Трехфазная мостовая Схема выпрямителя

 

Трехфазная мостовая схема выпрямителя (схема Ларионова) (рисунок 11.7,а) содержит выпрямительный мост. Нижнюю группу диодов, которые соединены катодами, называют катодной группой, верхнюю группу диодов называют анодной группой. Нагрузка включается между анодами и катодами диодов.

Рисунок 11.7 - Схема трехфазного мостового выпрямителя (а); временная диаграмма работы выпрямителя (б)

Эту схему можно рассматривать как последовательное включение двух схем трехфазных выпрямителей с нулевой точкой. Одна из этих схем представлена анодной группой диодов (VD4,VD6,VD2), а вторая - катодной группой диодов (VD1,VD3, VD5). Нумерация диодов в данной схеме носит не случайный характер, а соответствует порядку включения их в работу. Ток нагрузки создается под действием линейного напряжения, он протекает через один из диодов катодной группы и один из диодов анодной группы (рисунок 11.7,b).

В катодной группе в открытом состоянии будет находиться тот из диодов, фазное напряжение которого имеет наибольшую величину; в анодной группе диодов в открытом состоянии будет находиться тот из диодов, фазное напряжение которого имеет наименьшую величину (с учетом знака). Следовательно, будет проводить та пара диодов, к которой в этот момент приложено наибольшее линейное напряжение. На участке 1-2 временной диаграммы наибольшее положительное напряжение имеет , подаваемое к аноду диода, а наименьшее значение напряжения имеет , следовательно, ток в этом промежутке протекает через диоды VD1 и VD6. Аналогично можно проследить моменты включения и выключения диодов. Интервал проводимости каждого из диодов , а совместно пара диодов открыты на интервале . За период происходит шесть переключений, поэтому эту схему называют «шестипульсной».

Среднее значение выпрямленного напряжения

 

, (11.15)

 

где - действующее значение фазного напряжения во вторичной обмотке трансформатора.

При заданном напряжении можно найти необходимое напряжение

 

. (11.16)

 

Коэффициент пульсации по первой гармонике составляет

 

, (11.17)

 

в этом выражении 6, т.к. в период колебаний напряжения сети укладывается шесть пульсов. Первая гармоника пульсации имеет частоту шестикратную частоте сети.

Обратное напряжение найдено как разность потенциалов анода и катода.

При выборе диода следует учитывать, что максимальное обратное напряжение равно амплитуде линейного вторичного напряжения

 

. (11.18)

 

Средний ток диодов связан со средним значением тока нагрузки

 

, . (11.19)

 

Трехфазная мостовая схема выпрямителя имеет лучшие показатели, чем трехфазная схема с нулевой точкой.

1. Действующее значение фазного напряжения на вторичной обмотке трансформатора в два раза меньше, чем в схеме с нулевой точкой, при одинаковых .
2. Коэффициент пульсации по первой гармонике значительно меньше, чем в схеме с нулевой точкой.
3. Частота первой гармонической составляющей в два раза больше, чем в схеме с нулевой точкой. Это упрощает задачу сглаживания выпрямленного напряжения.
4. При реализации схемы требуются диоды с меньшим обратным допустимым напряжением.
5. Среднее значение тока через вторичную обмотку трансформатора равно нулю, т.к. токи, протекающие через диоды анодной и катодной групп, противоположно направлены. Это исключает крайне нежелательный эффект подмагничивания сердечника трансформатора.

 

 

СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ

Значительные пульсации выпрямленного напряжения не позволяют его использовать для непосредственного питания электронной аппаратуры. Для уменьшения коэффициента пульсации используют сглаживающие фильтры. В зависимости от элементов, которые входят в их состав, фильтры подразделяют на простые фильтры С, L, Г-образные RC, LC и комбинированные CRC, CLC. Наличие сглаживающего фильтра оказывает существенное влияние на работу выпрямителя, нагрузкой которого он является. Нагрузка может носить резистивно-емкостный или резистивно-индуктивный характер.