Principiul de funcționare și circuitul unui redresor de pod trifazat

Utilizatorii de circuite de alimentare de 380 volți din gospodărie au nevoie de un redresor pasiv (necontrolat) trifazat. Cunoașterea unora dintre caracteristicile dispozitivului electronic și a circuitelor de rectificare existente se va dovedi foarte utilă. Acest lucru îl va ajuta pe proprietarul echipamentelor electrice să-l opereze mai competent și mai eficient timp îndelungat.

Descrierea redresorului

Principala diferență între dispozitive și omologii lor monofazici este următoarea:

• primele sunt instalate în linii de 220 Volți și servesc la obținerea curenților constanți de magnitudine nesemnificativă (până la 50 Amperi);
• redresoarele trifazate sunt utilizate în circuite în care curenții de lucru (rectificați) depășesc semnificativ acest indicator și ajung la câteva sute de amperi.
• în comparație cu probele monofazate, aceste dispozitive au o structură mai complexă.

Circuite de rectificare cunoscute de tensiune trifazată, permițând obținerea nivelului minim de ondulare la ieșire.

În electrotehnică, acestea sunt numite „redresoare trifazate de pod”, deoarece prin modul în care deschid diodele, controlate de polaritatea tensiunii, seamănă cu un pod unidirecțional peste un râu. Doar direcția fluxului de electroni din ele alternează cu o frecvență de 50 Hz, care este inaccesibilă pentru ca mașinile să treacă alternativ pe fiecare parte.

Principiul de funcționare

Principiul de funcționare al oricărui convertor de tensiune sinusoidală se bazează pe proprietățile redresoare ale unui element semiconductor special - o diodă de germaniu sau siliciu. Când un curent alternativ trece prin el, semionda pozitivă „trece” liber prin joncțiunea electronică de lucru deplasată în direcția înainte. Când sunt expuși la o jumătate de undă negativă, electronii întâmpină un obstacol sub forma unei bariere potențiale, astfel încât curentul să nu poată circula prin joncțiune.

În cele mai simple circuite de comutare, se folosește un ciclu incomplet de procesare a nivelurilor variabile, deoarece a doua jumătate de undă este pierdută iremediabil. Acest lucru reduce semnificativ puterea convertibilă. Pentru a păstra componenta utilă, au fost dezvoltate circuite de rectificare cu 2 unde complete, în care numărul diodelor a crescut la două.

Un "circuit cu ciclu complet" poate conține 4 elemente redresoare, dar acesta este un circuit de punte.

Redresor multifazic cu jumătate de undă

La început, este mai convenabil să se ia în considerare redresoarele trifazate cu jumătate de undă, care sunt simplu de fabricat, utilizate în circuite convertoare simple și ieftine. La construirea lor, o diodă puternică este instalată în fiecare dintre faze, deservind doar această ramură.

În total, o probă de redresor cu jumătate de undă utilizează trei diode semiconductoare cu sarcini conectate la acestea. După studierea diagramelor tensiunilor și curenților obținuți la ieșirea circuitului electric, se pot trage următoarele concluzii:

• eficiența (eficiența) unui astfel de dispozitiv este foarte scăzută;
• puterea utilă se pierde atunci când se procesează semiondele negative ale celor trei faze;
• atunci când se utilizează astfel de dispozitive, este foarte dificil să se obțină caracteristicile de sarcină necesare.

Toate aceste dezavantaje ale circuitelor cu jumătate de undă au forțat dezvoltatorii să le complice aplicând principiul conversiei paralele duble.

Redresor cu undă completă

Unele eșantioane de echipamente electrice funcționează numai cu o cantitate mare de curent rectificat care curge în sarcină. Redresoarele cu jumătate de undă nu o pot furniza, ceea ce se explică prin pierderi semnificative în ele. Pentru a crește capacitatea de încărcare în circuitele de curent trifazate, redresoarele cu undă completă sunt utilizate din ce în ce mai mult, conținând două diode pentru fiecare fază.

Includerea clasică în acest caz se face conform schemei Larionov, în a cărei onoare este numit rectificatorul însuși.

O analiză a diagramelor de funcționare ale unui astfel de redresor demonstrează în mod clar avantajele sale incontestabile. În timpul funcționării acestor circuite, se folosesc atât semiondele pozitive, cât și cele negative, ceea ce crește eficiența întregului convertor. Acest lucru se explică prin faptul că structura trifazată a circuitului, împreună cu rectificarea cu undă completă, oferă o creștere de șase ori a frecvenței de ondulare. Datorită acestui fapt, amplitudinea semnalului la ieșire după condensatorii de netezire crește semnificativ (în comparație cu un redresor cu jumătate de undă), iar puterea furnizată sarcinii crește.

Dispozitive Bridge

„Circuitul redresor trifazat de pod” permite creșterea în continuare a eficienței transformării tensiunii alternative în tensiunea directă. Este mai convenabil să se reprezinte această metodă de pornire sub forma unei combinații de două circuite cu jumătate de undă cu punct zero, în care diodele impare formează un grup catodic, iar cele par formează uniunea lor anodică. Într-un circuit trifazat de punte, două ramuri pentru procesarea jumătăților de unde de polaritate diferită sunt de fapt combinate într-un singur sistem.

Principiul de funcționare al unui redresor trifazat de pod este cel mai ușor de imaginat după cum urmează:

• atunci când un potențial alternativ acționează la intrarea sa, pentru fiecare jumătate de undă, două din patru diode se dovedesc a fi deschise, conectate ca într-o oglindă;
• în primul caz, jumătatea de undă pozitivă a tensiunii de intrare este rectificată, iar în al doilea, cea negativă;
• Ca rezultat, la ieșirea unui astfel de circuit încrucișat, un plus acționează întotdeauna pe un pol al podului și un minus pe celălalt.

Atât în ​​punțile redresoare trifazate, cât și în circuitele cu undă completă pe joncțiunile diodelor, o parte din tensiunea de intrare se pierde (pe fiecare diodă - nu mai mult de 0,6 volți).

Pierderea totală pe ciclu (pozitivă și negativă) într-o punte trifazată va fi astfel de 1,2 volți. Proiectanții echipamentelor redresoare iau întotdeauna în considerare aceste pierderi și prestabilesc parametrii de intrare ușor supraestimați pentru a obține puterea de ieșire necesară.

Diagramele de tensiune a punților sau graficele sunt cea mai bună confirmare că acest mod de conectare a diodelor la circuitul redresor asigură un transfer maxim de energie. În același timp, pierderile mici de tensiune la joncțiuni pot fi compensate cel mai adesea datorită unei mai bune filtrări în circuitele secundare.

Caracteristicile unui pod trifazat și opțiuni pentru construcția acestuia

Circuitele podului redresor trifazat au opțiuni pentru îmbunătățirea parametrilor dispozitivului. Acestea pot fi îmbunătățite prin introducerea unor elemente de supapă suplimentare. Sunt echipate cu 6, 9 sau chiar 12 diode redresoare, conectate conform schemei „stea” sau „triunghi”.

Cu cât sunt utilizate mai multe faze (sau perechi de diode) în circuitul redresor, cu atât este mai redusă tensiunea de ieșire.

De exemplu, luați în considerare un dispozitiv cu 12 diode redresoare. Unul dintre grupurile în cantitate de 6 bucăți este inclus în acest caz în conformitate cu schema „stea” cu un punct zero comun, iar al doilea - într-un triunghi (fără sol). Ținând cont de faptul că redresoarele sunt conectate în serie, potențialele la ieșirea sistemului sunt însumate, iar frecvența de ondulare în sarcină se dovedește a fi de 12 ori mai mare decât valoarea rețelei (50 Hz). După filtrare, tensiunea furnizată consumatorului se caracterizează printr-o calitate superioară.

Compararea dispozitivelor monofazate și trifazate

Atunci când se compară circuitele de rectificare trifazate cu analogii monofazici, este important să rețineți următoarele puncte:

• primele sunt utilizate numai în rețelele de alimentare de 380 Volți, iar al doilea tip este permis să fie instalat atât în ​​circuite monofazate cât și trifazate (câte unul pentru fiecare dintre faze);
• redresoare de 380 Volți vă permit să convertiți o putere mare și să dezvoltați curenți semnificativi în sarcină;
• pe de altă parte, este ceva mai dificil să realizați un redresor trifazat pe cont propriu, deoarece este format dintr-un număr mai mare de componente.

Calculul unui redresor trifazat va fi, de asemenea, mai dificil, deoarece în acest caz sunt luate în considerare componentele vectoriale ale curenților și tensiunilor efective. Acest lucru se datorează faptului că în circuitele de 380 volți parametrii de fază sunt schimbați unul față de celălalt cu 120 de grade.

Nu este dificil să înțelegem esența funcționării unui redresor trifazat. Pentru a face acest lucru, va trebui să vă familiarizați cu elementele de bază ale dispozitivelor de supapă și să analizați circuitul electric pentru conectarea lor. Cunoașterea principiului de funcționare a redresoarelor îl va ajuta pe utilizator să îl utilizeze mai eficient în munca de zi cu zi.