3-х фазные неуправляемые выпрямители

1.

3х фазные неуправляемые
выпрямители

2.

Трехфазная схема выпрямления с нулевым
выводом
~u
i1A
i1B
u2A
u2B
i1C
u2C
Rн
VD1
08.02.2022
VD2
VD3
2

3.

Временная диаграмма трехфазного
напряжения
08.02.2022
3

4.

• В данном выпрямителе в любой
произвольно выбранный момент времени
открыт тот диод, анод которого
находится под наибольшим
положительным потенциалом.
• Два других диода будут закрыты, так как
наибольший потенциал открытого диода
окажется запирающим для двух других.
• VD1, VD2, VD3 – работают поочередно в
течение 1/3 периода

5.

Временная диаграмма
08.02.2022
5

6.

Временная диаграмма выпрямленного
трехфазного тока
i
iA
iB
iC
Im
Iн
0
08.02.2022
Т/3
Т
wt
6

7.

Основные расчетные соотношения
K П 0, 25
U d 1,17 U 2 ф
U обр.max 2 3 U 2
fп 3 fс
Недостаток: вынужденное
подмагничивание магнитопровода

8.

Среднее выпрямленное напряжение и
ток на нагрузке.
3 3
Ud
U 2 m 0,827 U 2 m
2
или
U d 1,17 U 2ф
I d 0,827 I 2 m
Максимальное
обратное
напряжение
на
каждом
диоде
определяется
линейного напряжения:
U обр.max 2 3 U 2ф 6 U 2ф
08.02.2022
амплитудой
2
U н.ср 2, 09 U d
3
8

9.

В каждом диоде ток проходит в течение Т/3, и
поэтому его среднее значение:
I пр.ср
Id
3
Максимальный прямой ток:
I пр.max
08.02.2022
U фm
Ud
1, 21 I d
Rн 0,827 Rн
9

10.

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.
Преимущества:
достаточно высокая
количество диодов.
надежность
и
минимальное
Недостатки:
подмагничивание
сердечника
трансформатора
постоянным током, что приводит к снижению к.п.д.
выпрямителя.
08.02.2022
10

11.

Схема двухполупериодного
выпрямления трехфазного тока
A
B
C
VD1
VD2
VD3
VD4
VD5
VD6
Rn
08.02.2022
in
11

12.

VD1
VD3
VD5
VD1
t1
t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9
VD4
t1
t2
t3
t4
t5
t6
t7
t8
VD6
–
–
–
–
–
–
–
–
t2
t3
t4
t5
t6
t7
t8
t9
VD2
VD1,VD4
VD1 ,VD6
VD3,VD6
VD3,VD2
VD5,VD2
VD5,VD4
VD1,VD4
VD1,VD4
VD4

13.

Временная диаграмма
напряжений и токов
трехфазного мостового
выпрямителя
08.02.2022
13

14.

Временная диаграмма
выпрямленного трехфазного тока
i
i1,4
i1,6
i3,6
i3,2
i5,2
i5,4
Im
Iн
0
08.02.2022
β
wt
2
14

15.

Из временных диаграмм видно, что пульсации
выпрямленного напряжения значительно меньше, чем в
трехфазном выпрямителе с нейтральным выводом.
Частота пульсаций выпрямленного
в 6 раз больше сетевой частоты:
напряжения
fп = 6fс
Коэффициент пульсации:
2
2
qп 2
2
0,057
m 1 6 1
где m – кратность частоты изменения сигнала к частоте тока в сети, m = 6.
08.02.2022
15

16.

Среднее выпрямленное напряжения
Его
значение
в
рассматриваем
в
2
раза
больше,
чем
в
с нейтральным выводом.
выпрямителе
выпрямителе
3 2
3 6
Ud
U 2л
U 2 2,34 U 2
π
π
где: U2л – линейное напряжение на вторичной обмотке трансформатора
Среднее выпрямленное значение тока:
3I m
Id
0,956 I m
Максимальное обратное напряжение:
U обр.max 1, 045 U d
08.02.2022
16

17.

Преимущества:
Трехфазный мостовой выпрямитель, несмотря
на то что в нем используется в два раза больше
диодов, по всем показателям превосходит
трехфазный выпрямитель.
У него выше к.п.д. выпрямителя, т.к. нет
подмагничивания сердечника трансформатора
постоянным током.
08.02.2022
17

18.

Основные расчетные соотношения в выпрямителях
Параметры
Однополупериод Двухполупериодн Двухполупери
ный однофазный ый однофазный одный
выпрямитель с
выпрямитель
мостовой
выводом средней однофазный
точки
выпрямитель
трансформатора
Трехфазный
выпрямител
ьс
нейтральны
м выводом
Трехфазный
мостовой
выпрямител
ь
0,45 U2
0,9 U2
0,9 U2
1,17 U2ф
2,34 U2ф
3,14 Ud
3,14 Ud
1,57 Ud
2,09 Ud
1,045 Ud
0,318 I2m
0,636 I2m
0,636 I2m
0,83 I2m
0,96 I2m
fс
2fс
2fс
3fс
6fс
Коэффициент пульсации Кп
1,57
0,67
0,67
0,25
0,057
Мощность трансформатора
3,09 Рd
1,48 Pd
1,23 Pd
1,35 Рd
1,045 Рd
Среднее значение
выпрямленного
напряжения Ud
Обратное максимальное
напряжение Uобр.max
Среднее значение
выпрямленного тока Id
Частота пульсаций fп
08.02.2022
18

19.

Внешняя характеристика
выпрямителя
Uн.ср
U н.ср. Eн.ср. U н.ср.
Eн.ср
Uн.ср1
ΔUн.ср1
Iн.ср
08.02.2022
Iн.ср1
.
19

20.

Трехфазный нулевой управляемый выпрямитель
08.02.2022
20

21.

Трехфазный мостовой управляемый выпрямитель
08.02.2022
21