Трифазен мостов токоизправител: ректификационна верига

Основното използване на токоизправители е да се изведе източник на постоянен ток от източник на променлив ток. Почти всички електронни устройства изискват постоянен ток, така че трифазен токоизправител се използва вътре в електрозахранването на много широк спектър от електронно оборудване.

Цикъл цикъл верига

Това е токоизправител верига, която преобразува AC напрежение към DC напрежение. Тези схеми се наричат ​​пълноволтов токоизправител, тъй като генерират изходен сигнал с пълен цикъл.

Предимства на трифазовите токоизправители:

1. Поради ниската им цена в сравнение с централния тласък, те се използват широко в електрическата верига.
2. Това може да се използва за откриване на амплитудата на модулиран радиосигнал.
3. Мостовите токоизправители могат да се използват за подаване на поляризирано напрежение по време на заваряване.

Трифазна токоизправителна верига

Повечето индустриални източници на захранване за електродвигатели и заваръчни приложения използват трифазно променливо напрежение. Това означава, че устройството за тези схеми, трябва да се използва трифазен мост, който има шест диоди за пълен вълна поправка (две диоди за всеки ред от трите фази). Тази фигура показва електрическа верига за трифазно мостово коригиране.

Диаграмата показва вторичната намотка на трифазния трансформатор на диода на устройството. 1D, 3D и 5D са свързани помежду си, за да осигурят обща точка за отрицателния изход на мощността на изходното напрежение DC. 2D, 4D и 6D са свързани, за да осигурят обща точка за постоянна положителна мощност на изхода.

Електронна верига на трифазен мостов токоизправител, където е свързан към вторичната намотка на трифазен трансформатор. Трифазни входни синусоидални вълни (b). Шест половин вълни за DC изход. Добро правило за определяне на съединения с диод устройства е, че входното напрежение (U) на променлив ток да бъде свързан с мост, които са свързани с анода и катода на всеки две диоди.

Тъй като това се случва в две точки на моста, входът U няма определена полярност. Положителен терминал за захранването ще бъде свързан към моста, където са свързани два катодни диода и към моста ще бъде свързан отрицателен терминал и два диодни анода са свързани.

Тъй като шестте полувълни се припокриват, DC напрежението няма шанс да достигне нулево напрежение, така че средното DC изходно напрежение е много високо.

Използва се трифазен мостов изправител с пълна вълна, където необходимото количество DC е голямо и ефективността на трансформатора трябва да бъде висока. Тъй като изходните сигнали на полувълните се припокриват, те осигуряват нисък процент пулсации.

В тази схема изходната вълна е шест пъти по-висока от входната честота. Тъй като процентът на пулсациите е нисък, изходът U (DC) може да се използва без голямо филтриране. Този тип устройство е съвместимо с трансформатори, които са свързани със звезда или триъгълник.

Тип мост на устройството

Трифазната верига за ремонт на мостове използва шест диода (или тиристори, ако се изисква контрол). Изходното напрежение се характеризира с три стойности: минимално U, средно U и пиково напрежение.

Пълният вълнов трифазен токоизправител е подобен на Geithz мост.

Схема на трифазно устройство с пълна вълна. Конвенционалният трифазен токоизправител не използва неутрално. За мрежа 230 V / 400 V между два входа за токоизправители. Всъщност между двете входове винаги има съединение напрежение U (= 400 V).

Неконтролирано устройство означава, че не можете да коригирате средния изход U за този вход U. Неконтролираното коригиране използва диоди.

Контролираният токоизправител позволява да се регулира средното изходно напрежение, действащо на тиристорното закъснение на задействане (използвано вместо диоди). Тази команда изисква сложна електронна схема. Диодът се държи като тиристор, зареден без забавяне. Ректифицираното напрежение има тази форма.

Изход U трифазно изходно напрежение. Общо 7 криви: 6 синусоида и червена крива, която свързва горната част на синусоида ("синусоидални капачки"). 6 синусоида са 3 напрежения, които съставят U между фазите и 3 идентични напрежения, но с противоположния знак:

U31 = -U13U23 = -U32U21 = -U12.

Червената крива представлява U на изхода на токоизправителя, т.е. при клемите на резистивния товар. Това U не важи за неутрално. Тя плува. Това U варира между 1.5 V max и 1.732 Vmax (корена на 3).

Umax е пиковата стойност на едно напрежение и е 230 × 1,414 = 325 V.

Свойства на трифазно напрежение

Curve въздейства само върху активен товар, неконтролирано ректификация (с диоди), не се връща до нула, за разлика от monofrequency устройство (мост Greiz). Така пулсации е много по-ниска и размерите на индуктор и / или изглаждане кондензатор са по-малко ограничителни, отколкото за Geytsa мост.

За да се получи ненулев изход U, са необходими поне две фази. Минимално, максимално и средно напрежение. Числово, за отстранени напрежение 230 V / 400 V варира между минимално напрежение 1,5 V мин = 1.5 х (1414 х 230) = 488 V, и максимум: 1.732 Втах = 1.732 х (1414 х 230) = 563 V.

Средната стойност на трифазното ректифицирано напрежение: avg = 1,654Vmax = 1,654 x (1,414 × 230) = 538 V.

Изходно напрежение на трифазен изходен токоизправител (увеличение). Трифазен пълен вълнов изправител MDS 130A 400V. 5 терминала: 3 фази, + и -. Този токоизправител съдържа 6 диода.

По този начин можем да обобщим следните точки:

• 6 диода, 2 диода на фаза - слаба пулсация в сравнение с един вълнов токоизправител (Geitz мост);
• средната стойност на ректифицираното напрежение: 538 V за 230 V / 400 V;
• Неутралът не се използва от трифазен токоизправител.

Еднофазно устройство с пълна вълна

На фигурата е показан еднофазен токоизправител с пълен поток с натоварване R.

Еднофазен напълно контролируем токоизправител позволява преобразуването на еднофазен променлив ток в постоянен ток. Обикновено то се използва в различни приложения, като например зареждане на батерията, контрол на скоростта на постояннотокови двигатели, както и предната част на UPS (непрекъсваеми захранвания) и ДЗПО (захранване с включен режим).

И четирите използвани устройства са тиристори. Времето за включване на тези устройства зависи от спусъка. Изключването се извършва, когато токът през устройството достигне нула и се обръща най-малко за време, равно на времето за изключване на устройството, посочено в информационния лист:

• При положителни полуциклични тиристори Т1 и Т2 се изстрелват под ъгъл α.
• Когато T1 Т2 води Во = Vs IO = е = Vo / R = Vs / R
• В отрицателния полукръг на входното напрежение SC3 T3 и T4 се задействат под ъгъл (π + α).
• Тук изходният ток и захранващият ток са в обратна посока. T3 T4 се изключва при 2π.

Работа на диодния мост

Състои се от четири диода и тази конфигурация е свързана чрез товар.

По време на положителния полукръг на входните сигнали, диодите D1 и D2 се преместват в посока напред и D3 и D4 се обръщат. Когато започне да се извършва напрежение над праговото ниво на диодите D1 и D2 - токът започва да тече през него, както е показано на фигурата по-долу на червената линия.

По време на отрицателния полукръг на AC входния сигнал, диодите D3 и D4 се преместват напред и D1 и D2 се обръщат. Токът на натоварване започва да тече през диодите D3 и D4, когато тези диоди започват да се провеждат, както е показано на фигурата.

И в двата случая посоката на товарния ток е същата, както е показано на фигурата, едностранно, което означава DC. По този начин, когато се използва мостов токоизправител, входният променлив ток се преобразува в DC. Изходът на товара с този мостов изправител е с пулсиращ характер, но е необходим допълнителен филтър, като кондензатор, за да се получи чист DC. Същата операция е приложима за различни мостови токоизправители, но в случай на контролирани токоизправители се задейства тиристор за управление на тока за товара.

Режим 1 (от α до π). В положителната половин вълна на подадения алтернативен сигнал SC1 T1 и T2 са директно отместване и могат да бъдат включени под ъгъл α. Натоварващото напрежение е равно на положителното моментно захранващо напрежение.

Режим 2 (π to π + α). При wt = π, входната мощност е нула и след π става отрицателна. Но индуктивността противодейства на всички промени, за да се поддържа DC натоварването и в същата посока.

Поради това индуцирано напрежение, SC1 T1 и T2 са усъвършенствани, въпреки отрицателното захранващо напрежение. Така натоварването действа като източник и запаметената енергия в индуктора се връща обратно към източника на променлив ток.

Режим 3 (π + α до 2π). За wt = π + α SCR Т3 и Т4, Т1 и Т2 са включени и обратното отклонение е включено. По този начин процесът на проводимост се прехвърля от Т1, Т2 към Т3, Т4. При положително напрежение на натоварване и потребление на ток токът остава.

Режим 4 (от 2π до 2π + α). При wt = 2π, входното напрежение преминава през нула.

Сравнение на еднофазни и трифазни устройства

Еднофазен токоизправител обикновено е по-евтин от трифазен токоизправител със същата номинална мощност, но това предимство на разходите става по-малко значимо при по-големи натоварвания. По-големи токоизправители се използват в големи UPS системи, галванични, електро-почистващи и анодизиращи инсталации, големи DC моторни контролери и др.

Всяко устройство с мощност повече от 10 kW трябва да има трифазен вход. Освен това регулатори за променлива честота AC, които директно ремонтират мрежата без трансформатор, имат трифазен токоизправител, въпреки че е възможно еднофазно въвеждане за двигатели с мощност под 5 kW.

По-долу е даден списък на предимствата на трифазни и еднофазни токоизправители със същата изходна мощност:

1. Входният ток на мрежата е по-малък и балансиран между трите фази. Този баланс е важен, ако натоварването на токоизправителя е значителна част от общото натоварване на вашия завод.
2. Входните хармонични токове са по-малки и по-лесно се подтискат.
3. Изходната вълна е много по-малка и честотата е 3 пъти по-голяма от тази на еднофазовия токоизправител. Това значително улеснява изглаждането с по-малки дросели и / или кондензатори.

Средният ток на всеки от тях е около 67% от стойността за еднофазен токоизправител. Поради това могат да се използват по-малки устройства и да се разпространяват по-лесно около радиаторите. За малките устройства тези предимства не са толкова важни. Но за големи токоизправители (повече от 10 kW) те стават по-значими.