Трифазний двопівперіодний мостовий випрямляч

Трифазна мостова (двотактна) схема (схема Ларіонова) зображена на рис. 9.17. У цій схемі і первинна, і вторинна обмотки трансформатора можуть вмикатися як «зіркою», так і «трикутником». Можливість вмикання вторинної обмотки двома способами забезпечує можливість отримання двох різних вихідних напруг випрямляча, значення яких відрізняються у раз.

Надалі будемо розглядати схему при вмиканні вторинних обмоток у зірку.

Шість випрямних діодів увімкнені у трифазну мостову схему і утворюють дві групи: анодну − VD1, VD2, VD3 та катодну − VD4, VD5, VD6.

Навантаження вмикається між спільними точками анодної і катодної груп діодів. Можна виділити три однофазних мости, що підключені до лінійних (у даному разі) вторинних напруг і паралельно до навантаження. Один з таких мостів на схемі обведено штрих-пунктирною лінією.

У провідному стані завжди знаходяться два діоди: один з анодної групи і один з катодної. Причому струм у схемі протікає від фази з найбільш додатною на даний момент напругою до фази з найбільш від’ємною напругою, як, наприклад, струм i _abу момент часу, що відповідає υ₁, показаний на часових діаграмах, які ілюструють роботу схеми і наведені на рис. 9.18. На діаграмі u_d = f(υ) також вказано проміжки, на яких у провідному стані знаходяться відповідні діоди.

Рис. 9.17. Схема трифазного мостового випрямляча

Час протікання струму через кожен з діодів відповідає 2π/3. Основні розрахункові співвідношення випрямленої напруги:

, (9.29)

. (9.30)

Максимальна напруга на діоді:

. (9.31)

Середнє значення струму через діод:

. (9.32)

Коефіцієнт пульсації випрямленої напруги (при m = 6):

. (9.33)

Частота пульсації випрямленої напруги перевищує частоту мережі у шість разів.

Встановлена потужність трансформатора:

. (9.34)

Рис. 9.18. Часові діаграми роботи трифазного мостового випрямляча

У цій схемі відсутнє підмагнічування магнітопроводу, оскільки у вторинному колі кожної обмотки трансформатора за період напруги мережі струм протікає двічі, причому у різних напрямках (див. діаграму i _а2 на рис. 9.18).

Схема Ларіонова у порівнянні зі схемою Міткевича має такі переваги:

1) за рівних фазних напругах середнє значення випрямленої напруги у два рази вище (потрібно задавати меншу кількість витків вторинних обмоток трансформатора);

2) більш низький коефіцієнт пульсацій (менш ніж шість відсотків), що часто дозволяє використовувати схему Ларіонова без фільтра;

3) краще використання трансформатора за потужністю за рахунок відсутності підмагнічування осердя.

Щоправда, кількість діодів у схемі Ларіонова в два рази більша, але на даний час це несуттєво (за винятком випрямлення малих за значенням напруг), оскільки вартість діодів невелика порівняно з вартістю трансформатора, який в схемі Міткевича повинен бути приблизно на тридцять відсотків потужнішим.