Chỉnh lưu cầu ba pha - nguyên lý hoạt động và mạch điện

Nếu bộ chỉnh lưu một pha hoặc cầu một pha được sử dụng cho các mạch điện một chiều công suất thấp, thì đôi khi cần có bộ chỉnh lưu ba pha để cung cấp cho tải công suất cao hơn.

Bộ chỉnh lưu ba pha cho phép thu được các giá trị cao của dòng điện không đổi với mức độ gợn điện áp đầu ra thấp, điều này có tác dụng làm giảm các yêu cầu đối với các đặc tính của bộ lọc đầu ra làm mịn.

Vì vậy, trước tiên, hãy xem xét bộ chỉnh lưu ba pha một pha được hiển thị trong hình bên dưới:

Trong mạch một đầu được hiển thị trong hình, chỉ có ba đầu được nối với các đầu của cuộn thứ cấp của máy biến áp ba pha. chỉnh lưu… Tải được nối với một mạch giữa điểm chung nơi hội tụ các cực âm của điốt và đầu cuối chung của ba cuộn thứ cấp của máy biến áp.

Bây giờ chúng ta hãy xem xét biểu đồ thời gian của dòng điện và điện áp xuất hiện trong cuộn dây thứ cấp của máy biến áp và của một trong các điốt của bộ chỉnh lưu một đầu ba pha:

Một số thiết bị DC yêu cầu điện áp cung cấp cao hơn so với mạch đơn ở trên có thể cung cấp. Do đó, trong một số trường hợp, mạch đẩy ba pha phù hợp hơn. Sơ đồ nguyên lý của nó được thể hiện trong hình bên dưới.

Như chúng tôi đã lưu ý, các yêu cầu về bộ lọc được giảm bớt, bạn có thể thấy điều này trong biểu đồ. Mạch này được gọi là bộ chỉnh lưu cầu Larionov ba pha:

Bây giờ hãy nhìn vào các sơ đồ và so sánh chúng với sơ đồ đơn vị. Điện áp đầu ra trong mạch cầu được biểu diễn dễ dàng bằng tổng điện áp của hai bộ chỉnh lưu đơn lẻ hoạt động ngược pha nhau. Điện áp Ud = Ud1 + Ud2. Số lượng pha đầu ra rõ ràng là lớn hơn và tần số của sóng mạng cao hơn.

Trong trường hợp cụ thể này, sáu pha DC thay vì ba pha trong một mạch. Do đó, các yêu cầu đối với bộ lọc khử răng cưa được giảm bớt và trong một số trường hợp, bộ lọc này có thể bị xóa hoàn toàn.

Ba pha của cuộn dây kết hợp với hai nửa chu kỳ chỉnh lưu tạo ra tần số sóng cơ bản bằng sáu lần tần số lưới (6 * 50 = 300). Điều này có thể được nhìn thấy từ sơ đồ điện áp và dòng điện.

Kết nối cầu có thể được coi là sự kết hợp của hai mạch điểm không ba pha một pha, với điốt 1, 3 và 5 là nhóm cực âm của điốt và điốt 2, 4 và 6 là nhóm cực dương.

Hai máy biến áp dường như được kết hợp thành một. Tại bất kỳ thời điểm nào dòng điện chạy qua các điốt, hai điốt tham gia đồng thời vào quá trình này - một từ mỗi nhóm.

Điốt cực âm mở ra có điện thế cao hơn được áp dụng so với cực dương của nhóm điốt đối diện và trong nhóm cực dương chính xác là điện thế của điốt mà điện thế được áp dụng thấp hơn so với cực âm của điốt của nhóm cực âm mở ra.

Sự chuyển đổi khoảng thời gian làm việc giữa các điốt xảy ra vào thời điểm chuyển mạch tự nhiên, các điốt hoạt động theo thứ tự. Kết quả là, điện thế của catốt chung và cực dương chung có thể được đo bằng đường bao trên và dưới của đồ thị điện áp pha (xem sơ đồ).

Các giá trị tức thời của điện áp được chỉnh lưu bằng hiệu điện thế giữa các nhóm cực âm và cực dương của điốt, nghĩa là tổng các tọa độ trong sơ đồ giữa các đường bao. Dòng điện thuận của cuộn thứ cấp được thể hiện trong sơ đồ tải điện trở.

Tương tự, có thể thu được hơn sáu pha điện áp không đổi từ máy biến áp ba pha: chín, mười hai, mười tám và thậm chí nhiều hơn. Càng nhiều pha (càng nhiều cặp diode) trong bộ chỉnh lưu, mức gợn của điện áp đầu ra càng thấp. Ở đây, nhìn vào mạch với 12 điốt:

Ở đây, một máy biến áp ba pha chứa hai cuộn dây thứ cấp ba pha, một trong các nhóm được kết hợp thành mạch «tam giác», nhóm kia trong mạch «sao». Số vòng dây trong cuộn dây của các nhóm khác nhau 1,73 lần, điều này giúp có thể thu được các giá trị điện áp giống nhau từ "ngôi sao" và từ "đồng bằng".

Trong trường hợp này, độ lệch pha của điện áp trong hai nhóm cuộn thứ cấp này so với nhau là 30 °.Vì các bộ chỉnh lưu được mắc nối tiếp, nên điện áp đầu ra được cộng lại và tần số gợn của tải hiện cao hơn 12 lần so với tần số nguồn điện, trong khi mức gợn thấp hơn.

Xem thêm:

Bộ chỉnh lưu có điều khiển - thiết bị, sơ đồ, nguyên lý hoạt động

Sơ đồ chỉnh lưu AC sang DC phổ biến nhất

Bộ chỉnh lưu trung điểm toàn sóng