משתמשים במעגלי כוח 380 וולט במשק הבית זקוקים למיישר תלת פאזי פסיבי (לא מבוקר). הכרת כמה מהתכונות של מכשיר אלקטרוני ותוכניות תיקון קיימות תועיל מאוד. זה יעזור לבעל ציוד הכוח להפעיל אותו בצורה מיומנת ורציונלית יותר לאורך זמן.
תיאור מיישרים
ההבדל העיקרי בין התקנים מהאנלוגים החד-פאזיים שלהם בא לידי ביטוי באופן הבא:
- הראשונים מותקנים בקווי 220 וולט ומשמשים להשגת זרמים קבועים בעוצמה לא משמעותית (עד 50 אמפר);
- מיישרים תלת פאזיים משמשים במעגלים שבהם הזרמים העובדים (מתוקנים) חורגים משמעותית ממד זה ומגיעים לכמה מאות אמפר.
- בהשוואה לדגימות חד פאזיות, להתקנים אלה יש מכשיר מורכב יותר.
ערכות ידועות לתיקון מתח תלת פאזי, המאפשרות להשיג את רמת האדוות המינימלית בפלט.
בהנדסת חשמל הם מכונים "מיישרי גשר תלת פאזיים", מכיוון ששיטת פתיחת דיודות הנשלטות על ידי קוטביות מתח הם דומים לגשר מעל נהר עם תנועה חד כיוונית. רק כיוון זרימת האלקטרונים בהם מתחלף בתדר של 50 הרץ, שלא ניתן לגשת לסירוגין של מכוניות לכל כיוון.
עיקרון הפעלה
עיקרון הפעולה של כל ממיר מתח סינוסואלי מבוסס על תכונות התיקון של אלמנט מוליכים למחצה מיוחד - דיודה גרמניום או סיליקון. כאשר זרם חילופין זורם דרכו, חצי הגל החיובי "עובר" בחופשיות במעבר האלקטרוני העובד, שמוסט לכיוון קדימה. בהשפעת חצי גל שלילי, אלקטרונים נתקלים במכשול בצורה של מחסום פוטנציאלי, כך שהזרם לא יכול לזרום במעבר.
בתכניות המיתוג הפשוטות ביותר, נעשה שימוש במחזור לא שלם של עיבוד רמות משתנות, מכיוון שחצי הגל השני אבוד בצורה בלתי מתקבלת על הדעת. זה מקטין משמעותית את הכוח שהומר. כדי לשמר את המרכיב השימושי פותחו 2 תוכניות תיקון חצי גל, בהן מספר הדיודות הוגדל לשניים.
"מעגל מחזור מלא" עשוי להכיל 4 אלמנטים מיישרים, אך מעגל כזה שייך לקטגוריית הגשר.
מיישר חצי גל רב-שלבי
בהתחלה, נוח יותר להתחשב במיישרים תלת פאזיים חד-גליים פשוטים לייצור ומשמשים במעגלי ממירים פשוטים וזולים. כאשר הם בנויים, מותקן דיודה חזקה אחת בכל אחד מהשלבים, המשרתת רק את הענף הזה.
בסך הכל, במדגם של חצי גל של מכשיר מיישר, משתמשים בשלושה דיודות מוליכים למחצה עם עומסים המחוברים אליהם. לאחר בחינת דיאגרמות המתחים והזרמים המתקבלים ביציאה של מעגל חשמל, נוכל להסיק את המסקנות הבאות:
- היעילות (COP) של הפעולה של מכשיר כזה היא נמוכה מאוד;
- הכוח נטו הולך לאיבוד בעת עיבוד חצי הגלים השליליים של שלושת השלבים;
- בעת שימוש במכשירים כאלה, קשה מאוד להשיג את מאפייני העומס הנדרשים.
כל החסרונות הללו של מעגלי חצי גל אילצו את המפתחים לסבך אותם על ידי יישום העיקרון של המרה כפולה מקבילה.
מיישר חצי גל
כמה דוגמאות של ציוד כוח פועלות רק עם כמות גדולה של זרם מיושר הזורם בעומס.הוא אינו מסוגל לספק מיישרים למחצית הגלים, שמוסברים על ידי הפסדים משמעותיים בהם. כדי להגדיל את קיבולת העומס במעגלי זרם תלת פאזיים, משתמשים יותר ויותר במכשירי מיישר עם שני גלים המכילים שתי דיודות לכל שלב.
ההכללה הקלאסית במקרה זה נעשית על פי תכנית Larionov, בה נקרא מכשיר המיישר עצמו.
ניתוח של דיאגרמות העבודה של מיישר כזה מעיד בבירור על יתרונותיו הבלתי מעורערים. כאשר משתמשים במעגלים אלה משתמשים בחצי גלים חיוביים וגם שליליים, מה שמעלה את היעילות של כל הממיר. זה מוסבר על ידי העובדה שהמבנה התלת-פאזי של המעגל, יחד עם תיקון שני-גל-גל, מספקים עלייה של פי שישה בתדר הפעימה. כתוצאה מכך, משרעת האות הפלט לאחר קבלת החלקה עולה בצורה ניכרת (בהשוואה למיישר חצי גל), וההספק המועבר לעומס עולה.
מכשירי גשר
"מעגל תיקון הגשר התלת-פאזי" מאפשר עוד יותר להגביר את היעילות של המרת מתח AC ל DC. נוח יותר להציג את שיטת המיתוג הזו בצורה של שילוב של שני מעגלי נקודת אפס עם חצי גל בהם הדיודות המוזרות מהוות את קבוצת הקתודה, והאחידות מהוות את שילוב האנודה שלהן. במעגל גשר תלת פאזי, משולבים למעשה שני ענפים של עיבוד חצי גלי של קוטביות שונה למערכת אחת.
העיקרון להפעלת מיישר גשר תלת פאזי הוא הקל ביותר לדמיין כך:
- כאשר פוטנציאל לסירוגין פועל בכניסתו, עבור כל חצי גל, שתיים מארבע הדיודות נפתחות, המופעלות כאילו במראה;
- במקרה הראשון, חצי הגל החיובי של מתח הכניסה מתיישר, ובשני, שלילי;
- כתוצאה מכך, לפלט של מעגל מוצלב שכזה תמיד יש פלוס בקוטב האחד של הגשר, ומינוס בקצה השני.
גם בגשרים מיישרים תלת פאזיים וגם במעגלי חצי גל בצמתים של דיודה, אבד חלק ממתח הכניסה (בכל דיודה - לא יותר מ- 0.6 וולט).
ההפסד הכולל למחזור (חיובי ושלילי) בגשר תלת פאזי יהיה אפוא 1.2 וולט. מפתחים של ציוד מיישר תמיד לוקחים בחשבון הפסדים אלה וכדי להשיג את הכוח הנדרש ביציאה, יש להפריז מעט בפרמטרי הקלט מראש.
דיאגרמות מתח או דיאגרמות של מעגלי גשר הם האישור הטוב ביותר לכך ששיטה זו לחיבור דיודות למעגל מיישר מספקת העברת אנרגיה מרבית. יחד עם זאת, לרוב מפצים הפסדי מתח קטנים בצמתים על ידי סינון טוב יותר במעגלים המשניים.
תכונות של גשר תלת פאזי ואפשרויות הבנייה שלו
למעגלי גשר של מיישרים תלת פאזיים אפשרויות לשיפור הפרמטרים של המכשיר. ניתן לשפר אותם על ידי הכנסת אלמנטים שסתומים נוספים. הם מתקינים 6, 9 או אפילו 12 דיודות מיישר, המחוברות לפי תוכנית "הכוכב" או "המשולש".
ככל שיותר שלבים (או זוגות דיודות) שמשתמשים במעגל המיישר, כך רמת האדווה של מתח היציאה נמוכה יותר.
כדוגמה, שקול התקן עם 12 דיודות מיישר. אחת הקבוצות של 6 חלקים כלולה במקרה זה על פי ערכת "הכוכב" עם נקודת אפס משותפת, והשנייה - במשולש (ללא אדמה). בהתחשב בכך שהמיישרים מחוברים בסדרה, פוטנציאלים בפלט של המערכת מסוכמים, ותדירות האדווה בעומס מתגלה כפול פי הערך של הרשת (50 הרץ). לאחר הסינון, המתח המסופק לצרכן מאופיין באיכות גבוהה יותר.
השוואה בין מכשירים חד-פאזיים ותלת-פאזיים
כשמשווים בין תוכניות תיקון תלת פאזי לאנלוגים חד פאזיים, חשוב לציין את הנקודות הבאות:
- הראשונים משמשים רק ברשתות כוח של 380 וולט, ואת המגוון השני ניתן להתקין במעגלים חד-פאזיים וגם בתלת-פאזיים (אחד לכל שלב);
- מיישרים 380 וולט יכולים להמיר כוח גדול ולפתח זרמים משמעותיים בעומס;
- מצד שני, קשה מעט יותר לייצר מיישר תלת פאזי לבד, מכיוון שהוא מורכב ממספר גדול יותר של רכיבים.
גם החישוב של מיישר תלת פאזי יהיה קשה יותר, שכן במקרה זה נלקחים בחשבון רכיבי הווקטור של הזרמים והמתחים. זה נובע מהעובדה שבמעגלי 380 וולט פרמטרי הפאזה מועברים זה לזה בכ -120 מעלות.
הבנת המהות של מיישר תלת פאזי היא הצמד. לשם כך תצטרך להכיר את היסודות להפעלת מכשירי שסתום ולנתח את מעגל החשמל לצורך שילובם. הכרת עקרון הפעולה של התקני מיישר תסייע למשתמש להשתמש בו בצורה יעילה יותר בעבודה יומיומית.
