Трехфазная схема выпрямителя с нулевой точкой

Трехфазный выпрямитель (рисунок 11.6,а) состоит из трансформатора с вторичными обмотками, соединенными звездой, Первичные обмотки могут соединяться звездой или треугольником.

Рисунок 11.6 - Схема трехфазного выпрямителя с нулевой точкой (а),

временная диаграмма работы выпрямителя (b)

Принцип действия схемы рассмотрим с помощью временных диаграмм (рисунок 11.6,b). Токи через диоды протекают только при положительных значениях фазных напряжений, однако, в открытом состоянии может находиться только тот диод, для которого фазное напряжение выше, чем у двух других. На интервале 1-2 открыт диод VD1, фазное напряжение больше фазных напряжений и . В точке 2 диод VD1 закрывается, т.к. фазное напряжение становится больше , и открывается диод VD2. Таким образом, коммутация токов происходит при положительных полуволнах в точках, где фазные напряжения равны. Интервал проводимости каждого диода составляет 2π/3. Открытый диод подключает напряжение соответствующей фазы к нагрузке. Напряжение на нагрузке формируется из однополярных пульсирующих напряжений, представляющих собой участки фазных напряжений , , . При чисто активной нагрузке формы тока и напряжения совпадают.

Среднее значение выпрямленного напряжения как

, (11.10)

где - действующее значение фазного напряжения во вторичной обмотке трансформатора.

При заданном напряжении можно найти необходимое напряжение

. (11.11)

Коэффициент пульсации по первой гармонике составляет

, (11.12)

в этом выражении , т.к. в период колебаний напряжения сети укладывается три пульса. Первая гармоника пульсации имеет частоту трехкратную частоте сети.

Обратное напряжение найдено как разность потенциалов анода и катода. При проводящем диоде VD2 обратное напряжение будет равно линейному напряжению , а при открытом диоде VD3 – линейному напряжению . При выборе диода следует учитывать, что максимальное обратное напряжение равно амплитуде линейного вторичного напряжения

. (11.13)

Средний ток диодов связан со средним значением тока нагрузки

, . (11.14)

Через вторичные обмотки трансформатора протекают постоянные составляющие тока , что приводит к появлению в каждом стержне постоянного магнитного потока. Явление вынужденного подмагничивания магнитопровода трансформатора может привести к насыщению магнитопровода. Поэтому трехфазная схема с нулевой точкой самостоятельного значения не имеет, а является составной частью более сложных схем выпрямителей. Это мостовые схемы и схемы с уравнительным реактором.