Người sử dụng mạch điện 380 volt trong gia đình cần một bộ chỉnh lưu ba pha thụ động (không kiểm soát). Biết một số tính năng của một thiết bị điện tử và các sơ đồ cải chính hiện có sẽ rất hữu ích. Điều này sẽ giúp chủ sở hữu của thiết bị điện để vận hành nó một cách hợp lý và hợp lý hơn trong một thời gian dài.
Mô tả về chỉnh lưu
Sự khác biệt chính giữa các thiết bị từ các chất tương tự một pha của chúng được thể hiện như sau:
- đầu tiên được lắp đặt trong các đường dây 220 Volt và được sử dụng để thu được dòng điện không đổi có cường độ không đáng kể (lên đến 50 Amps);
- bộ chỉnh lưu ba pha được sử dụng trong các mạch trong đó dòng điện làm việc (được chỉnh lưu) vượt quá đáng kể chỉ số này và đạt tới hàng trăm ampe.
- so với các mẫu một pha, các thiết bị này có một thiết bị phức tạp hơn.
Đề án đã biết để điều chỉnh điện áp ba pha, cho phép đạt được mức gợn tối thiểu ở đầu ra.
Trong kỹ thuật điện, chúng được gọi là bộ chỉnh lưu cầu ba pha, do bởi phương pháp mở điốt được điều khiển bởi phân cực điện áp, chúng giống như một cây cầu bắc qua sông với giao thông một chiều. Chỉ có hướng của dòng điện tử trong chúng xen kẽ với tần số 50 Hz, không thể tiếp cận để ô tô thay thế theo từng hướng.
Nguyên tắc hoạt động
Nguyên lý hoạt động của bất kỳ bộ biến đổi điện áp hình sin nào dựa trên tính chất chỉnh lưu của một phần tử bán dẫn đặc biệt - một diode Germanium hoặc silicon. Khi dòng điện xoay chiều chạy qua nó, sóng nửa sóng dương tự do truyền qua bộ chuyển đổi điện tử đang hoạt động, được dịch chuyển theo hướng thuận. Dưới ảnh hưởng của nửa sóng âm, các electron gặp chướng ngại vật dưới dạng rào cản tiềm năng, do đó dòng điện không thể chảy qua quá trình chuyển đổi.
Trong các sơ đồ chuyển mạch đơn giản nhất, một chu trình xử lý các mức biến không hoàn chỉnh được sử dụng, vì nửa sóng thứ hai bị mất không thể phục hồi. Điều này làm giảm đáng kể sức mạnh chuyển đổi. Để bảo toàn thành phần hữu ích, 2 sơ đồ chỉnh lưu nửa sóng được phát triển trong đó số lượng điốt được tăng lên thành hai.
Một mạch chu kỳ đầy đủ có thể chứa 4 phần tử chỉnh lưu, nhưng một mạch như vậy thuộc về loại cầu.
Chỉnh lưu đa sóng nửa sóng
Đầu tiên, sẽ thuận tiện hơn khi xem xét các bộ chỉnh lưu một nửa pha ba pha đơn giản để sản xuất và sử dụng trong các mạch chuyển đổi đơn giản và rẻ tiền. Khi chúng được chế tạo, một diode mạnh được cài đặt trong mỗi giai đoạn, chỉ phục vụ cho nhánh này.
Tổng cộng, trong một mẫu nửa sóng của thiết bị chỉnh lưu, ba điốt bán dẫn có tải kết nối với chúng được sử dụng. Sau khi nghiên cứu sơ đồ điện áp và dòng điện thu được ở đầu ra của mạch điện, chúng ta có thể rút ra kết luận sau:
- hiệu quả (COP) của hành động của một thiết bị như vậy là rất thấp;
- công suất ròng bị mất khi xử lý nửa sóng âm của cả ba pha;
- khi sử dụng các thiết bị như vậy, rất khó để có được các đặc tính tải cần thiết.
Tất cả những thiếu sót của các mạch nửa sóng buộc các nhà phát triển phải làm phức tạp chúng bằng cách áp dụng nguyên tắc chuyển đổi song song kép.
Chỉnh lưu nửa sóng
Một số mẫu thiết bị điện chỉ hoạt động với một lượng lớn dòng điện được điều chỉnh chạy trong tải.Nó không thể cung cấp bộ chỉnh lưu nửa sóng, điều này được giải thích bởi những tổn thất đáng kể trong đó. Để tăng công suất tải trong các mạch dòng ba pha, các thiết bị chỉnh lưu hai nửa sóng chứa hai điốt cho mỗi pha được sử dụng ngày càng nhiều.
Sự bao gồm cổ điển trong trường hợp này được thực hiện theo sơ đồ Larionov, trong đó chính thiết bị chỉnh lưu được đặt tên.
Một phân tích các sơ đồ làm việc của một bộ chỉnh lưu như vậy cho thấy rõ những lợi thế không thể chối cãi của nó. Khi các mạch này được sử dụng, cả hai nửa sóng dương và âm được sử dụng, làm tăng hiệu quả của toàn bộ bộ chuyển đổi. Điều này được giải thích bởi thực tế là cấu trúc ba pha của mạch, cùng với chỉnh lưu hai nửa sóng, cung cấp sự gia tăng gấp sáu lần về tần số xung. Do đó, biên độ của tín hiệu đầu ra sau khi làm mịn tụ tăng đáng kể (so với bộ chỉnh lưu nửa sóng) và công suất truyền đến tải tăng.
Thiết bị cầu
"Mạch chỉnh lưu cầu ba pha" cho phép thậm chí nhiều hơn để tăng hiệu quả chuyển đổi điện áp xoay chiều thành DC. Sẽ thuận tiện hơn khi trình bày phương pháp chuyển mạch này dưới dạng kết hợp hai mạch điểm 0 nửa sóng trong đó các điốt lẻ tạo thành nhóm cực âm và các chẵn tạo thành tổ hợp cực dương của chúng. Trong mạch cầu ba pha, hai nhánh xử lý nửa sóng có cực khác nhau thực sự được kết hợp thành một hệ thống duy nhất.
Nguyên lý hoạt động của bộ chỉnh lưu cầu ba pha là dễ hình dung nhất như thế này:
- khi một điện thế xen kẽ hoạt động ở đầu vào của nó, với mỗi nửa sóng, hai trong số bốn điốt mở, được bật như thể trong gương;
- trong trường hợp thứ nhất, nửa sóng dương của điện áp đầu vào được làm thẳng và trong lần thứ hai, âm;
- kết quả là, đầu ra của một mạch chéo như vậy luôn có một điểm cộng ở một cực của cây cầu và một điểm trừ ở đầu kia.
Cả trong các cầu chỉnh lưu ba pha và trong các mạch nửa sóng tại các điểm nối diode, một phần điện áp đầu vào bị mất (tại mỗi diode - không quá 0,6 Volts).
Do đó, tổng tổn thất trên mỗi chu kỳ (dương và âm) trong cầu ba pha sẽ là 1,2 Volts. Các nhà phát triển thiết bị chỉnh lưu luôn tính đến những tổn thất này và, để có được công suất cần thiết ở đầu ra, đặt trước các tham số đầu vào cao hơn một chút.
Sơ đồ điện áp hoặc sơ đồ của mạch cầu là sự xác nhận tốt nhất rằng phương pháp kết nối điốt này với mạch chỉnh lưu cung cấp sự truyền năng lượng tối đa. Đồng thời, tổn thất điện áp nhỏ tại các điểm nối thường được bù lại bằng cách lọc tốt hơn trong các mạch thứ cấp.
Các tính năng của một cây cầu ba pha và các tùy chọn xây dựng của nó
Mạch cầu của bộ chỉnh lưu ba pha có các tùy chọn để cải thiện các thông số của thiết bị. Chúng có thể được cải thiện bằng cách giới thiệu các yếu tố van bổ sung. Họ cài đặt 6, 9 hoặc thậm chí 12 điốt chỉnh lưu, được kết nối theo sơ đồ "sao" hoặc "tam giác".
Càng nhiều pha (hoặc cặp điốt) được sử dụng trong mạch chỉnh lưu, mức độ gợn của điện áp đầu ra càng thấp.
Ví dụ, xem xét một thiết bị có 12 điốt chỉnh lưu. Một trong các nhóm gồm 6 mảnh được bao gồm trong trường hợp này theo sơ đồ "ngôi sao" với điểm 0 chung và điểm thứ hai - trong một hình tam giác (không có trái đất). Cho rằng các bộ chỉnh lưu được kết nối nối tiếp, các tiềm năng ở đầu ra của hệ thống được tính tổng và tần số gợn trong tải hóa ra gấp 12 lần giá trị mạng (50 Hz). Sau khi lọc, điện áp cung cấp cho người tiêu dùng được đặc trưng bởi chất lượng cao hơn.
So sánh các thiết bị một pha và ba pha
Khi so sánh các sơ đồ chỉnh lưu ba pha với các chất tương tự một pha, điều quan trọng cần lưu ý là các điểm sau:
- những cái đầu tiên chỉ được sử dụng trong các mạng điện 380 Volt, và loại thứ hai có thể được cài đặt trong cả hai mạch một pha và ba pha (một cho mỗi pha);
- Chỉnh lưu 380 Volt có thể chuyển đổi công suất lớn và phát triển dòng điện đáng kể trong tải;
- mặt khác, việc tự chế tạo bộ chỉnh lưu ba pha có phần khó khăn hơn, vì nó bao gồm một số lượng lớn hơn các thành phần.
Việc tính toán bộ chỉnh lưu ba pha cũng sẽ khó khăn hơn, vì trong trường hợp này, các thành phần vectơ của dòng điện và điện áp được tính đến. Điều này là do thực tế là trong các mạch 380 Volt, các tham số pha được dịch chuyển tương đối với nhau 120 độ.
Hiểu bản chất của bộ chỉnh lưu ba pha là một cách nhanh chóng. Để làm điều này, bạn cần làm quen với những điều cơ bản về hoạt động của các thiết bị van và phân tích mạch điện để đưa chúng vào. Kiến thức về nguyên tắc hoạt động của các thiết bị chỉnh lưu sẽ giúp người dùng sử dụng nó hiệu quả hơn trong công việc hàng ngày.
