Ponte retificadora trifásica - princípio de operação e circuitos

Se retificadores monofásicos ou monofásicos em ponte forem usados ​​para circuitos CC de baixa potência, às vezes os retificadores trifásicos são necessários para fornecer cargas de potência mais altas.

Os retificadores trifásicos permitem obter altos valores de correntes constantes com baixos níveis de ondulação da tensão de saída, o que tem o efeito de reduzir os requisitos para as características do filtro de suavização de saída.

Então, primeiro, considere o retificador monofásico trifásico mostrado na figura abaixo:

No circuito simples mostrado na figura, apenas três são conectados aos terminais dos enrolamentos secundários de um transformador trifásico. retificador… A carga é conectada a um circuito entre o ponto comum onde convergem os cátodos dos diodos e o terminal comum dos três enrolamentos secundários do transformador.

Vamos agora considerar os diagramas de tempo de correntes e tensões que ocorrem nos enrolamentos secundários do transformador e de um dos diodos de um retificador monofásico trifásico:

Alguns dispositivos CC requerem uma tensão de alimentação mais alta do que o circuito único acima pode fornecer. Portanto, em alguns casos, um circuito push-out trifásico é mais adequado. Seu diagrama esquemático é mostrado na figura abaixo.

Como já observamos, os requisitos de filtro são reduzidos, você pode ver isso nos gráficos. Este circuito é conhecido como ponte retificadora trifásica de Larionov:

Agora olhe para os diagramas e compare-os com o diagrama da unidade. A tensão de saída no circuito da ponte é facilmente representada como a soma das tensões de dois retificadores simples operando em fases opostas. Tensão Ud = Ud1 + Ud2. O número de fases de saída é obviamente maior e a frequência das ondas da rede é maior.

Neste caso particular, seis fases DC em vez das três que estavam em um único circuito. Portanto, os requisitos para o filtro anti-aliasing são reduzidos e, em alguns casos, podem ser removidos completamente.

Três fases dos enrolamentos combinadas com dois semiciclos de retificação fornecem uma frequência de onda fundamental igual a seis vezes a frequência da rede (6 * 50 = 300). Isso pode ser visto nos diagramas de tensão e corrente.

A conexão em ponte pode ser vista como uma combinação de dois circuitos monofásicos trifásicos de ponto zero, com os diodos 1, 3 e 5 sendo o grupo catódico de diodos e os diodos 2, 4 e 6 sendo o grupo anódico.

Os dois transformadores parecem ser combinados em um. A qualquer momento a corrente flui através dos diodos, dois diodos estão simultaneamente envolvidos no processo - um de cada grupo.

O diodo catódico abre para o qual um potencial mais alto é aplicado em relação aos ânodos do grupo oposto de diodos, e no grupo anódico exatamente aquele dos diodos aos quais o potencial é aplicado menor em relação aos cátodos dos diodos do grupo catódico abre.

A transição dos intervalos de tempo de trabalho entre os diodos ocorre nos momentos de comutação natural, os diodos funcionam em ordem. Como resultado, o potencial de cátodos e ânodos comuns pode ser medido pelos envelopes superior e inferior dos gráficos de tensão de fase (consulte os diagramas).

Os valores instantâneos das tensões retificadas são iguais à diferença de potencial entre os grupos cátodo e ânodo dos diodos, ou seja, a soma das ordenadas no diagrama entre os envelopes. A corrente direta dos enrolamentos secundários é mostrada no diagrama de carga resistiva.

Da mesma forma, mais de seis fases de tensão constante podem ser obtidas de um transformador trifásico: nove, doze, dezoito e até mais. Quanto mais fases (mais pares de diodos) no retificador, menor o nível de ondulação da tensão de saída. Aqui, veja o circuito com 12 diodos:

Aqui, um transformador trifásico contém dois enrolamentos secundários trifásicos, um dos grupos é combinado em um circuito «delta», o outro em uma «estrela». O número de voltas nas bobinas dos grupos difere em 1,73 vezes, o que permite obter os mesmos valores de tensão da "estrela" e do "delta".

Nesse caso, o deslocamento de fase das tensões nesses dois grupos de enrolamentos secundários um em relação ao outro é de 30 °.Como os retificadores estão conectados em série, a tensão de saída é somada e a frequência de ondulação da carga agora é 12 vezes maior que a frequência da rede, enquanto o nível de ondulação é menor.

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