяются: со стороны вентилей – между собой, образуя положительный полюс выпрямителя; со стороны начал полуобмоток – с концами обмотки однофазного уравнительного реактора УP. Обмотка уравнительного реактора имеет выведенную среднюю точку, которая является отрицательным полюсом выпрямителя. С точек "+'' и "-" выпрямителя снимают напряжение холостого хода U_xx.

Уравнительный реактор представляет собой катушку индуктивности, навитую из проводника большого сечения. Назначение УР состоит в выравнивании выпрямленного напряжения в двух чередующихся фазах путем обеспечения одновременного протекания тока в двух работающих вентилях.

Пульсация и величина выпрямленного этой схемой тока такие же, как и в трехфазной мостовой схеме. Однако схема с уравнительным реактором обеспечивает большую длительность протекания и меньшие значения амплитуды тока, что позволяет несколько повысить нагрузи выпрямителя. Поэтому такие схемы выпрямления целесообразно использовать для выпрямителей, рассчитанных на большие токи.

Недостатки схемы с уравнительным реактором очевидны: наличие громоздкой катушки реактора.

Хотелось бы отметить одно чрезвычайно важное для эксплуатации вентилей обстоятельство: в трехфазных схемах выпрямления каждый вентиль в непроводящем полупериоде находятся под напряжением, превышающем максимальное обратное напряжение примерно на 5 %. В практическом плане это означает, что приложенное напряжение не может достигать уровня напряжения пробоя, и, следовательно, вероятность выхода р-п переходов из строя здесь минимальна.