Мостовая схема

Схема состоит из трехфазного трансформатора, первичные и вторичные обмотки которого можно соединять звездой и треугольником, и шести диодов. Катоды диодов VD1, VD2 и VD3 соединяются в общую точку K, которая является положительным полюсом выпрямительного устройства. Общая точка анодов A диодов VD4, VD5 и VD6 является отрицательным полюсом выпрямительного устройства.

На рисунке б представлены кривые фазных напряжений вторичных обмоток трансформатора: U_ф1=φ_a- φ₀, U_ф2=φ_b- φ₀, U_ф3=φ_c- φ₀. Если потенциал нулевой точки обмоток принять равным нулю, то эти кривые будут изображать потенциалы точек a, b, c: U_ф1=φ_a, U_ф2=φ_b, U_ф3=φ_c

В течение времени t₁-t₂ равного 1/6 периода T, наибольшим положительным потенциалом обладает точка a, наибольшим отрицательным потенциалом – точка b. Поэтому ток в цепи проходит от точки а через диод VD1, сопротивление нагрузки R и диод VD5 к точке b.

В течение времени t₂-t₃, наибольшим положительным потенциалом по-прежнему обладает точка а, наибольшим отрицательным потенциалом – точка с. Поэтому ток проводят диоды VD1 и VD6. Рассуждая аналогично, можно убедиться в том, что за каждую 1/6 периода через нагрузку будет проходить ток в одном направлении – от общей точки катодов диодов VD1, VD2 и VD3 к анодной точке VD4, VD5 и VD6. Кривые выпрямленного тока i₀ и напряжения U₀=i₀R представлены на рис. в. Под каждым импульсом выпрямленного тока указаны номера одновременно работающих диодов.

По вторичным обмоткам трансформатора токи проходят как в положительную, так и в отрицательную часть периода. В результате отсутствует вынужденное намагничивание сердечника трансформатора. Выпрямленный ток в трехфазной мостовой схеме достигает максимума 6 раз за период. Следовательно, частота основной гармоники выпрямленного напряжения в 6 раз больше частоты сетевого напряжения, т. е. f₁=6f=300Гц. Данная схема имеет коэффициент пульсации K_П=0,057.

Трехфазная мостовая схема имеет следующие преимущества перед трехфазной однополупериодной схемой:

- лучшее использование обмоток трансформатора и отсутствие вынужденного намагничивания сердечника, благодаря чему достигается значительное уменьшение размеров и массы трансформатора;

- меньшая величина и более высокая частота пульсаций выпрямленного напряжения, что позволяет значительно уменьшить размеры, массу и стоимость сглаживающего фильтра.

Основным недостатком схемы является:

- необходимость применения шести диодов вместо трех. Кроме того, последовательное включение двух работающих диодов (особенно высокоомных) приводит к уменьшению напряжения с увеличением тока нагрузки. Поэтому в трехфазной мостовой схеме обычно используют полупроводниковые диоды, обладающие небольшим внутренним сопротивлением.