Načelo rada i dijagram trofaznog ispravljača mosta

Korisnicima strujnih krugova od 380 volti u kućanstvu potreban je pasivni (nekontrolirani) trofazni ispravljač. Poznavanje nekih značajki elektroničkog uređaja i postojećih ispravljačkih krugova pokazat će se vrlo korisnim. To će vlasniku energetske opreme pomoći da njome kompetentnije i učinkovitije upravlja dulje vrijeme.

Opis ispravljača

Glavna razlika između uređaja i njihovih jednofaznih kolega je kako slijedi:

• prvi su instalirani u vodovima od 220 Volta i služe za dobivanje konstantnih struja beznačajne magnitude (do 50 Ampera);
• trofazni ispravljači koriste se u krugovima gdje radne (ispravljene) struje znatno premašuju ovaj pokazatelj i dosežu nekoliko stotina Ampera.
• u usporedbi s jednofaznim uzorcima, ti uređaji imaju složeniju strukturu.

Poznati ispravljački krugovi trofaznog napona, koji omogućuju postizanje minimalne razine mreškanja na izlazu.

U elektrotehnici ih nazivaju "trofaznim mostovskim ispravljačima", jer načinom na koji otvaraju diode, kontrolirane polaritetom napona, nalikuju jednosmjernom mostu preko rijeke. Samo se smjer strujanja elektrona u njima izmjenjuje s frekvencijom od 50 Hz, što je nepristupačno da automobili naizmjenično prolaze na svaku stranu.

Princip rada

Načelo rada bilo kojeg sinusoidnog pretvarača napona temelji se na svojstvima ispravljača posebnog poluvodičkog elementa - germanija ili silicijske diode. Kad kroz njega teče izmjenična struja, pozitivni poluval slobodno "prolazi" kroz radni elektronički spoj, pomaknut u smjeru naprijed. Izloženi negativnom polu valu, elektroni nailaze na prepreku u obliku potencijalne barijere, tako da struja ne može teći kroz spoj.

U najjednostavnijim sklopnim krugovima koristi se nepotpuni ciklus obrade promjenjivih razina, budući da se drugi poluval nepovratno gubi. To značajno smanjuje kabriolet. Kako bi se sačuvala korisna komponenta, razvijeni su 2-valovni ispravljački krugovi u kojima je broj dioda povećan na dvije.

"Krug punog ciklusa" može sadržavati 4 ispravljačka elementa, ali ovo je mostni krug.

Poluvalni višefazni ispravljač

Isprva je prikladnije razmotriti trofazne poluvalne ispravljače, koje je jednostavno proizvesti, a koriste se u jednostavnim i jeftinim pretvaračkim krugovima. Pri njihovoj izgradnji u svaku se fazu instalira po jedna snažna dioda koja služi samo ovoj grani.

Ukupno, uzorak poluvalnog ispravljača koristi tri poluvodičke diode s opterećenjima povezanim s njima. Nakon proučavanja dijagrama napona i struja dobivenih na izlazu električnog kruga, mogu se izvesti sljedeći zaključci:

• učinkovitost (učinkovitost) takvog uređaja je vrlo niska;
• korisna snaga se gubi pri obradi negativnih poluvalova sve tri faze;
• kada se koriste takvi uređaji, vrlo je teško dobiti potrebne karakteristike opterećenja.

Svi ovi nedostaci poluvalnih krugova natjerali su programere da ih zakompliciraju primjenom principa dvostruke paralelne pretvorbe.

Punovalni ispravljač

Neki uzorci pogonske opreme rade samo s velikom količinom ispravljene struje koja teče u opterećenju. Poluvalni ispravljači to ne mogu osigurati, što se objašnjava značajnim gubicima u njima. Da bi se povećala nosivost u trofaznim strujnim krugovima, sve se češće koriste ispravljači s punim valovima koji sadrže po dvije diode za svaku od faza.

Klasično uključivanje u ovom slučaju vrši se prema shemi Larionov, u čiju čast je i sam ispravljač imenovan.

Analiza radnih shema takvog ispravljača jasno pokazuje njegove nesporne prednosti. Tijekom rada ovih krugova koriste se i pozitivni i negativni polu valovi, što povećava učinkovitost cijelog pretvarača. To se objašnjava činjenicom da trofazna struktura sklopa, zajedno s ispravljanjem u punom valu, pruža šestostruko povećanje frekvencije mreškanja. Zbog toga se amplituda signala na izlazu nakon zaglađivanja kondenzatora znatno povećava (u usporedbi s poluvalnim ispravljačem), a snaga koja se dovodi na teret povećava.

Mostovi

"Krug trofaznog ispravljača mosta" može dodatno poboljšati učinkovitost pretvaranja izmjeničnog napona u istosmjerni napon. Prikladnije je predstaviti ovu metodu uključivanja u obliku kombinacije dvaju poluvalnih krugova s ​​nultom točkom, u kojima neparne diode čine katodnu skupinu, a parne čine svoj anodni spoj. U trofaznom mostnom krugu dvije grane za obradu poluvalova različite polarnosti zapravo se kombiniraju u jedan sustav.

Načelo rada trofaznog ispravljača mosta najlakše je zamisliti na sljedeći način:

• kada na njegov ulaz djeluje izmjenični potencijal, za svaki poluval, ispada da su dvije od četiri diode otvorene, povezane kao u zrcalu;
• u prvom se slučaju ispravlja pozitivni poluval ulaznog napona, a u drugom negativni;
• Kao rezultat, na izlazu takvog presjeka krug uvijek djeluje na jedan pol mosta, a minus na drugi.

I u trofaznim ispravljačkim mostovima i u krugovima punog vala na diodnim spojevima gubi se dio ulaznog napona (na svakoj diodi - ne više od 0,6 Volta).

Ukupni gubitak po ciklusu (pozitivan i negativan) u trofaznom mostu bit će tako 1,2 V. Dizajneri ispravljačke opreme uvijek uzimaju u obzir te gubitke i unaprijed postavljene blago precijenjene ulazne parametre kako bi dobili potrebnu izlaznu snagu.

Dijagrami ili grafikoni napona mosta najbolja su potvrda da ovaj način spajanja dioda na ispravljački krug omogućuje maksimalan prijenos energije. Istodobno, mali gubici napona na spojevima mogu se najčešće nadoknaditi zbog boljeg filtriranja u sekundarnim krugovima.

Značajke trofaznog mosta i mogućnosti njegove gradnje

Trofazni ispravljački mostovni krugovi imaju mogućnosti za poboljšanje parametara uređaja. Mogu se poboljšati uvođenjem dodatnih elemenata ventila. Opremljeni su sa 6, 9 ili čak 12 ispravljačkih dioda, povezanih prema shemi "zvijezda" ili "trokut".

Što se više faza (ili parova dioda) koristi u ispravljačkom krugu, to je mreškanje izlaznog napona niže.

Kao primjer uzmimo uređaj s 12 ispravljačkih dioda. Jedna od skupina u količini od 6 komada uključena je u ovom slučaju prema shemi "zvijezda" sa zajedničkom nultom točkom, a druga - u trokut (bez tla). Uzimajući u obzir činjenicu da su ispravljači povezani serijski, zbrajaju se potencijali na izlazu sustava, a ispada da je frekvencija mreškanja u opterećenju 12 puta veća od mrežne vrijednosti (50 Hertza). Nakon filtriranja, napon koji se isporučuje potrošaču karakterizira veća kvaliteta.

Usporedba jednofaznih i trofaznih uređaja

Kada se uspoređuju trofazni ispravljački krugovi s jednofaznim analogima, važno je uzeti u obzir sljedeće točke:

• prvi se koriste samo u mrežama s naponom od 380 volti, a drugi tip dopušteno je instalirati u jednofazne i trofazne krugove (po jedan za svaku od faza);
• ispravljači 380 volti omogućuju vam pretvaranje velike snage i razvoj značajnih struja u opterećenju;
• s druge strane, samostalno izraditi trofazni ispravljač nešto je teže, jer se sastoji od većeg broja komponenata.

Izračun trofaznog ispravljača također će biti teži, jer se u ovom slučaju uzimaju u obzir vektorske komponente efektivnih struja i napona. To je zbog činjenice da su u krugovima od 380 V fazni parametri pomaknuti jedni prema drugima za 120 stupnjeva.

Nije teško razumjeti bit rada trofaznog ispravljača. Da biste to učinili, morat ćete se upoznati s osnovama ventilnih uređaja i analizirati električni krug za njihovu vezu. Poznavanje principa rada ispravljača pomoći će korisniku da ga učinkovitije koristi u svakodnevnom radu.