Трехфазные выпрямители

Трехфазные выпрямителиприменяют как выпрямители средней и большой мощностей. Существует два основных типа выпрямителей: с нейтральным выводом и мостовой.

На рис. 8.16,а изображена схема трехфазного выпрямителя с нейтральным выводом. В него входят: трехфазный трансформатор, обмотки которого соединены звездой, три диода, включенные в каждую из фаз трансформатора, и нагрузочный резистор R_н.

Работу выпрямителя удобно рассматривать с помощью временных диаграмм, представленных на рис. 8.16,б. Из рисунка видно, что диоды работают поочередно, каждый в течение трети периода, когда потенциал начала одной из фазных обмоток (например, а) более положителен, чем двух других (b и с). Выпрямленный ток в нагрузочном резисторе R_н создается токами каждого диода, имеет одно и то же направление и равен сумме выпрямленных токов каждой из фаз: i_н = i_a + i_b + i_c.

Рисунок 8.16. Схема (а), временные диаграммы напряжения и токов (б) трехфазного выпрямителя с нейтральным выводом

В нагрузочном токе i_н этого выпрямителя пульсации значительно меньше по сравнению с однофазным выпрямителем.

Коэффициент пульсации имеет значение 0,25.

Трехфазный выпрямитель с нейтральным выводом служит для питания нагрузочных устройств, в которых средние значения выпрямленного тока доходят до сотен ампер, а напряжение — до десятков киловольт. Достоинством такого выпрямителя является достаточно высокая надежность, что определяется минимальным количеством диодов. К недостаткам следует отнести подмагничивание сердечника трансформатора постоянным током, что приводит к снижению КПД выпрямителя.

Рисунок 8.17. Схема (а), временные диаграммы напряжений и токов (б) трехфазного мостового выпрямителя

Трехфазный мостовой выпрямитель,несмотря на то, что в нем используется в 2 раза больше диодов, по всем показателям превосходит рассмотренный трехфазный выпрямитель и поэтому наиболее распространен среди выпрямителей средней и большой мощности. Схема того выпрямителя (см. рис.8.17, a) была предложена в 1923 г. проф. А. Н. Ларионовым. Данный выпрямитель содержит мост из шести диодов Диоды VD₁, VD₃, VD₅ образуют одну группу, а диоды VD₂, VD₄, VD₆ — другую. Общая точка первой группы диодов образует положительный полюс на нагрузочном резисторе R_н, а общая точка торой группы — отрицательный полюс на нем. В этом выпрямителе каждый момент времени ток в нагрузочном резисторе и двух диодах появляется тогда, когда к этим диодам приложено наибольшее напряжение. Например, в интервал времени t₁ — t₂ (см.рис.8.17, б) ток возникает в цепи диод VD₁ — нагрузочный резистор R_н — диод VD₄, так как к этим диодам приложено линейное напряжение u_ab, которое этот интервал времени больше других линейных напряжений. В интервал времени t₂ — t₃ открыты диоды VD₁, VD₆,так как к ним приложено наибольшее в это время линейное напряжение и_ас и т.д. Нетрудно видеть, что во все интервалы времени токи в нагрузочном резисторе R имеют одно и то же направление.

Из временных диаграмм рис.8.17, б видно, что пульсации выпрямленного напряжения значительно меньше, чем в трехфазном выпрямителе с нейтральным выводом.

Подсчет коэффициента пульсации дает значение 0,057.