Los usuarios de circuitos de alimentación de 380 voltios en el hogar necesitan un rectificador trifásico pasivo (no controlado). Conocer algunas de las características de un dispositivo electrónico y los circuitos de rectificación existentes resultará muy útil. Esto ayudará al propietario del equipo eléctrico a operarlo de manera más competente y eficiente durante mucho tiempo.
Descripción del rectificador
La principal diferencia entre los dispositivos y sus homólogos monofásicos es la siguiente:
- los primeros se instalan en líneas de 220 Voltios y sirven para obtener corrientes constantes de pequeña magnitud (hasta 50 Amperios);
- Los rectificadores trifásicos se utilizan en circuitos donde las corrientes de trabajo (rectificadas) superan significativamente este indicador y alcanzan varios cientos de amperios.
- en comparación con las muestras monofásicas, estos dispositivos tienen una estructura más compleja.
Circuitos de rectificación conocidos de tensión trifásica, que permiten obtener el nivel mínimo de ondulación en la salida.
En ingeniería eléctrica, se les llama "puentes rectificadores trifásicos", porque por la forma en que abren los diodos, controlados por la polaridad del voltaje, se asemejan a un puente unidireccional sobre un río. Solo la dirección del flujo de electrones en ellos se alterna con una frecuencia de 50 Hz, que es inaccesible para que los autos pasen alternativamente a cada lado.
Principio de operación
El principio de funcionamiento de cualquier convertidor de voltaje sinusoidal se basa en las propiedades rectificadoras de un elemento semiconductor especial: un diodo de germanio o silicio. Cuando una corriente alterna fluye a través de él, la media onda positiva "pasa" libremente a través de la unión electrónica de trabajo, desplazada en la dirección de avance. Cuando se exponen a una media onda negativa, los electrones encuentran un obstáculo en forma de barrera de potencial, por lo que la corriente no puede fluir a través de la unión.
En los circuitos de conmutación más simples, se utiliza un ciclo incompleto de procesamiento de niveles variables, ya que la segunda media onda se pierde irremediablemente. Esto reduce significativamente la potencia del convertible. Para preservar el componente útil, se desarrollaron 2 circuitos de rectificación de onda completa, en los que el número de diodos se incrementó a dos.
Un "circuito de ciclo completo" puede contener 4 elementos rectificadores, pero este es un circuito puente.
Rectificador multifásico de media onda
En total, una muestra de rectificador de media onda utiliza tres diodos semiconductores con cargas conectadas a ellos. Después de estudiar los diagramas de tensiones y corrientes obtenidos a la salida del circuito eléctrico, se pueden sacar las siguientes conclusiones:
- la eficiencia (eficiencia) de dicho dispositivo es muy baja;
- la potencia útil se pierde al procesar medias ondas negativas de las tres fases;
- cuando se utilizan tales dispositivos, es muy difícil obtener las características de carga requeridas.
Todas estas deficiencias de los circuitos de media onda obligaron a los desarrolladores a complicarlos aplicando el principio de doble conversión en paralelo.
Rectificador de onda completa
La inclusión clásica en este caso se realiza de acuerdo con el esquema de Larionov, en cuyo honor se nombra el rectificador.
Un análisis de los diagramas de funcionamiento de dicho rectificador demuestra claramente sus ventajas indiscutibles. Durante el funcionamiento de estos circuitos, se utilizan medias ondas positivas y negativas, lo que aumenta la eficiencia de todo el convertidor. Esto se explica por el hecho de que la estructura trifásica del circuito, junto con la rectificación de onda completa, proporciona un aumento de seis veces en la frecuencia de ondulación. Debido a esto, la amplitud de la señal en la salida después de los condensadores de suavizado aumenta significativamente (en comparación con un rectificador de media onda) y la potencia suministrada a la carga aumenta.
Dispositivos puente
El principio de funcionamiento de un puente rectificador trifásico es más fácil de imaginar de la siguiente manera:
- cuando un potencial alterno actúa en su entrada, por cada media onda, dos de cada cuatro diodos resultan abiertos, conectados como en un espejo;
- en el primer caso, se rectifica la media onda positiva de la tensión de entrada, y en el segundo, la negativa;
- Como resultado, a la salida de dicho circuito cruzado, siempre actúa un positivo en un polo del puente y un negativo en el otro.
Tanto en puentes rectificadores trifásicos como en circuitos de onda completa en uniones de diodos, se pierde parte del voltaje de entrada (en cada diodo, no más de 0,6 voltios).
La pérdida total por ciclo (positiva y negativa) en un puente trifásico será, por tanto, de 1,2 voltios. Los diseñadores de equipos rectificadores siempre tienen en cuenta estas pérdidas y preestablecen parámetros de entrada ligeramente sobreestimados para obtener la potencia de salida requerida.
Los diagramas o gráficos de voltaje de puente son la mejor confirmación de que esta forma de conectar diodos al circuito rectificador proporciona la máxima transferencia de energía. Al mismo tiempo, las pequeñas pérdidas de voltaje en las uniones se pueden compensar con mayor frecuencia debido a un mejor filtrado en los circuitos secundarios.
Características de un puente trifásico y opciones para su construcción.
Cuantas más fases (o pares de diodos) se utilicen en el circuito rectificador, menor será la ondulación del voltaje de salida.
Como ejemplo, considere un dispositivo con 12 diodos rectificadores. Uno de los grupos en la cantidad de 6 piezas se incluye en este caso de acuerdo con el esquema de "estrella" con un punto cero común, y el segundo, en un triángulo (sin tierra). Teniendo en cuenta el hecho de que los rectificadores están conectados en serie, se suman los potenciales en la salida del sistema y la frecuencia de rizado en la carga resulta ser 12 veces mayor que el valor de la red (50 Hertz). Después del filtrado, la tensión suministrada al consumidor se caracteriza por una calidad superior.
Comparación de dispositivos monofásicos y trifásicos
- los primeros se utilizan solo en redes eléctricas de 380 voltios, y el segundo tipo puede instalarse tanto en circuitos monofásicos como trifásicos (uno para cada una de las fases);
- los rectificadores de 380 voltios le permiten convertir grandes potencias y desarrollar corrientes significativas en la carga;
- por otro lado, es algo más difícil hacer un rectificador trifásico por tu cuenta, ya que consta de una mayor cantidad de componentes.
El cálculo de un rectificador trifásico también será más difícil, ya que en este caso se tienen en cuenta los componentes vectoriales de las corrientes y tensiones efectivas. Esto se debe al hecho de que en los circuitos de 380 voltios, los parámetros de fase se desplazan entre sí en 120 grados.
No es difícil comprender la esencia del funcionamiento de un rectificador trifásico. Para hacer esto, deberá familiarizarse con los conceptos básicos de los dispositivos de válvulas y analizar el circuito eléctrico para su conexión. El conocimiento del principio de funcionamiento de los rectificadores ayudará al usuario a utilizarlo de manera más eficiente en el trabajo diario.
¡Tipo! ¿Has oído algo sobre el plan de Larionov? Solo 6 diodos y no hay problema.