Сабуров 2 питання
Випрямлена напруга змінюється по кривій, що є обвідної
позитивних напівхвиль фазних напруг.
Перемикання діодів відбувається в точках перетину
позитивних полусінусоід напруги.
У навантаженні струми, що проходять через три діода підсумовуються.
Служить для живлення пристроїв, в яких
Iн.ср доходять до 100 А, а напруга до десятків кіловольт.
постійним струмом, що призводить
Мають високу надійність.
Трифазні випрямлячі мають найкращою характеристикою випрямлення змінного струму - меншим коефіцієнтом пульсацій вихідної напруги в порівнянні з однофазними випрямлячами. Пов'язано це з тим, що в трифазному електричному струмі синусоїди різних фаз «перекривають» один одного. Після випрямлення такого напруження, складання амплітуд різних фаз не відбувається, а виділяється максимальна амплітуда зі значень всіх трьох фаз вхідної напруги.
Трифазний випрямляч «три четвертьмоста паралельно» (Миткевича В. Ф.) (трифазний випрямітельс нейтральним висновком)
Схема трифазного ртутного випрямляча за схемою В. Ф. Миткевича приведена в [3].
Три четвертьмоста паралельно (Миткевича В. Ф.)
Вид ЕРС на вході (точками) і на виході (суцільний).
Площа під інтегральної кривої дорівнює:
,
де - максимальне (найбільше) миттєве значення ЕРС. - ефективне (діюча) значення ЕРС вторинної обмотки трансформатора або генератора.
Середня ЕРС дорівнює:
На холостому ходу і близьких до нього режимах ЕРС в галузі з найбільшою на даному відрізку періоду ЕРС обратносмещает (закриває) діоди в галузі з меншою на даному відрізку періоду ЕРС. Відносне еквівалентний активний опір при цьому дорівнює опору однієї гілки 3r. При збільшенні навантаження (зменшення Rn) з'являються і збільшуються відрізки періоду на яких обидві гілки працюють на одну навантаження паралельно. Відносне еквівалентну внутрішнє активний опір на цих відрізках одно 3r / 2. У режимі короткого замикання ці відрізки максимальні, але корисна потужність в цьому режимі дорівнює нулю.
Негативні напівперіоди у випрямлячі Миткевича не використовуються. Через це випрямляч Миткевича має дуже низький коефіцієнт використання габаритної потужності трансформатора і застосовується при малих потужностях.
Частота пульсацій дорівнює 3f. де f - частота мережі.
Абсолютна амплітуда пульсацій дорівнює.
Відносна амплітуда пульсацій дорівнює 0,5 / 0,83 = 0,6 (60%).
Середній та максімальнийпрямойток діодів:
Коефіцієнт пульсацій: 0,25.
Призначення - харчування навантажувальних пристроїв із середнім значенням випрямленого струму до сотень ампер, напруга - до десятків кіловольт.
Переваги: про висока надійність (мінімальна кількість діодів).
Недоліки: підмагнічуванню осердя постійним струмом (зниження к.к.д.).
Трифазний випрямляч «три напівмоста паралельно, об'єднані кільцем (трикутником)» ( «трикутник-Ларіонов») [ред | правити вікі-текст]
Вид ЕРС на вході (точками) і на виході (суцільний).
В деякій електротехнічної літературі іноді не розрізняють схеми «трикутник-Ларіонов» і «зірка-Ларіонов», які мають різні значення середнього випрямленої напруги, максимального струму, еквівалентного активного внутрішнього опору та ін.
У випрямлячі «трикутник-Ларіонов» втрати в міді більше, ніж у випрямлячі «зірка-Ларіонов», тому на практиці частіше застосовується схема «зірка-Ларіонов».
Крім цього, випрямлячі Ларіонова А. Н. часто називають мостовими, насправді вони є полумостового паралельними.
В деякій літературі випрямлячі Ларіонова і подібні називають «Повнохвильова» (англ.full wave), насправді Повнохвильова є випрямляч «три послідовних моста» і подібні.
Площа під інтегральної кривої дорівнює:
.
Середня ЕРС дорівнює:, тобто більше, ніж у випрямлячі Миткевича.
В роботі схеми «трикутник-Ларіонов» є два періоди. Великий період дорівнює 360 ° (). Малий період дорівнює 60 ° (), і повторюється всередині великого 6 разів. Малий період складається з двох малих полупериодов по 30 ° (), які зеркальносімметрічни і тому досить розібрати роботу схеми на одному малому напівперіоді в 30 °.
На холостому ходу і в режимах близьких до нього ЕРС в галузі з найбільшою на даному відрізку періоду обратносмещает (закриває) діоди з меншими на даному відрізку періоду ЕРС.
У початковий момент () ЕРС в одній з гілок дорівнює нулю, а ЕРС в двох інших гілках рівні, при цьому відкриті два верхніх діода і один нижній діод. Еквівалентна схема являє собою дві паралельні гілки з однаковими ЕРС (0,87) і однаковими опорами по 3r кожне, еквівалентний опір обох гілок одно 3r / 2. Далі, на малому напівперіоді, одна з двох ЕРС, рівних 0,87, росте до 1,0, інша зменшується до 0,5, а третя росте від 0,0 до 0,5. Один з двох відкритих верхніх діодів закривається, і еквівалентна схема стає паралельним включенням двох гілок, в одній з яких більша ЕРС і її опір одно 3r. в іншій гілці утворюється послідовне включення двох менших ЕРС, і її опір дорівнює 2 × 3r = 6r. еквівалентний опір обох гілок одно
Частота пульсацій дорівнює 6f. де f - частота мережі.
Абсолютна амплітуда пульсацій дорівнює.
Відносна амплітуда пульсацій дорівнює 0,13 / 0,95 = 0,14 (14%).
Трифазний випрямляч «три напівмоста паралельно, об'єднані зіркою» ( «зірка-Ларіонова») [ред | правити вікі-текст]
Три напівмоста паралельно, об'єднані зіркою ( «зірка-Ларіонов»).
U2Л-діюче значення лінійної напруги.
Розкладемо в ряд Фур'є
Коефіцієнт пульсацій: 0,057.
К.к.д. випрямляча Ларіонова більше к.к.д. випрямляча з нейтральним висновком, так як немає підмагнічування сердечника трансформатора постійним струмом.
Площа під інтегральної кривої дорівнює:
.
Середня ЕРС дорівнює:, тобто в разів більше, ніж в схемах «трикутник-Ларіонов» і «три паралельних повних моста» і вдвічі більше, ніж в схемі Миткевича.
У цьому випрямлячі є великий період рівний 360 ° і малий період, рівний 60 °. У великому періоді поміщаються 6 малих періодів. Малий період в 60 ° складається з двох зеркальносімметрічних частин по 30 °, тому для опису роботи цієї схеми досить розібрати її роботу на одній частині в 30 ° малого періоду. На початку малого періоду () ЕРС в одній з гілок дорівнює нулю, в двох інших - по 0,87 × Em. Ці дві гілки включені послідовно. Еквівалентну внутрішнє активний опір при цьому одно. Далі, одна з ЕРС збільшується від 0,87 до 1,0, інша зменшується від 0,87 до 0,5, а третя росте від 0,0 до 0,5. Еквівалентна схема при цьому змінюється і являє собою дві послідовно включені гілки, в одній з яких одна ЕРС і її опір дорівнює опору однієї обмотки 3r. в інший дві паралельно включені ЕРС з опором 3r кожна, еквівалентний опір двох паралельних гілок одно 3r / 2. Еквівалентний активний внутрішній опір всього ланцюга одно 3r / 2 + 3r = 9r / 2 = 4,5r. У режимах близьких до холостого ходу (при малих навантаженнях) в паралельних гілках ЕРС в галузі з більшою ЕРС обратносмещает (закриває) діод в галузі з меншою ЕРС, при цьому змінюється еквівалентна схема. При збільшенні навантаження з'являються і збільшуються відрізки періоду на яких обидві гілки працюють на навантаження паралельно. У режимі короткого замикання відрізки паралельної роботи збільшуються до довжини всього періоду, але корисна потужність в цьому режимі дорівнює нулю.
Частота пульсацій дорівнює 6f. де f - частота мережі.
Абсолютна амплітуда пульсацій дорівнює.
Відносна амплітуда пульсацій дорівнює 0,23 / 1,65 = 0,14 (14%).
Трифазні випрямлячі «шість мостів» (24 діода)
Графік ЕРС (зелений) на виході випрямляча «шість паралельних мостів».
Ще менш відомі трифазні випрямлячі «шість мостів паралельно» і «шість мостів послідовно». Вони складаються з двох трифазних трансформаторів. Первинні обмотки одного з них включаються зіркою, іншого - трикутником, що створює зрушення фаз в 30 °. Шість вторинних обмоток підключаються до шести мостам (двадцять чотири діода). Мости можуть включатися різними способами, один з них - паралельне включення всіх шести мостів. Через малі пульсацій випрямляч за цією схемою можна порівняти за масою стали і міді з випрямлячем «три паралельних моста» з дроселем фільтра, що згладжує пульсації до такого ж рівня. Ці випрямлячі полномостовие. Вони також як і випрямляч «три паралельних моста» за багатьма параметрами перевершують і випрямляч Миткевича і випрямляч Ларіонова. При цьому потрібні діоди із середнім струмом через один діод майже вчетверо меншим, ніж в схемі Ларіонова, і вдвічі меншим, ніж в схемі «три паралельних повних моста». Ця схема дозволяє побудувати випрямляч великої потужності на елементах малої потужності.
Трифазний випрямляч «шість мостів послідовно» має найбільшу еквівалентну внутрішнє активний опір і може знайти застосування в джерелах високої напруги великої потужності, наприклад, в блоках харчування промислових установок електростатичного очищення газів.