Меню

Нулевая схема выпрямления трехфазного напряжения

ТРЕХФАЗНАЯ СХЕМА ВЫПРЯМИТЕЛЯ С НУЛЕВОЙ ТОЧКОЙ

Трехфазный выпрямитель (рисунок 11.6,а) состоит из трансформатора с вторичными обмотками, соединенными звездой, Первичные обмотки могут соединяться звездой или треугольником.

Рисунок 11.6 — Схема трехфазного выпрямителя с нулевой точкой (а),

временная диаграмма работы выпрямителя (b)

Принцип действия схемы рассмотрим с помощью временных диаграмм (рисунок 11.6,b). Токи через диоды протекают только при положительных значениях фазных напряжений, однако, в открытом состоянии может находиться только тот диод, для которого фазное напряжение выше, чем у двух других. На интервале 1-2 открыт диод VD1, фазное напряжение больше фазных напряжений и . В точке 2 диод VD1 закрывается, т.к. фазное напряжение становится больше , и открывается диод VD2. Таким образом, коммутация токов происходит при положительных полуволнах в точках, где фазные напряжения равны. Интервал проводимости каждого диода составляет 2π/3. Открытый диод подключает напряжение соответствующей фазы к нагрузке. Напряжение на нагрузке формируется из однополярных пульсирующих напряжений, представляющих собой участки фазных напряжений , , . При чисто активной нагрузке формы тока и напряжения совпадают.

Среднее значение выпрямленного напряжения как

, где — действующее значение фазного напряжения во вторичной обмотке трансформатора.

При заданном напряжении можно найти необходимое напряжение .

Коэффициент пульсации по первой гармонике составляет ,

в этом выражении , т.к. в период колебаний напряжения сети укладывается три пульса. Первая гармоника пульсации имеет частоту трехкратную частоте сети.

Обратное напряжение найдено как разность потенциалов анода и катода. При проводящем диоде VD2 обратное напряжение будет равно линейному напряжению , а при открытом диоде VD3 – линейному напряжению . При выборе диода следует учитывать, что максимальное обратное напряжение равно амплитуде линейного вторичного напряжения .Средний ток диодов связан со средним значением тока нагрузки , . Через вторичные обмотки трансформатора протекают постоянные составляющие тока , что приводит к появлению в каждом стержне постоянного магнитного потока. Явление вынужденного подмагничивания магнитопровода трансформатора может привести к насыщению магнитопровода. Поэтому трехфазная схема с нулевой точкой самостоятельного значения не имеет, а является составной частью более сложных схем выпрямителей. Это мостовые схемы и схемы с уравнительным реактором.

Читайте также:  Средне выпрямительное значение напряжение

Источник



Трехфазная нулевая схема выпрямления

Трехфазные выпрямители применяют в устройствах большой и средней мощности.

К фазам А, В и С последовательно подключены диоды В 1, В 2 и В 3, катоды которых соединены в общую точку «К». Между нейтральной точкой «N» и общей «К» включена нагрузка R. (рис.63)

Работа каждой фазы протекает поочередно. Ток через каждый диод проходит только тогда, когда напряжение в данной фазе выше напряжений в двух других фазах. Это возможно всего в течение 1/3 периода. Например, когда напряжение фазы Uа положительно и максимально, диод B 1 открыт, а два других диода заперты.

Рис.63. Трехфазная нулевая схема выпрямления

Ток фазы А проходит через В 1 и сопротивление R. Выпрямленное напряжение в эту треть периода равно напряжению фазы А. В следующую треть периода диод В 1 закрывается, а В 2 открывается, фаза В подключается к нагрузке R и т.д. В этой схеме каждая фаза работает 1/3 периода, а 2/3 периода диод закрыт обратным напряжением. Среднее значение выпрямленного напряжения:

где -действующее значение фазного напряжения.

Кривые выпрямленного тока и напряжения приведены на рис.64.

Рис.64. Выпрямленный ток и напряжение

Достоинства трехфазной нулевой схемы:

1. Применение схемы позволяет создать равномерную нагрузку на все три фазы

2. Уменьшить пульсацию выпрямленного напряжения.

3. Повысить коэффициент мощности

4. По сравнению с однофазной и двухфазной схемами достоинством является непрерывность тока нагрузки.

Недостатком схемы является наличие постоянной составляющей тока фаз, что приводит к подмагничиванию магнитопровода трансформатора, из-за чего увеличивается намагничивающий ток и ограничивается применение этих схем в мощных установках. Также недостатком является большое обратное напряжение на диодах.

Источник

Трехфазный выпрямитель с нулевым выводом

date image2015-02-18
views image6522

Читайте также:  Как преобразовать малое напряжения

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Выпрямители трехфазного тока применяются для питания потребителей средней и большой мощности. Наиболее простой схемой трехфазного выпрямителя является схема с нулевым выводом, предложенная Миткевичем и носящая его имя. На рис.3.9 показана принципиальная схема такого выпрямителя при соединении обмоток трансформатора звездой. Первичные обмотки трансформатора подключены к сети трехфазного переменного тока. В каждой фазе вторичной обмотки включен диод. При активной нагрузке коммутация диодов происходит практически мгновенно. Это значит, что в каждый момент времени ток проходит только через одни диод, анод которого имеет наиболее высокий потенциал — см. рис.3.11. Продолжительность работы каждого вентиля равна 2p/3, т.e. треть периода напряжения сети. Среднее значение выпрямленного напряжения

Здесь U — действующее значение фазного вторичного напряжения, а Um — максимальное значение фазного вторичного напряжения (его амплитуда). Соответственно, действующее значение фазного вторичного напряжения в зависимости от выпрямленного выражается соотношением

Среднее амплитудное значение тока вентиля и вторичного тока

Действующее значение тока вентиля и вторичного тока

Максимальное значение обратного напряжения на вентиле

Расчетная мощность вторичной обмотки трансформатора

Действующее значение тока первичной обмотки

Расчетная мощность первичной обмотки трансформатора

Типовая мощность трансформатора

Коэффициент пульсации для данной схемы

а частота пульсации равна утроенной частоте сети

На трехфазном выпрямителе с нулевым выводом токи вторичной обмотки (и токи вентилей) содержат постоянную составляющую, равную 1/3 Id, что приводит к нежелательному явлению вынужденного намагничивания сердечника трансформатора. Вследствие этого возрастают ток холостого хода трансформатора и потери в стали. Кроме того, первичный ток i1 становится несинусоидальным и высшие гармонические составляющие его попадают в питающую сеть. Для устранения этих недостатков приходится увеличивать сечение сердечника, а, следовательно, и типовую мощность трансформатора по сравнению с расчетным значением SТ.

Читайте также:  Чем меньше напряжение тем меньше сопротивление тела человека

Источник