Схема обеспечивает шестикратную пульсацию выпрямленного напряжения при уровне q = 2/35 (5,7%), что во многих случаях оказывается вполне достаточным для желаемого сглаживания.

Как и в однофазной мостовой схеме, ток в трёхфазной мостовой в каждый момент времени протекает через два вентиля, один в анодной, а другой в катодной группе. Выпрямленная э.д.с. определяется значением линейного (междуфазного) вторичного напряжения трансформатора (Рис.4.9б). Из диаграмм следует, что среднее значение выпрямленной э.д.с.

(4-23)

где Е₂ –действующее значение вторичного напряжения фазной э.д.с.  Е₂= Е_do^/_36 0,43 Е_do.

Среднее значение тока вентиля I_a = I_d/3. (4-24)

К закрытому вентилю приложена амплитуда линейного вторичного напряжения, т.е.

U_{b max} =23E₂ = 1,047 E_do . (4-25)

Используя временные диаграммы для токов i₂ и i₁, находим действующие значения этих величин

Из Рис.4.6д . (4-26)

I₁ = I₂/K_т = (I_d2/3)/ K_т . (4-27)

Расчётная мощность трансформатора

(4-28)

Если подвести итог трёхфазным схемам выпрямления, то трёх-фазная мостовая имеет наилучшие показатели среди всех рас-смотренных. Она обеспечивает наиболее полное использование трансформатора (типовая мощность наименьшая). Допускает ра-боту и без него, если не требуются согласование напряжений или гальваническая развязка. Уровень пульсаций q = 2/35 (меньше 6%от величины E_d0) при шестикратной частоте. Для выпрямите-лей мощностью от единиц до сотен кВт это наиболее часто используемая (базовая) схема.

Шестифазная нулевая схема не находит применения из-за вы-нужденного подмагничивания трансформатора и только выпря-мители по схеме две обратные звезды с УР находят применение в низковольтных источниках с токами большой величины (элек-тролизные ванны). В таких выпрямителях падение напряжения на диодах может составлять существенную долю от E_d0 и с целью повышения к.п.д. нулевым схемам отдаётся предпочтение.

4.4 Составные многофазные схемы выпрямителей

Дальнейшее повышение кратности пульсаций выпрямленного напряжения возможно путём последовательного или параллель-ного включения уже рассмотренных нами схем выпрямителей. Вариант параллельного соединения двух трёхфазных выпрями-телей с нулевым выводом обмотки трансформатора мы в прин-ципе уже рассмотрели (Рис.4.7а). Однако эта схема требует применения уравнительного реактора, двух групп вторичных обмоток трансформатора и обеспечивает всего лишь шестикрат-ную пульсацию выходного напряжения. Трёхфазная мостовая схема (схема Ларионова) обеспечивает ту же шестикратную пульсацию без уравнительного дросселя и с одной группой вто-ричных обмоток трансформатора. Первичные и вторичные обмотки могут быть соединены в такой схеме, как в звезду, так и в треугольник.

Следует, однако, заметить, что в любой мостовой схеме можно при желании «усмотреть» последовательное соединение соответ-ствующих двух «нулевых» схем, т.е. мостовые схемы уже явля-ются в указанном выше смысле составными. На этот факт я обра-щал внимание ещё при анализе однофазных двухполупериодных выпрямителей (см. Рис.2.2a). Однако, это не означает, что шести-фазная мостовая схема является оптимальным решением для по-лучения двенадцатикратной пульсации выпрямленного напряже-ния. Для этого используются составные схемы выпрямителей со сдвигом напряжений между трёхфазными источниками на угол ( = 2/12 = /6).

Рис.4.10. Составные многофазные выпрямители с двенадцатикратным уровнем пульсаций и трёхобмоточным трансформатором:

а) – с последовательным соединением выпрямителей;

в) – с параллельным соединением и уравнительным реактором.

На Рис.4.10 показаны варианты с последовательным (а) и параллельным (б) включением двух мостовых выпрямителей. Обе схемы обеспечивают двенадцатикратную пульсацию, если питающие напряжения вентильных комплектов (мостов) сдвинуть на угол , равный половине их периода пульсации ( = /6) и при этом обеспечить равенство E_do1= E_do2 .

Фазовый сдвиг на угол  = /6 можно получить, используя, например, трёхобмоточный трансформатор с двумя группами вторичных обмоток, одна из которых соединена в звезду, а другая – в треугольник.

При последовательном по отношению к нагрузке включении вентильных комплектов, выходное напряжение составной схемы повышается за счёт суммирования их э.д.с. (E_do1+ E_do2), при этом величина максимального обратного напряжения для вентилей каждого из мостов будет ровна амплитуде линейного напряжения одной из вторичной обмотки соответствующего моста.

При параллельном включении вентильных мостов ток в нагрузке будет равен их сумме, т.е. повышается в 2 раза. Однако, для получения строго одинаковых значений E_do1 и E_do2 в каждом из вентильных комплектов и переменного напряжения на обмотках УР число витков вторичных обмоток трансформатора, соединённых в звезду должно быть в 3 раз меньше, чем число витков в обмотках, соединённых в треугольник. В низковольтных выпрямителях из-за малого числа витков вторичных обмоток такое условие может оказаться трудновыполнимым. Тогда вместо одного трёхобмоточного трансформатора можно устанавливать два двухобмоточных половинной мощности, а фазовый сдвиг обеспечивать за счёт схем соединения первичных обмоток.

Частота переменного напряжения, действующего на обмотки уравнительного дросселя в схеме Рис.4.10б, будет в 6 раз выше частоты питающей сети.

Рис.4.11. Составная многофазная схема выпрямителя с 24-кратным уровнем пульсаций за счёт применения фазовращателя.

Следующим шагом по увеличению кратности пульсаций выпрямленного напряжения и снижению их амплитуды может быть последовательное соединение уже двух составных схем выпрямителей, показанное на Рис.4.11. Между двумя двенад-цатифазными составными выпрямителями требуется обеспечить фазовый сдвиг на угол =2/m_экв= 360/24=15. Такой сдвиг можно получить либо с помощью статического фазовращателя (Рис.4.11), либо с помощью устанавливаемого на его место дополнительного трансформатора, вторичные обмотки которого соединяются в зигзаг (Рис.4.12а) или по схеме открытого треугольника (Рис.4.13а).

Статический фазовращатель ФВ представляет собой электри-ческую машину с заторможенным ротором. Угловое положение ротора относительно статора определяет фазовый сдвиг между первичным и вторичным напряжениями фазовращателя и обеспечивается с помощью механического устройства (обычно червячного редуктора).

Рис.4.12. Фазосдвигающий трансформатор с соединением вторичных обмоток по схеме «зиг-заг» а) – электрическая схема, в) – векторная диаграмма формирования вторичных напряжений.

Рис.4.13. Фазосдвигающий трансформатор с соединением вторичных обмоток по схеме «открытого» треугольника: а) – электрическая схема; б) – векторная диаграмма формирования вторичных напряжений.

Векторные диаграммы, поясняющие принцип образования фазового сдвига между первичной и вторичной обмотками фазосдвигающих трансформаторов, приведены на Рис.4.12б и Рис.4.13б. Более подробные количественные соотношения для расчёта таких трансформаторов и самих схем выпрямителей приведены в [6].