Трёхфазные схемы выпрямления

1) Однополупериодная схема выпрямления

Первичную обмотку трансформатора T_p в зависимости от напряжения сети соединяют звездой или треугольником, а вторичную для получения нулевой точки 0 – всегда звездой.

Начало вторичных обмоток a, b и c соединяют с анодами диодов VD1, VD2 и VD3. Нагрузка R включается между общей точкой K катодов диодов и нулевой точкой вторичной обмотки трансформатора 0. На рисунке б представлены кривые фазных напряжений U_ф1, U_ф2, U_ф3 которые имеют одинаковую частоту и амплитуду, но сдвинуты относительно друг друга на угол 120°.

В промежуток времени t₁-t₂ (т. е. в течение 1/3 периода) диод VD1 находится под наибольшим положительным напряжением. Это значит, что точка a имеет положительный потенциал относительно точки 0. Поэтому ток проходит от точки a через диод VD1 и резистор R к точке 0.

В промежутке времени t₂-t₃ наибольшее положительное напряжение возникает на второй обмотке (фазе) трансформатора, и ток проходит от точки b через диод VD2, и резистор R к точке 0. В промежутке времени t₃-t₄ ток будет проходить от точки c через диод VD3 и R к точке 0.

Таким образом, диоды VD1, VD2 и VD3 работают поочередно, каждый в течение 1/3 периода, а их токи через нагрузку R проходят всегда в одном направлении – от точки K к нулевой точке 0. Следовательно, точка K является положительным полюсом для нагрузки, а точка O – отрицательным полюсом.

На рисунке в представлены кривые выпрямленного тока i₀ и напряжения U₀=i₀R, из которых видно, что по каждой вторичной обмотке ток проходит только в течение положительного полупериода. Постоянная составляющая этого тока вызывает вынужденное намагничивание сердечника и связанное с этим увеличение тока в первичных обмотках трансформатора. Так как напряжение на нагрузке достигает максимального значения 3 раза за один период, то частота основной гармоники в этой схеме в 3 раза больше частоты напряжения в сети: f₁=3f=150Гц. Данная схема имеет коэффициент пульсации K_П=0,25.

По сравнению с ранее рассмотренными схемами выпрямления однофазного переменного тока, трехфазная однополупериодная схема имеет меньший коэффициент пульсации и более высокую частоту пульсации выпрямленного напряжения. В результате этого уменьшаются размеры и масса сглаживающего фильтра, обеспечивается лучшее использование обмоток трансформатора по сравнению с однофазной однополупериодной схемой и схемой со средней точкой, равномерно нагружается сеть трехфазного переменного тока.

Основным недостатком трехфазной однополупериодной схемы является вынужденное намагничивание сердечника трансформатора

и связанное с этим увеличение тока первичной обмотки.