Многофазные выпрямители.
Выпрямители средней и большой мощности (от 10 до 100 кВт и выше) выполняют преимущественно по многофазным схемам.
Достоинства: уменьшается коэффициент пульсаций; увеличивается среднее значение выпрямленного напряжения; снижается загрузка вентилей по току.
Схема трехфазного выпрямителя с нулевым выводом.
Первичные обмотки трансформатора соединены либо треугольником, либо звездой, а вторичные соединены звездой.
В любой момент времени, ток в нагрузку пропускает тот диод, потенциал анода которого наиболее положителен. Т.к. все диоды связаны с нагрузкой катодами, то направление тока в нагрузке всегда одинаково.
В интервале t1-t2 открыт VD1, t2-t3 – VD2 и т. д.
Т.о каждый вентиль работает в течении 1/3 периода синусоидального напряжения. Т.е. напряжение нагрузки пульсирует с частотой, в 3 раза больше частоты сети.
Т.к. каждая из обмоток пропускает ток в течении 1/3 периода в одном направлении происходит подмагничивание сердечника трансформатора. Это, а также высокое обратное напряжение на диодах позволяет использовать эту схему для выпрямления низких напряжений.
Схема трехфазного мостового выпрямителя.
Схема допускает соединение первичных и вторичных обмоток трансформатора как треугольником, так и звездой.
Диоды VD1 – VD3 составляют анодную группу, VD4 – VD6 – катодную группу.
В любой момент времени ток в нагрузку пропускают два диода: один из анодной, второй из катодной группы.
В анодной группе работает тот диод, потенциал катода которого наиболее отрицательный, а в катодной – потенциал анода которого наиболее положительный.
В интервале t1-t2 открыты VD2; VD4, t2-t3 – VD3; VD4 и т. д.
|
|
Т.о. каждый диод в составе двух пар открыт в течении 1/3 периода, а каждая пара пропускает ток в течении 1/6 периода. Частота U0 в 6 раз больше частоты сети.
Т.к. в каждой фазе вторичной обмотки трансформатора ток является переменным, то намагничивание сердечника отсутствует.
Шестифазная схема с нулевым выводом
В первые ½ периода работает один 3-х фазный выпрямитель, вторые ½ периода – второй. Ток в нагрузку пропускает один диод, что уменьшает падение напряжения, а U0 пульсирует с частотой в шесть раз больше частоты сети.
Недостатки: пульсирующий поток намагничивания сердечника, высокое обратное напряжение.
Комбинированные схемы(для получения меньшей величины пульсации выпрямленного напряжения)
Двенадцатифазный выпрямитель последовательного типа
Трансформаторы мостовых схем имеют различные группы соединений звезда/звезда, звезда/треугольник, поэтому вторичные линейные напряжения смещены на 300, что делает частоту пульсаций выпрямленного напряжения в двенадцать раз больше частоты сети. Сложение выпрямленных напряжений увеличивает напряжение на выходе вдвое.
Двенадцатифазный выпрямитель параллельного типа
Как и в предыдущей схеме имеется смещение на 300, поэтому частота пульсаций U0 в 12 раз больше частоты сети.
Т.к. выпрямители соединены параллельно, токи проходящие через них суммируются, что увеличивает допустимую мощность нагрузки.