Třífázový můstkový usměrňovač - princip činnosti a obvody
Pokud se pro stejnosměrné obvody s nízkým výkonem používají jednofázové nebo můstkové jednofázové usměrňovače, pak jsou někdy vyžadovány třífázové usměrňovače pro napájení vyššího výkonu.
Třífázové usměrňovače umožňují získat vysoké hodnoty konstantních proudů s nízkou úrovní zvlnění výstupního napětí, což má za následek snížení požadavků na vlastnosti vyhlazovacího výstupního filtru.
Nejprve tedy zvažte jednofázový třífázový usměrňovač zobrazený na obrázku níže:
V obvodu s jedním koncem znázorněném na obrázku jsou pouze tři připojeny ke svorkám sekundárních vinutí třífázového transformátoru. usměrňovač… Zátěž je připojena k obvodu mezi společným bodem, kde se sbíhají katody diod, a společnou svorkou tří sekundárních vinutí transformátoru.
Podívejme se nyní na časové diagramy proudů a napětí vyskytujících se v sekundárních vinutích transformátoru a jedné z diod třífázového jednopólového usměrňovače:
Některá stejnosměrná zařízení vyžadují vyšší napájecí napětí, než může poskytnout jeden výše uvedený obvod. Proto je v některých případech vhodnější třífázový výsuvný obvod. Jeho schéma je znázorněno na obrázku níže.
Jak jsme již poznamenali, požadavky na filtr jsou sníženy, můžete to vidět v grafech. Tento obvod je známý jako třífázový usměrňovač Larionovův můstek:
Nyní se podívejte na diagramy a porovnejte je s diagramem jednotek. Výstupní napětí v můstkovém obvodu je snadno reprezentováno jako součet napětí dvou jednotlivých usměrňovačů pracujících v opačných fázích. Napětí Ud = Ud1 + Ud2. Počet výstupních fází je samozřejmě větší a frekvence síťových vln je vyšší.
V tomto konkrétním případě šest stejnosměrných fází místo tří, které byly v jediném obvodu. Proto jsou požadavky na antialiasingový filtr sníženy a v některých případech jej lze zcela odstranit.
Tři fáze vinutí kombinované se dvěma půlcykly usměrnění dávají frekvenci základní vlny rovnající se šestinásobku frekvence sítě (6 * 50 = 300). To je patrné z diagramů napětí a proudu.
Můstkové zapojení lze považovat za kombinaci dvou jednofázových třífázových obvodů s nulovým bodem, přičemž diody 1, 3 a 5 jsou katodovou skupinou diod a diody 2, 4 a 6 jsou anodovou skupinou.
Zdá se, že dva transformátory jsou spojeny do jednoho. V každém okamžiku diodami protéká proud, do procesu jsou současně zapojeny dvě diody – jedna z každé skupiny.
Otevře se katodová dioda, na kterou je aplikován vyšší potenciál vzhledem k anodám opačné skupiny diod, a v anodové skupině přesně ten, který mají diody, na které je přiveden potenciál nižší vzhledem ke katodám diod katodové skupiny otevře.
K přechodu pracovních časových intervalů mezi diodami dochází v okamžicích přirozeného sepnutí, diody pracují v pořádku. V důsledku toho lze potenciál společných katod a společných anod měřit pomocí horní a dolní obálky grafů fázového napětí (viz diagramy).
Okamžité hodnoty usměrněných napětí se rovnají potenciálnímu rozdílu mezi katodovými a anodovými skupinami diod, to znamená součtu souřadnic v diagramu mezi obálkami. Dopředný proud sekundárních vinutí je znázorněn v diagramu odporové zátěže.
Podobně lze z třífázového transformátoru získat více než šest fází konstantního napětí: devět, dvanáct, osmnáct a ještě více. Čím více fází (čím více párů diod) v usměrňovači, tím nižší je úroveň zvlnění výstupního napětí. Zde se podívejte na obvod s 12 diodami:
Zde třífázový transformátor obsahuje dvě třífázová sekundární vinutí, jedna ze skupin je sdružena do obvodu «trojúhelník», druhá do «hvězdy». Počet závitů v cívkách skupin se liší 1,73krát, což umožňuje získat stejné hodnoty napětí z „hvězdy“ a z „trojúhelníku“.
V tomto případě je fázový posun napětí v těchto dvou skupinách sekundárních vinutí vůči sobě navzájem 30 °.Protože jsou usměrňovače zapojeny do série, výstupní napětí se sečte a frekvence zvlnění zátěže je nyní 12krát vyšší než frekvence sítě, zatímco úroveň zvlnění je nižší.
Viz také:
Řízené usměrňovače - zařízení, schémata, princip činnosti
Nejběžnější schémata usměrnění AC na DC