Evdeki 380 volt güç devresi kullanıcılarının pasif (kontrolsüz) üç fazlı bir doğrultucuya ihtiyaçları vardır. Bir elektronik cihazın bazı özelliklerini ve mevcut düzeltme planlarını bilmek çok faydalı olacaktır. Bu, güç ekipmanının sahibinin uzun süre daha yetkin ve rasyonel bir şekilde çalışmasına yardımcı olacaktır.
Doğrultucuların tanımı
Tek fazlı analoglarından cihazlar arasındaki ana fark, aşağıda gösterilmiştir:
- birincisi 220 Volt hatlara kurulur ve önemsiz büyüklükte sabit akımlar elde etmek için kullanılır (50 Ampere kadar);
- üç fazlı doğrultucular, çalışma (doğrultulmuş) akımlarının bu göstergeyi önemli ölçüde aştığı ve birkaç yüz ampere ulaştığı devrelerde kullanılır.
- tek fazlı örneklerle karşılaştırıldığında, bu cihazlar daha karmaşık bir cihaza sahiptir.
Çıkışta minimum dalgalanma seviyesinin elde edilmesine izin veren üç fazlı voltajı düzeltmek için bilinen şemalar.
Elektrik mühendisliğinde bunlara “üç fazlı köprü doğrultucular” denir, çünkü voltaj polaritesi ile kontrol edilen diyotları açma yöntemiyle, tek yönlü trafiği olan bir nehir üzerindeki bir köprüye benzerler. Sadece içlerindeki elektron akışının yönü, arabaların her yönde değişmesi için erişilemeyen 50 Hz'lik bir frekansla değişir.
Çalışma prensibi
Herhangi bir sinüzoidal voltaj dönüştürücünün çalışma prensibi, özel bir yarı iletken elemanın - bir germanyum veya silikon diyotun düzeltme özelliklerine dayanır. Alternatif akım içinden akarken, pozitif yarım dalga ileri yönde kaydırılan çalışan elektronik geçişten serbestçe geçer. Negatif bir yarım dalganın etkisi altında, elektronlar potansiyel bir bariyer şeklinde bir engelle karşılaşır, böylece akım geçişten akamaz.
En basit anahtarlama şemalarında, ikinci yarım dalga geri alınamaz bir şekilde kaybolduğundan, değişken seviyelerin işlenmesinde eksik bir döngü kullanılır. Bu dönüştürülen gücü önemli ölçüde azaltır. Yararlı bileşeni korumak için, diyot sayısının ikiye çıkarıldığı 2 yarım dalga doğrultma şeması geliştirildi.
Bir “tam çevrim devre” 4 doğrultucu eleman içerebilir, ancak böyle bir devre köprü kategorisine aittir.
Yarım dalga çok fazlı doğrultucu
İlk olarak, üretimi basit olan ve basit ve ucuz konvertör devrelerinde kullanılan üç fazlı tek yarı dalga doğrultucuları dikkate almak daha uygundur. İnşa edildiklerinde, her bir faza sadece bu dala hizmet eden güçlü bir diyot kurulur.
Toplamda, bir doğrultucu cihazın yarım dalga örneğinde, yükleri bağlı üç yarı iletken diyot kullanılır. Bir elektrik devresinin çıkışında elde edilen voltaj ve akım diyagramlarını inceledikten sonra, aşağıdaki sonuçları çıkarabiliriz:
- böyle bir cihazın etkisinin etkinliği (COP) çok düşüktür;
- her üç fazın da negatif yarım dalgaları işlenirken net güç kaybedilir;
- bu tür cihazları kullanırken, gerekli yük özelliklerini elde etmek çok zordur.
Tüm bu yarım dalga devrelerinin eksiklikleri, geliştiricileri çift paralel dönüşüm ilkesini uygulayarak karmaşıklaştırmaya zorladı.
Yarım dalga doğrultucu
Bazı güç ekipmanı örnekleri sadece yükte akan büyük miktarda düzeltilmiş akımla çalışır.İçlerindeki önemli kayıplarla açıklanan yarım dalga doğrultucular sağlayamaz. Üç fazlı akım devrelerinde yük kapasitesini arttırmak için, her faz için iki diyot içeren iki yarım dalga doğrultucu cihazlar giderek daha fazla kullanılmaktadır.
Bu durumda klasik dahil etme, doğrultucu cihazın kendisinin adlandırıldığı Larionov şemasına göre yapılır.
Böyle bir doğrultucunun çalışma diyagramlarının analizi, tartışmasız avantajlarını açıkça göstermektedir. Bu devreler kullanıldığında, tüm dönüştürücünün verimliliğini artıran hem pozitif hem de negatif yarım dalgalar kullanılır. Bu, devrenin üç fazlı yapısının, iki yarım dalga düzeltmesi ile birlikte, titreşim frekansında altı kat bir artış sağladığı gerçeğiyle açıklanmaktadır. Bu nedenle, kapasitörleri yumuşattıktan sonra çıkış sinyalinin genliği belirgin şekilde artar (yarım dalga doğrultucu ile karşılaştırıldığında) ve yüke iletilen güç artar.
Köprü aygıtları
"Üç fazlı köprü düzeltme devresi", AC geriliminin DC'ye dönüştürülme verimliliğini daha da artırmaya izin verir. Bu anahtarlama yöntemini, tek diyotların katot grubunu ve hatta bunların anot kombinasyonlarını oluşturduğu iki yarım dalga sıfır nokta devresinin bir kombinasyonu şeklinde sunmak daha uygundur. Üç fazlı bir köprü devresinde, farklı kutuplardaki yarım dalgaların işlenmesinin iki dalı aslında tek bir sistemde birleştirilir.
Üç fazlı bir köprü doğrultucunun çalışma prensibi şöyle düşünülebilir:
- girişinde alternatif bir potansiyel hareket ettiğinde, her yarım dalga için, aynadaki gibi açılan dört diyottan ikisi açılır;
- ilk durumda, giriş voltajının pozitif yarım dalgası düzleştirilir ve ikincisinde negatif;
- sonuç olarak, böyle bir geçiş devresinin çıkışı, köprünün bir kutbunda her zaman bir artıya ve diğerinde eksi bir değere sahiptir.
Hem üç fazlı doğrultucu köprülerinde hem de diyot bağlantılarındaki yarım dalga devrelerinde, giriş voltajının bir kısmı kaybedilir (her diyotta - en fazla 0.6 Volt).
Üç fazlı bir köprüde döngü başına toplam kayıp (pozitif ve negatif) 1.2 Volt olacaktır. Doğrultucu ekipman geliştiricileri her zaman bu kayıpları hesaba katar ve çıkışta gerekli gücü elde etmek için, önceden biraz daha büyük giriş parametreleri.
Gerilim şemaları veya köprü devresi şemaları, diyotları doğrultucu devresine bağlama yönteminin maksimum enerji aktarımı sağladığının en iyi teyididir. Aynı zamanda, bağlantı noktalarındaki küçük voltaj kayıpları genellikle ikincil devrelerde daha iyi filtreleme ile telafi edilir.
Üç fazlı bir köprünün özellikleri ve yapım seçenekleri
Üç fazlı redresörlerin köprü devreleri, cihazın parametrelerini iyileştirmek için seçeneklere sahiptir. İlave valf elemanları eklenerek geliştirilebilirler. "Yıldız" veya "üçgen" şemasına göre bağlı 6, 9 ve hatta 12 doğrultucu diyotları monte ederler.
Doğrultucu devresinde ne kadar faz (veya diyot çifti) kullanılırsa, çıkış voltajının dalgalanma seviyesi o kadar düşük olur.
Örnek olarak, 12 doğrultucu diyotlu bir cihazı düşünün. 6 parçalık gruplardan biri, bu durumda, ortak bir sıfır noktası olan "yıldız" şemasına ve ikincisi - bir üçgende (topraksız) dahil edilir. Doğrultucuların seri bağlandığı göz önüne alındığında, sistemin çıkışındaki potansiyeller toplanır ve yükteki dalgalanma frekansı ağ değerinin (50 Hz) 12 katıdır. Filtrelemeden sonra, tüketiciye sağlanan voltaj daha yüksek bir kalite ile karakterize edilir.
Tek fazlı ve üç fazlı cihazların karşılaştırılması
Üç fazlı düzeltme şemalarını tek fazlı analoglarla karşılaştırırken, aşağıdaki noktalara dikkat etmek önemlidir:
- ilki sadece 380 Volt güç şebekelerinde kullanılır ve ikinci çeşit hem tek fazlı hem de üç fazlı devrelerde (her faz için bir tane) kurulabilir;
- 380 Volt doğrultucular büyük gücü dönüştürebilir ve yükte önemli akımlar geliştirebilir;
- Öte yandan, daha fazla sayıda bileşenden oluştuğu için üç fazlı bir doğrultucu kendi başına yapmak biraz daha zordur.
Üç fazlı bir doğrultucunun hesaplanması da daha zor olacaktır, çünkü bu durumda akımların ve voltajların vektör bileşenleri dikkate alınır. Bunun nedeni, 380 Volt devrelerde faz parametrelerinin birbirine göre 120 derece kaydırılmasıdır.
Üç fazlı bir doğrultucunun özünü anlamak çok kolaydır. Bunu yapmak için, valf cihazlarının çalışmasının temellerini öğrenmeniz ve elektrik devresini dahil edilmek üzere analiz etmeniz gerekir. Doğrultucu cihazların çalışma prensibi bilgisi, kullanıcının günlük işlerde daha etkili kullanmasına yardımcı olacaktır.
