Utilizatorii circuitelor de putere de 380 volți din gospodărie au nevoie de un redresor trifazat pasiv (necontrolat). Cunoașterea unor caracteristici ale unui dispozitiv electronic și a schemelor de rectificare existente va fi foarte utilă. Acest lucru îl va ajuta pe proprietarul echipamentului electric să-l funcționeze mai competent și mai rațional timp îndelungat.
Descrierea redresoarelor
Principala diferență între dispozitive față de analogii lor monofazate se manifestă în următoarele:
- primele sunt instalate în linii de 220 Volți și sunt utilizate pentru a obține curenți constanți de o mărime nesemnificativă (până la 50 Amperi);
- redresoarele trifazice sunt utilizate în circuitele în care curenții de lucru (rectificați) depășesc semnificativ acest indicator și ajung la câteva sute de amperi.
- în comparație cu eșantioane monofazate, aceste dispozitive au un dispozitiv mai complex.
Scheme cunoscute pentru rectificarea tensiunii trifazate, care să permită obținerea nivelului minim de umplere la ieșire.
În domeniul ingineriei electrice, ele sunt numite „redresoare cu trei faze”, deoarece prin metoda de deschidere a diodelor controlate de polaritatea de tensiune, acestea seamănă cu un pod peste un râu cu trafic unidirecțional. Doar direcția fluxului de electroni din ele alternează cu o frecvență de 50 Hz, inaccesibilă pentru ca mașinile să alterneze în fiecare direcție.
Principiul de funcționare
Principiul de funcționare al oricărui convertor sinusoidal de tensiune se bazează pe proprietățile de rectificare ale unui element semiconductor special - o diodă de germaniu sau siliciu. Când curentul alternativ curge prin el, jumătatea de undă pozitivă „trece” liber prin tranziția electronică de lucru, care este deplasată în direcția înainte. Sub influența unei jumătăți negative, electronii se confruntă cu un obstacol sub forma unei bariere potențiale, astfel încât curentul nu poate circula prin tranziție.
În cele mai simple scheme de comutare, se folosește un ciclu incomplet de procesare a nivelurilor variabile, deoarece a doua jumătate de undă este pierdută iremediabil. Aceasta reduce semnificativ puterea convertită. Pentru a păstra componenta utilă, au fost dezvoltate 2 scheme de rectificare cu jumătate de undă în care numărul de diode a fost crescut la două.
Un „circuit cu ciclu complet” poate conține 4 elemente de redresare, dar un astfel de circuit aparține categoriei podului.
Redresor multifazic cu jumătate de undă
În primul rând, este mai convenabil să luăm în considerare redresoarele trifazate cu o singură jumătate de undă care sunt simple de fabricat și utilizate în circuite convertoare simple și ieftine. Atunci când sunt construite, o singură diodă puternică este instalată în fiecare dintre faze, servind numai această ramură.
În total, într-o probă de jumătate de undă a unui dispozitiv de redresare, sunt utilizate trei diode semiconductoare cu sarcini conectate la ele. După studierea diagramelor de tensiuni și curenți obținuți la ieșirea unui circuit electric, putem trage următoarele concluzii:
- eficiența (COP) a acțiunii unui astfel de dispozitiv este foarte scăzută;
- puterea netă se pierde la prelucrarea semiconductorelor negative din toate cele trei faze;
- când utilizați astfel de dispozitive, este foarte dificil să obțineți caracteristicile de încărcare necesare.
Toate aceste deficiențe ale circuitelor cu jumătate de undă i-au obligat pe dezvoltatori să le complice aplicând principiul conversiei duble în paralel.
Redresor cu jumătate de undă
Unele probe de echipamente electrice funcționează numai cu o cantitate mare de curent rectificat care curge în sarcină.Nu este în măsură să ofere redresoare cu jumătate de undă, ceea ce se explică prin pierderi semnificative în acestea. Pentru a crește capacitatea de încărcare în circuitele cu curent trifazat, se folosesc din ce în ce mai mult dispozitivele redresoare cu două jumătăți de undă care conțin două diode pentru fiecare fază.
Includerea clasică în acest caz se face conform schemei Larionov, în care dispozitivul redresor însuși este numit.
O analiză a diagramelor de lucru ale unui astfel de redresor demonstrează în mod clar avantajele sale incontestabile. Când se utilizează aceste circuite, se folosesc atât jumătăți de undă pozitive, cât și negative, ceea ce crește eficiența întregului convertor. Acest lucru se explică prin faptul că structura trifazată a circuitului, împreună cu rectificarea cu două jumătăți de undă, asigură o creștere de șase ori a frecvenței de pulsare. Datorită acestui fapt, amplitudinea semnalului de ieșire după netezirea condensatorilor crește semnificativ (în comparație cu un redresor cu jumătate de undă), iar puterea transmisă sarcinii crește.
Dispozitive pod
„Circuitul de rectificare a podului trifazat” permite și mai mult creșterea eficienței convertirii tensiunii AC în curent continuu. Este mai convenabil să se prezinte această metodă de comutare sub forma unei combinații de două circuite cu punct zero în jumătate de undă în care diodele impare formează grupul catod, iar cele uniforme formează combinația lor de anod. Într-un circuit de punte trifazat, două ramuri ale procesării unor jumătăți de undă cu polaritate diferită sunt de fapt combinate într-un singur sistem.
Principiul de funcționare a unui redresor pod trifazat este cel mai ușor de imaginat astfel:
- când un potențial alternativ acționează la intrarea sa, pentru fiecare jumătate de undă, se deschid două dintre cele patru diode, care sunt pornite ca în oglindă;
- în primul caz, jumătate de undă pozitivă a tensiunii de intrare este îndreptată, iar în al doilea, negativ;
- ca rezultat, ieșirea unui astfel de circuit crossover are întotdeauna un plus la un pol al podului și un minus la celălalt.
Atât în podurile redresoare trifazate, cât și în circuitele cu jumătate de undă la joncțiunile diodei, o parte din tensiunea de intrare este pierdută (la 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. Dezvoltatorii echipamentelor de redresare iau întotdeauna în considerare aceste pierderi și, pentru a obține puterea necesară la ieșire, un pic supraevaluează în avans parametrii de intrare.
Diagramele de tensiune sau diagramele circuitelor de pod sunt cea mai bună confirmare că această metodă de conectare a diodelor la circuitul redresor asigură un transfer maxim de energie. În același timp, pierderile mici de tensiune la joncțiuni sunt compensate cel mai adesea printr-o filtrare mai bună în circuitele secundare.
Caracteristici ale unui pod trifazat și opțiunile sale de construcție
Circuitele punte ale redresoarelor trifazice au opțiuni pentru îmbunătățirea parametrilor dispozitivului. Acestea pot fi îmbunătățite prin introducerea unor elemente de supapă suplimentare. Ei instalează 6, 9 sau chiar 12 diode redresoare, conectate în conformitate cu schema "stea" sau "triunghi".
Cu cât sunt mai multe faze (sau perechi de diode) utilizate în circuitul redresorului, cu atât nivelul de încărcare a tensiunii de ieșire este mai mic.
Ca exemplu, ia în considerare un dispozitiv cu 12 diode redresoare. Unul din grupurile de 6 piese este inclus în acest caz conform schemei „stelei” cu un punct zero comun, iar al doilea - într-un triunghi (fără pământ). Având în vedere că redresoarele sunt conectate în serie, potențialele de la ieșirea sistemului sunt însumate, iar frecvența de încărcare a sarcinii este de 12 ori mai mare decât valoarea rețelei (50 Hz). După filtrare, tensiunea furnizată consumatorului se caracterizează printr-o calitate superioară.
Comparația dispozitivelor monofazate și trifazate
Atunci când comparăm schemele de rectificare trifazice cu analogii monofazate, este important să rețineți următoarele puncte:
- primele sunt utilizate doar în rețelele de putere de 380 volți, iar a doua varietate poate fi instalată atât în circuite monofazate cât și trifazate (una pentru fiecare fază);
- Redresoarele de 380 volți pot converti puteri mari și pot dezvolta curenți importanți în sarcină;
- pe de altă parte, este ceva mai dificil să faci un redresor trifazat de unul singur, deoarece constă dintr-un număr mai mare de componente.
Calculul unui redresor trifazic va fi, de asemenea, mai dificil, deoarece în acest caz sunt luate în considerare componentele vectoriale ale curenților și tensiunilor. Acest lucru se datorează faptului că în circuitele de 380 Volți parametrii de fază sunt schimbați unul față de celălalt cu 120 de grade.
Înțelegerea esenței unui redresor trifazat este o abordare simplă. Pentru a face acest lucru, va trebui să vă familiarizați cu elementele de bază ale funcționării dispozitivelor de supapă și să analizați circuitul electric pentru includerea acestora. Cunoașterea principiului funcționării dispozitivelor de redresare va ajuta utilizatorul să-l folosească mai eficient în activitatea de zi cu zi.
