2017-12-14
1436
В схему трёхфазного неуправляемого выпрямителя с нулевым выводом (рис. 1) входит трансформатор с вторичными обмотками, соединёнными звездой. Первичные обмотки соединяются звездой или треугольником. Выводы вторичных обмоток связаны с анодами трёх индуктивностей. Нагрузка подключается к общей точке соединения катодов индуктивностей и нулевому выводу вторичных обмоток. Принцип действия схемы рассмотрим с помощью временных диаграмм, приведённых на рисунке 1 при чисто активной нагрузке.
Индуктивность рассеивания обмоток трансформатора и индуктивность питающей сети принимаем равными нулю. Иными словами, переход тока с одного вентиля на другой считаем мгновенным.
Трёхфазная система вторичных напряжений трансформатора относительно нулевой точки (фазные напряжения U а, U в, U с). В силу того, что нагрузка подключена к нулю вторичных обмоток и общей точке соединения катодов индуктивностей, последние способны проводить ток только при положительной полярности вторичных напряжений.
Однако в открытом состоянии может находиться только та из индуктивностей, фазное напряжение которой выше, чем у двух других. Две другие индуктивности, непроводящие, будет заперты обратным напряжением, равным разности напряжений фаз: не проводящей и проводящей индуктивностей. На интервале U 1– U 2 условие открытого состояния выполняется для индуктивности 1, на интервале U 2– U 3 – для индуктивности 2, на интервале U 3– U 4 – для индуктивности 3, на интервале U 4– U 5 – вновь для индуктивности 1, и т. д.
Таким образом, интервал проводимости каждого вентиля составляет ф = 2/3. Открытый вентиль подключает напряжение соответствующей фазы к нагрузке. В результате на ней действует однополярное пульсирующее напряжение U α, представляющее собой участки фазных напряжений U а, U в, U с. Указанной очерёдности отпирания индуктивностей соответствуют кривые анодных токов.
Среднее значение выпрямительного напряжения находят по площади заштрихованного участка на рисунке 1
2 
2 
2 (1)
где U 2 – действующее значение фазного напряжения на вторичной обмотке трансформатора.
Коэффициент, связывающий напряжения U d и U 2 в формуле (1), больше, чем в однофазных схемах, где U d = 0,9 U 2. В связи с этим для получения одинакового напряжения U a трансформатор следует рассчитывать на напряжение U 2 = 0,85 U d, т. е. меньшее, чем в однофазных схемах (U 2 = 1,11 U d). Лучшие показатели имеет схема в отношении коэффициента пульсации выпрямительного напряжения.
Средний ток индуктивностей I a связан со средним значением тока нагрузки I d = U d / R н соотношением:
(2)
Обратное напряжение на индуктивности 1 найдем как разность между потенциалами анода и катода. Изменения потенциала анода индуктивности 1 определяется фазным напряжением U a, а катода – фазным напряжение U d при проводящей индуктивности 2 или фазным напряжением U c при открытой индуктивности 3.
Рисунок 1 – Схема трёхфазного выпрямителя с нулевым выводом
и его временные диаграммы при чисто активной нагрузке
Ординаты, заключенные между кривыми U a и U в, характеризуют мгновенные значения обратного напряжения. Напряжение U в1, по существу, состоит из участков кривых линейных напряжений U ва U са, в связи с чем необходимое для выбора индуктивности максимальное обратное напряжение равно амплитуде линейного вторичного напряжения:
U2 
(3)
Токи вторичных обмоток трансформатора i 2a, i 2в, i 2c. определяются соответствующими токами индуктивностей (рис. 1). Кривые анодных токов содержат постоянную составляющую, равную 
, которая протекает и через вторичные трансформаторы, создавая в каждом из трёх стержней магнитопривода однонаправленный поток вынужденного подмагничивания трансформатора.
