Мостовой выпрямитель трехфазного напряжения

Общие сведения

Потребители большой мощности питаются выпрямленным трехфазным переменным током. Несколько большая в сравнении с однофазным выпрямителем стоимость трехфазного выпрямителя многократно окупается за счет более простого сглаживания выходного напряжения.

Чаще всего используется мостовая схема выпрямления трёхфазного напряжения (рис. 23.1а). Она состоит из 6 вентилей (полупроводниковых диодов) и питается линейными напряжениями трёхфазного источника. На рис. 23.1б показаны кривые фазных напряжений источника питания uA, uB, uC и кривая выпрямленного напряжения ud. Выпрямленное напряжение образуется разностью фазных напряжений, т.е. линейными напряжениями. В нечётной группе вентилей в открытом состоянии находится тот вентиль, у которого на аноде положительное наибольшее напряжение, а в чётной – тот вентиль, у которого на катоде отрицательное наименьшее напряжение. Разность положительного наиблльшего напряжения и отрицательного наименьшего напряжения и есть выпрямленное напряжение на выходе трёхфазного моста. Эта разность на рис. 23.1а заштрихована. Так на отрезке 30o<t<150o открыт диод Д1, так как напряжение uA на этом отрезке имеет наибольшее значение. В чётной группе вентилей на отрезке 90o<t<240o открыт диод Д2, так как у него на катоде напряжение uC имеет наименьшее значение. При t=150o диод Д1 закрывается и открывается диод Д3, а при t=240o закрывается диод Д2 и открывается Д4. На рисунке 23.1в показаны графики токов в диодах.

Средняя величина выпрямленного напряжения в трёхфазном мосте

Амплитуда пульсаций

Коэффициент пульсаций

;

Частота пульсаций m = fпульс / fвх=6.

Для сглаживания пульсаций применяются ёмкостный, индуктивный или индуктивно-ёмкостный фильтры. Ёмкостный фильтр эффективен, когда ток нагрузки невелик, т.е. сопротивление нагрузки велико по сравнению с ёмкостным сопротивлением фильтра. Индуктивный фильтр, наоборот, эффективен при больших токах, когда сопротивление нагрузки мало по сравнению с индуктивным сопротивлением фильтра. Смешанный индуктивно-ёмкостный фильтр хорошо сглаживает в широком диапазоне изменения нагрузки: при малых токах сглаживание происходит в основном за счёт ёмкости, а при больших за счёт индуктивности.

Рис. 23.1