Trifazni mostični usmernik: rektifikacijsko vezje

Primarna uporaba usmernikov je izhod enosmernega vira iz vira izmenične napetosti. Praktično vse elektronske naprave potrebujejo konstanten tok, zato se v napajalnikih zelo širokega spektra elektronske opreme uporablja trifazni usmernik.

Celoten cikel

To je usmerjevalno vezje, ki pretvori AC napetost na enosmerno napetost. Ti tokokrogi se imenujejo polnovalni usmernik, saj ustvarja izhodni signal v celotnem ciklu.

Prednosti trofaznih usmernikov:

1. Zaradi svoje nizke cene v primerjavi s centralnim potiskom, se pogosto uporabljajo v energetskem krogu.
2. To se lahko uporabi za zaznavanje amplitude moduliranega radijskega signala.
3. Mostni usmerniki se lahko uporabljajo za polarizirano napetost med varjenjem.

Trifazni usmerni tokokrog

Večina industrijskih virov energije za elektromotorje in varilne aplikacije uporablja trifazno AC napetost. To pomeni, da se mora naprava za teh vezij uporabljajo trifazni most, ki ima šest diode za popravek polno valov (dveh diod v vsaki vrstici treh faz). Ta slika prikazuje električno trifazno vezje za popravljanje mostov.

Diagram prikazuje sekundarni navit trifaznega transformatorja na diode naprave. 1D, 3D in 5D sta povezani skupaj, da zagotovita skupno točko za negativni izhod izhodne moči DC. 2D, 4D in 6D so povezani, da zagotovijo skupno točko za konstantno pozitivno izhodno moč izhoda.

Elektronsko vezje trifaznega mostičnega usmernika, kjer je priključen na sekundarno navitje trifaznega transformatorja. Trifazni vhodni sinusni valovi (b). Šest pol-valov za DC izhod. Dobro pravilo za določanje spojin diod naprave je, da je vhodna napetost (U) izmeničnega toka povezan z mostom, ki so povezani z anodo in katodo koli dveh diod.

Ker se to zgodi na dveh točkah mostu, vhod U ne nima določene polarnosti. Pozitivni pol vira napajanja je povezan z mostom, kjer sta dve diodi priključen na katodi in negativni pol povezan z mostom in dveh diod povezanih anode.

Ker se šest polovic valov prekriva, DC napetost nima možnosti, da bi dosegla ničelno napetostno točko, zato je povprečna enosmerna izhodna napetost zelo visoka.

Trifazni polnovalni mostični usmernik se uporablja, kadar je potrebna količina enosmerne moči velika, učinkovitost transformatorja pa mora biti visoka. Ker se izhodni signali polvinavljev prekrivajo, zagotavljajo nizek odstotek valovanja.

V tej shemi je izhodni valovnik šestkrat višji od vhodne frekvence. Ker je odstotek pulsacij nizek, se lahko izhodni U (DC) uporablja brez večjega filtriranja. Ta vrsta naprave je združljiva s transformatorji, ki jih povezuje zvezda ali trikotnik.

Vrsta mosta naprave

Trifazni most za rektifikacijo mostov uporablja šest diode (ali tiristorje, če je potreben nadzor). Izhodno napetost je označena s tremi vrednostmi: najmanj U, povprečno U in maksimalno napetostjo.

Polavtomatski trifazni usmernik je podoben Geithzovemu mostu.

Shema polne valovne trifazne naprave. Konvencionalni trifazni usmernik ne uporablja nevtralnega. Za omrežje 230 V / 400 V med dvema vmesnikom usmernika. Dejansko je med dvema vhodoma vedno sestavljena napetost U (= 400 V).

Nenadzorovana naprava pomeni, da ne morete prilagoditi povprečne izhodne vrednosti U za ta vnos U. Nenadzorovano popravek uporablja diode.

Nadzorovani usmernik omogoča uravnavanje povprečne izhodne napetosti, ki deluje na zakasnitev zakasnitve tiristorja (uporablja se namesto diode). Ta ukaz zahteva zapleteno elektronsko vezje. Dioda se obnaša kot tiristor, ki je brez napora naložena. Popravljena napetost ima to obliko.

Izhodna U trifazna izhodna napetost. Skupno 7 krivulj: 6 sinusoidnih in rdečih krivulj, ki povezujeta zgornji del sinusoidnih ("sinusoidne kapice"). 6 sinusoidov so 3 napetosti, ki tvorijo U med fazami in 3 enakimi napetostmi, vendar z nasprotnim znakom:

U31 = -U13U23 = -U32U21 = -U12.

Rdeča krivulja predstavlja U na izhodu usmernika, to je na sponkah uporovne obremenitve. Ta U se ne uporablja za nevtralno. Plava. Ta U se giblje med 1,5 V max in 1,732 V max (koren 3).

Umax je najvišja vrednost ene napetosti in je 230 × 1,414 = 325 V.

Lastnosti trifazne napetosti

Krivulja, ki deluje le na uporovnem bremenu, nenadzorovani rektifikaciji (z diodami), se ne vrne na nič, za razliko od enofrekvenčne naprave (most Greiz). Tako je valovitost je precej nižja in dimenzije induktorja in / ali gladilni kondenzator manj omejevalna kot za Geytsa mostu.

Za pridobitev nenaleznega izhoda U so potrebne vsaj dve fazi. Najmanjša, najvišja in povprečna napetost. Številčno za 230 V / 400 V prečiščenega napetost giblje med najmanjšo napetostjo 1,5 V min = 1,5 x (1414 x 230) = 488 V in je najvišje: 1,732 Bmax = 1.732 x (1414 x 230) = 563 B.

Povprečna vrednost trifazne rektificirane napetosti: avg = 1.654 Vmax = 1.654 x (1.414 × 230) = 538 V.

Izhodna napetost trifaznega izhodnega usmernika (povečava). 3-fazni polnilni usmernik MDS 130A 400V. 5 terminali: 3 faze, + in -. Ta usmernik vsebuje 6 diod.

Tako lahko povzamemo naslednje točke:

• 6 diode, 2 diode na fazo - šibka pulsacija v primerjavi z enovaljnim usmernikom (mostič Geitz);
• povprečna vrednost popravljene napetosti: 538 V za 230 V / 400 V;
• Nevtralni ne uporablja trofazni usmernik.

Enofazna polna valovna naprava

Na sliki je prikazan enofazni polni tok usmerjen usmernik z obremenitvijo R.

Enofazni polno regulirni usmernik omogoča pretvorbo enofaznega AC v DC. Običajno se uporablja v različnih aplikacijah, kot so polnjenje baterije, nadzor hitrosti enosmernih motorjev, in sprednji del UPS (brezprekinitveno napajanje) in PTM (napajanje s preklopi način).

Vse štiri naprave so tiristorji. Čas vklopa teh naprav je odvisen od sprožilnih signalov. Izklop se izvede, ko tok prek naprave doseže nič in se obrne vsaj za čas, ki je enak času izklopa naprave, ki je navedena v podatkovnem listu:

• V pozitivnih polkikličnih tiristorjih sta T1 in T2 ustreljena pod kotom α.
• Ko je T1 T2 vodi Vo = Vs IO = je = Vo / R = Vs / R.
• V negativnem polkulturnem ciklu vhodne napetosti se SC3 T3 in T4 sprožita pod kotom (π + α).
• Tukaj sta izhodni tok in napajalni tok v nasprotni smeri. T3 T4 se izklopi pri 2π.

Delovanje diode most

Sestavljen je iz štirih diode, ta konfiguracija pa je povezana z obremenitvijo.

Med pozitivnim polkultnim vhodnim signalom se diode D1 in D2 premaknejo v smeri naprej, D3 in D4 pa se obrnejo. Ko se začne izvajati napetost, ki presega mejno vrednost diode D1 in D2, tok začne teči skozi to, kot je prikazano na spodnji sliki na rdeči črti.

Pri negativnem polkulturnem vhodnem signalu AC se diode D3 in D4 premaknejo naprej, D1 in D2 pa se obrnejo. Tok toka začne teči skozi diode D3 in D4, ko te diode začnejo izvajati, kot je prikazano na sliki.

V obeh primerih je smer bremena toka enaka, kot je prikazano na sliki, enostransko, kar pomeni DC. Tako pri uporabi mostičnega usmernika se pretvorni tok AC pretvori v DC. Izhod na obremenitvi s tem mostičastim usmernikom je pulzivna narava, vendar je potreben dodaten filter, kot je kondenzator, da se proizvede čist DC. Enaka operacija se uporablja za različne mostne usmernike, toda v primeru nadzorovanih usmernikov se sproži tiristor za nadzor toka obremenitve.

Način 1 (od α do π). V pozitivnem polarnem valju priloženega izmeničnega signala sta SC1 T1 in T2 neposredna izravnava in jih je mogoče vključiti pod kotom α. Napetost tovora je enaka trenutni napajalni napetosti AC.

Način 2 (π toπ + α). Pri wt = π je vhodna moč nič, po π postane negativna. Toda induktivnost preprečuje spremembe, ki ohranjajo obremenitev DC in v isti smeri.

Zaradi te inducirane napetosti so SC1 T1 in T2 napredovali kljub negativni napajalni napetosti. Tako obremenitev deluje kot vir in shranjena energija v induktorju, se vrne nazaj v vir napajanja.

Način 3 (π + α do 2π). Za wt = π + α SCR T3 in T4 sta vključena T1 in T2, vključena pa je tudi povratna pristranskost. Tako se proces prevodnosti prenese iz T1, T2 v T3, T4. S pozitivno obremenitveno napetostjo in porabo toka ostane trenutni tok.

Način 4 (od 2π do 2π + α). Pri wt = 2π vhodna napetost prehaja skozi nič.

Primerjava enofaznih in trofaznih naprav

Enofazni usmernik je na splošno cenejši od trofaznega usmernika z enako nazivno močjo, vendar ta stroškovna prednost postane manj pomembna pri večjih obremenitvah. Večji usmerniki se uporabljajo v velikih sistemih UPS, galvanskih, elektro čiščenja in eloksiranja, velikih DC motornih krmilnikov itd.

Vsaka naprava z močjo nad 10 kW mora imeti trifazni vhod. Poleg tega imajo regulatorji izmenične frekvence, ki neposredno rektificirajo omrežje brez transformatorja, trifazni usmernik, čeprav je možen enofazni vhod pri motorjih, manjših od 5 kW.

Spodaj je seznam prednosti trifaznih in enofaznih usmernikov z enako izhodno močjo:

1. Vhodni tok omrežja je nižji in uravnotežen med tremi fazami. To ravnotežje je pomembno, če je obremenitev usmernika pomemben del celotne obremenitve vaše naprave.
2. Vhodni harmonični tokovi so manjši in lažji za zatiranje.
3. Izhodna valova je veliko manjša in frekvenca je 3-krat večja od enofaznega usmernika. To zelo olajšuje pomirjanje z manjšimi dušilci in / ali kondenzatorji.

Povprečni tok vsakega je približno 67% vrednosti enofaznega usmernika. Zato je mogoče uporabiti manjše naprave in jih olajšati distribucijo okoli radiatorjev. Za majhne naprave te prednosti niso tako pomembne. Toda za velike usmernike (več kot 10 kW) postanejo pomembnejši.