Raddrizzatore a ponte trifase - principio di funzionamento e circuiti

Se si utilizzano raddrizzatori monofase o monofase a ponte per circuiti CC a bassa potenza, a volte sono necessari raddrizzatori trifase per alimentare carichi di potenza più elevati.

I raddrizzatori trifase consentono di ottenere valori elevati di correnti costanti con bassi livelli di ondulazione della tensione di uscita, il che ha l'effetto di ridurre i requisiti per le caratteristiche del filtro di livellamento in uscita.

Quindi, in primo luogo, considera il raddrizzatore trifase monofase mostrato nella figura seguente:

Nel circuito single-ended mostrato in figura, solo tre sono collegati ai terminali degli avvolgimenti secondari di un trasformatore trifase. raddrizzatore… Il carico è collegato ad un circuito tra il punto comune dove convergono i catodi dei diodi e il terminale comune dei tre avvolgimenti secondari del trasformatore.

Consideriamo ora i diagrammi temporali delle correnti e delle tensioni presenti negli avvolgimenti secondari del trasformatore e di uno dei diodi di un raddrizzatore trifase single-ended:

Alcuni dispositivi CC richiedono una tensione di alimentazione superiore a quella che il singolo circuito sopra può fornire. Pertanto, in alcuni casi è più adatto un circuito push-out trifase. Il suo diagramma schematico è mostrato nella figura seguente.

Come abbiamo già notato, i requisiti del filtro sono ridotti, puoi vederlo nei grafici. Questo circuito è noto come raddrizzatore a ponte Larionov trifase:

Ora guarda i diagrammi e confrontali con il diagramma delle unità. La tensione di uscita nel circuito a ponte è facilmente rappresentabile come la somma delle tensioni di due singoli raddrizzatori operanti in fasi opposte. Tensione Ud = Ud1 + Ud2. Il numero delle fasi di uscita è ovviamente maggiore e la frequenza delle onde di rete è maggiore.

In questo caso particolare, sei fasi DC invece delle tre che erano in un unico circuito. Pertanto, i requisiti per il filtro anti-aliasing sono ridotti e in alcuni casi può essere rimosso del tutto.

Tre fasi degli avvolgimenti combinate con due semicicli di rettifica danno una frequenza d'onda fondamentale pari a sei volte la frequenza di rete (6 * 50 = 300). Questo può essere visto dai diagrammi di tensione e corrente.

La connessione a ponte può essere vista come una combinazione di due circuiti a punto zero trifase monofase, con i diodi 1, 3 e 5 che costituiscono il gruppo catodo di diodi e i diodi 2, 4 e 6 che costituiscono il gruppo anodo.

I due trasformatori sembrano essere combinati in uno. In qualsiasi momento la corrente scorre attraverso i diodi, due diodi sono coinvolti contemporaneamente nel processo, uno per ciascun gruppo.

Il diodo catodo si apre a cui viene applicato un potenziale maggiore rispetto agli anodi del gruppo opposto di diodi, e nel gruppo anodico esattamente quello dei diodi a cui viene applicato il potenziale inferiore rispetto ai catodi dei diodi del gruppo catodico si apre.

La transizione degli intervalli di tempo di lavoro tra i diodi avviene nei momenti di commutazione naturale, i diodi funzionano in ordine. Di conseguenza, il potenziale dei catodi comuni e degli anodi comuni può essere misurato dagli inviluppi superiore e inferiore dei grafici della tensione di fase (vedere i diagrammi).

I valori istantanei delle tensioni raddrizzate sono uguali alla differenza di potenziale tra i gruppi catodo e anodo dei diodi, cioè la somma delle ordinate nel diagramma tra gli inviluppi. La corrente diretta degli avvolgimenti secondari è mostrata nel diagramma di carico resistivo.

Analogamente, da un trasformatore trifase si possono ottenere più di sei fasi a tensione costante: nove, dodici, diciotto e anche di più. Maggiore è il numero di fasi (più coppie di diodi) nel raddrizzatore, minore è il livello di ondulazione della tensione di uscita. Qui, guarda il circuito con 12 diodi:

Qui, un trasformatore trifase contiene due avvolgimenti secondari trifase, uno dei gruppi è combinato in un circuito «triangolo», l'altro in una «stella». Il numero di spire nelle bobine dei gruppi differisce di 1,73 volte, il che consente di ottenere gli stessi valori di tensione dalla "stella" e dal "triangolo".

In questo caso, lo sfasamento delle tensioni in questi due gruppi di avvolgimenti secondari l'uno rispetto all'altro è di 30 °.Poiché i raddrizzatori sono collegati in serie, la tensione di uscita viene sommata e la frequenza di ondulazione del carico è ora 12 volte superiore alla frequenza di rete, mentre il livello di ondulazione è inferiore.

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