A háromfázisú hídirányító működési elve és diagramja

A háztartásban a 380 voltos áramkörök használóinak passzív (kontrollálatlan) háromfázisú egyenirányítóra van szükségük. Az elektronikus eszközök és a meglévő egyenirányító áramkörök néhány jellemzőjének ismerete nagyon hasznosnak bizonyulhat. Ez segíteni fogja az elektromos berendezés tulajdonosát abban, hogy hosszú ideig hatékonyabban és hatékonyabban üzemeltesse.

Egyenirányító leírása

Háromfázisú hídirányító

Az eszközök és az egyfázisú társaik közötti fő különbség a következő:

  • az első 220 V-os vezetékekben van felszerelve, és kis nagyságú állandó áramok (legfeljebb 50 Amper) elérésére szolgálnak;
  • háromfázisú egyenirányítókat használnak olyan áramkörökben, ahol a munka (egyenirányított) áram jelentősen meghaladja ezt a mutatót és eléri a több száz ampert.
  • az egyfázisú mintákkal összehasonlítva ezeknek az eszközöknek összetettebb felépítése van.

Ismert háromfázisú feszültségű egyenirányító áramkörök, amelyek lehetővé teszik a kimenet minimális hullámosságának elérését.

Az elektrotechnikában "háromfázisú híd-egyenirányítóknak" hívják őket, mivel a feszültség polaritásával vezérelt diódák kinyitása során a folyón átívelő egyirányú hídra hasonlítanak. Csak a bennük lévő elektronáramlás iránya váltakozik 50 Hz-es frekvenciával, amely megközelíthetetlen az autók számára, hogy felváltva haladjanak mindkét oldalon.

Működési elve

A háromfázisú egyenirányító működési elve

Bármely szinuszos feszültségátalakító működési elve egy speciális félvezető elem - egy germánium vagy szilíciumdióda - egyenirányító tulajdonságain alapul. Amikor váltakozó áram folyik rajta, a pozitív félhullám szabadon "áthalad" a működő elektronikus csomóponton, előrefelé tolva. Negatív félhullámnak kitéve az elektronok akadályba ütköznek potenciális akadály formájában, így az áram nem tud átfolyni a csomóponton.

A legegyszerűbb kapcsolási áramkörökben a változó szintű feldolgozás befejezetlen ciklusát alkalmazzák, mivel a második félhullám visszavonhatatlanul elvész. Ez jelentősen csökkenti az átalakítható teljesítményt. A hasznos komponens megőrzése érdekében 2 teljes hullámú egyenirányító áramköröket fejlesztettek ki, amelyekben a diódák számát kettőre növelték.

A "teljes ciklusú áramkör" 4 egyenirányító elemet tartalmazhat, de ez egy híd áramkör.

Félhullámú többfázisú egyenirányító

Eleinte kényelmesebb megfontolni a háromfázisú félhullámú egyenirányítókat, amelyeket egyszerűen lehet gyártani, és amelyeket egyszerű és olcsó átalakító áramkörökben használnak. Építésükkor mindegyik fázisba egy erős dióda van felszerelve, amely csak ezt az ágat szolgálja.

Összességében egy félhullámú egyenirányító minta három félvezető diódát használ, amelyekhez terhelések vannak kapcsolva. Az elektromos áramkör kimenetén kapott feszültségek és áramok diagramjainak tanulmányozása után a következő következtetéseket lehet levonni:

  • egy ilyen eszköz hatékonysága (hatékonysága) nagyon alacsony;
  • a hasznos teljesítmény elvész mindhárom fázis negatív félhullámainak feldolgozásakor;
  • ilyen eszközök használata során nagyon nehéz megszerezni a szükséges terhelési jellemzőket.

Mindezek a félhullámú áramkörök hiányosságai arra kényszerítették a fejlesztőket, hogy bonyolítsák őket a kettős párhuzamos átalakítás elvének alkalmazásával.

Teljes hullámú egyenirányító

Néhány erőgépminta csak akkor működik, ha a terhelésben nagy mennyiségű egyenirányított áram folyik. A félhullámú egyenirányítók nem tudják biztosítani, ami a bennük bekövetkező jelentős veszteségekkel magyarázható. A háromfázisú áramkörök terhelhetőségének növelése érdekében egyre inkább teljes hullámú egyenirányítókat alkalmaznak, amelyek két diódát tartalmaznak minden fázishoz.

A klasszikus felvétel ebben az esetben a Larionov-séma szerint történik, amelynek tiszteletére magát az egyenirányítót nevezik el.

Az ilyen egyenirányító működési diagramjainak elemzése egyértelműen megmutatja vitathatatlan előnyeit. Ezen áramkörök működése során mind pozitív, mind negatív félhullámokat használnak, ami növeli a teljes átalakító hatékonyságát. Ezt azzal magyarázzák, hogy az áramkör háromfázisú felépítése a teljes hullámú egyenirányítással együtt a hullámfrekvencia hatszoros növekedését biztosítja. Emiatt a kimeneten a simító kondenzátorok után a jel amplitúdója jelentősen megnő (összehasonlítva egy félhullámú egyenirányítóval), és a terhelésre adott teljesítmény nő.

Hídeszközök

A "háromfázisú híd-egyenirányító áramkör" tovább javíthatja a váltakozó feszültség egyenfeszültséggé történő átalakításának hatékonyságát. Kényelmesebb ezt a bekapcsolási módot két félhullámú áramkör kombinációjaként ábrázolni, nulla ponttal, amelyekben a páratlan diódák katódcsoportot alkotnak, sőt, egyesek alkotják anóduniónkat. Egy háromfázisú hídáramkörben két különféle polaritású félhullám feldolgozására szolgáló ágat egyetlen rendszerbe egyesítenek.

A háromfázisú hídirányító működési elvét a legkönnyebben a következőképpen lehet elképzelni:

  • amikor váltakozó potenciál hat a bemenetére, minden félhullám esetében négy diódából kettő nyitottnak tűnik, mintha egy tükörben lennének összekötve;
  • az első esetben a bemeneti feszültség pozitív félhulláma javul, a másodikban pedig a negatív;
  • Ennek eredményeként egy ilyen keresztáramkör kimenetén mindig egy plusz hat a híd egyik pólusára, mínusz pedig a másikra.

Mind a háromfázisú egyenirányító hidakban, mind a diódacsatlakozások teljes hullámú áramköreiben a bemeneti feszültség egy része elvész (mindegyik diódán - legfeljebb 0,6 volt).

A háromfázisú híd ciklusonkénti teljes vesztesége (pozitív és negatív) 1,2 volt. Az egyenirányító berendezések tervezői mindig figyelembe veszik ezeket a veszteségeket, és előre beállítják a kissé túlértékelt bemeneti paramétereket a szükséges kimeneti teljesítmény eléréséhez.

A hídfeszültség-diagramok vagy -diagramok biztosítják a legjobb megerősítést arról, hogy a diódák egyenirányító áramkörhöz való csatlakoztatása biztosítja a maximális energiaátvitelt. Ugyanakkor a csomópontokban a kis feszültségveszteségeket a szekunder áramkörök jobb szűrése miatt a legtöbb esetben kompenzálni lehet.

A háromfázisú híd jellemzői és kivitelezési lehetőségei

A háromfázisú egyenirányító híd áramköröknek lehetőségük van az eszköz paramétereinek javítására. Javíthatók további szelepelemek bevezetésével. 6, 9 vagy akár 12 egyenirányító diódával vannak felszerelve, amelyek a "csillag" vagy a "háromszög" séma szerint vannak összekötve.

Minél több fázist (vagy diópárt) használnak az egyenirányító áramkörben, annál alacsonyabb a kimeneti feszültség hullámzása.

Példaként vegyünk egy 12 egyenirányító diódával rendelkező eszközt. Az egyik csoport 6 darab összegben ebben az esetben a "csillag" séma szerint szerepel, közös nulla ponttal, a második pedig egy háromszögbe (talaj nélkül). Figyelembe véve azt a tényt, hogy az egyenirányítók sorba vannak kapcsolva, a rendszer kimenetén lévő potenciálokat összegzik, és a terhelés hullámossága 12-szer nagyobbnak bizonyul, mint a hálózati érték (50 Hertz). Szűrés után a fogyasztó számára táplált feszültséget magasabb minőség jellemzi.

Egyfázisú és háromfázisú eszközök összehasonlítása

A háromfázisú egyenirányító áramkörök és az egyfázisú analógok összehasonlításakor fontos megjegyezni a következő pontokat:

  • az elsőt csak 380 voltos villamos hálózatokban használják, a második típust mind egyfázisú, mind háromfázisú áramkörökbe szabad telepíteni (mindegyik fázishoz egyet);
  • egyenirányítók 380 volt lehetővé teszik a nagy teljesítmény átalakítását és a terhelés jelentős áramainak kifejlesztését;
  • másrészt a háromfázisú egyenirányító önálló elkészítése valamivel nehezebb, mivel nagyobb számú alkatrészből áll.


A háromfázisú egyenirányító kiszámítása szintén nehezebb lesz, mivel ebben az esetben a tényleges áramok és feszültségek vektorkomponenseit veszik figyelembe. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy 380 Voltos áramkörökben a fázisparaméterek egymáshoz képest 120 fokkal elmozdulnak.

Nem nehéz megérteni a háromfázisú egyenirányító működésének lényegét. Ehhez meg kell ismerkednie a szelepek alapjaival és elemeznie kell az elektromos áramkört azok csatlakoztatásához. Az egyenirányítók működési elvének ismerete elősegíti a felhasználót, hogy hatékonyabban használja a mindennapi munkában.

home.techinfus.com/hu/
Hozzászólni

  1. Győztes

    Srácok! Hallottál valamit Larionov rendszeréről? Csak 6 dióda és semmi gond.

    Válasz

Alapítvány

Szellőzés

Fűtés