Принцип рада и склоп трофазног исправљача моста

Корисницима електричних кругова од 380 волти у домаћинству потребан је пасивни (неконтролисани) трофазни исправљач. Познавање неких карактеристика електронског уређаја и постојећих исправљачких кола показаће се веома корисним. То ће помоћи власнику енергетске опреме да њоме компетентније и ефикасније управља дуже време.

Опис исправљача

Главна разлика између уређаја и њихових монофазних колега је следећа:

• први су инсталирани у водовима од 220 Волти и служе за добијање константних струја мале величине (до 50 Ампера);
• трофазни исправљачи се користе у круговима где радне (исправљене) струје знатно премашују овај показатељ и достижу неколико стотина ампера.
• у поређењу са једнофазним узорцима, ови уређаји имају сложенију структуру.

Познати исправљачки кругови трофазног напона, који омогућавају постизање минималног нивоа мрешкања на излазу.

У електротехници се називају „трофазни мостовни исправљачи“, јер начином на који отварају диоде, контролисани поларитетом напона, подсећају на једносмерни мост преко реке. Само смер протока електрона у њима се смењује фреквенцијом од 50 Хз, што је неприступачно да аутомобили наизменично пролазе на сваку страну.

Принцип рада

Принцип рада било ког синусоидног претварача напона заснован је на својствима исправљача посебног полупроводничког елемента - германијума или силицијумске диоде. Када кроз њега тече наизменична струја, позитивни полуталас слободно „пролази“ кроз радни електронски спој померен у правцу напред. Изложени негативном полуталасу, електрони наилазе на препреку у облику потенцијалне баријере, тако да струја не може да тече кроз спој.

У најједноставнијим склопним круговима користи се непотпуни циклус обраде променљивих нивоа, јер се други полуталас неповратно губи. Ово значајно смањује конвертибилну снагу. Да би се сачувала корисна компонента, развијена су 2-таласна исправљачка кола, у којима је број диода повећан на две.

„Круг пуног циклуса“ може садржати 4 исправљачка елемента, али ово је мостно коло.

Полуталасни вишефазни исправљач

У почетку је погодније размотрити трофазне полуталасне исправљаче, једноставне за производњу, који се користе у једноставним и јефтиним претварачким круговима. При њиховој изградњи у сваку фазу се инсталира по једна моћна диода која опслужује само ову грану.

Укупно, узорак полуталасног исправљача користи три полупроводничке диоде са оптерећењима повезаним са њима. Након проучавања дијаграма напона и струја добијених на излазу електричног кола, могу се извести следећи закључци:

• ефикасност (ефикасност) таквог уређаја је врло мала;
• корисна снага се губи при обради негативних полуталаса све три фазе;
• када се користе такви уређаји, веома је тешко добити потребне карактеристике оптерећења.

Сви ови недостаци полуталасних кола приморали су програмере да их компликују применом принципа двоструке паралелне конверзије.

Пуноталасни исправљач

Неки узорци енергетске опреме раде само са великом количином исправљене струје која тече у оптерећењу. Полуталасни исправљачи то не могу пружити, што се објашњава значајним губицима у њима. Да би се повећала носивост у трофазним струјним круговима, све се чешће користе исправљачи са пуним таласом који садрже по две диоде за сваку од фаза.

Класично укључивање у овом случају врши се према шеми Ларионов, по којој је и сам исправљач добио име.

Анализа радних схема таквог исправљача јасно показује његове неспорне предности. Током рада ових кола користе се и позитивни и негативни полуталаси, што повећава ефикасност читавог претварача. Ово се објашњава чињеницом да трофазна структура кола, заједно са пуним таласним исправљањем, пружа шестоструко повећање фреквенције таласања. Због тога се амплитуда сигнала на излазу након заглађивања кондензатора значајно повећава (у поређењу са полуталасним исправљачем), а снага која се испоручује на терет се повећава.

Мостови

"Коло трофазног исправљача моста" омогућава даље повећање ефикасности претварања наизменичног напона у једносмерну. Погодније је представити овај метод укључивања у облику комбинације два полуталасна кола са нултом тачком, у којима непарне диоде чине катодну групу, а парне чине свој анодни спој. У трофазном мостном колу, две гране за обраду полуталаса различите поларности заправо се комбинују у један систем.

Принцип рада трофазног исправљача моста најлакше је замислити на следећи начин:

• када на његов улаз делује наизменични потенцијал, за сваки полуталас испада да су отворене две од четири диоде, повезане као у огледалу;
• у првом случају се исправља позитивни полуталас улазног напона, а у другом негативни;
• Као резултат, на излазу таквог унакрсног кола, плус увек делује на један пол моста, а минус на други.

И у трофазним исправљачким мостовима и у пуним таласним круговима на диодним спојевима, део улазног напона се губи (на свакој диоди - не више од 0,6 Волта).

Укупни губици по циклусу (позитивни и негативни) у трофазном мосту ће тако бити 1,2 В. Дизајнери исправљачке опреме увек узимају у обзир ове губитке и унапред подешене благо прецењене улазне параметре да би добили потребну излазну снагу.

Дијаграми или графикони напона моста најбоља су потврда да овај начин повезивања диода у коло исправљача обезбеђује максималан пренос енергије. Истовремено, мали губици напона на спојевима могу се најчешће надокнадити због бољег филтрирања у секундарним круговима.

Карактеристике трофазног моста и опције за његову изградњу

Трофазни исправљачки мостни кругови имају опције за побољшање параметара уређаја. Могу се побољшати увођењем додатних елемената вентила. Опремљени су са 6, 9 или чак 12 исправљачких диода, повезаних према шеми "звезда" или "троугао".

Што се више фаза (или парова диода) користи у кругу исправљача, то је мрешкање излазног напона ниже.

Као пример, размотрите уређај са 12 исправљачких диода. Једна од група у количини од 6 комада укључена је у овом случају према шеми "звезда" са заједничком нултом тачком, а друга - у троугао (без тла). Узимајући у обзир чињеницу да су исправљачи повезани у серију, потенцијали на излазу система се сумирају, а испада да је фреквенција таласања у оптерећењу 12 пута већа од мрежне вредности (50 Херца). Након филтрирања, напон који се испоручује потрошачу одликује се вишим квалитетом.

Поређење једнофазних и трофазних уређаја

Када се упоређују трофазни исправљачки кругови са једнофазним аналогима, важно је напоменути следеће тачке:

• први се користе само у мрежама за напајање од 380 волти, а другом типу је дозвољено да се инсталира и у једнофазне и у трофазне кругове (по један за сваку од фаза);
• исправљачи 380 В омогућавају вам претварање велике снаге и развој значајних струја у оптерећењу;
• с друге стране, самостално прављење трофазног исправљача је нешто теже, јер се састоји од већег броја компонената.

Израчунавање трофазног исправљача такође ће бити теже, јер се у овом случају узимају у обзир векторске компоненте ефективних струја и напона. То је због чињенице да су у круговима од 380 В фазни параметри померени један према другом за 120 степени.

Није тешко схватити суштину рада трофазног исправљача. Да бисте то урадили, мораћете да се упознате са основама вентилних уређаја и анализирате електрични круг за њихову везу. Познавање принципа рада исправљача помоћи ће кориснику да га ефикасније користи у свакодневном раду.