Een driefasige gelijkrichter zet de driefasige wisselstroomvoeding om in een constante gelijkstroomvoedingsuitgang met behulp van diodes in het circuit. Deze gelijkrichters kunnen verschillende gelijkrichtfuncties uitvoeren, waaronder halfgolfgelijkrichting en dubbelgolfgelijkrichting van driefasige voeding. Dit artikel bespreekt driefasige gelijkrichters in detail.
Driefasige rectificatie
Een driefasige gelijkrichter zorgt voor gelijkrichting van drie fasen van de wisselstroomvoeding. Driefasige voeding kan worden beschouwd als een groep van drie afzonderlijke fasen. Daarom zal driefasige gelijkrichting volgen op drie gevallen van enkelfasige gelijkrichters in één circuit.
Halve golf driefasige gelijkrichting
Halve golfgelijkrichting betekent dat slechts de helft van de AC-ingangscycli aan de uitgang worden gelijkgericht:
Het bestaat uit drie diodes D1, D2 en D3 die zijn aangesloten op drie van de fasen van de wisselstroomvoeding. De anoden van diodes zijn verbonden met drie voedingsfasen, terwijl de kathodes van diodes op een gemeenschappelijk punt zijn aangesloten. De belasting is verbonden tussen het gemeenschappelijke punt van de diodes die als de + aansluiting fungeren, en de – aansluiting van de belasting is verbonden met de neutrale voeding. In de bovenstaande configuratie geleidt elk van de drie diodes een derde van de AC-ingangscyclus.
Dit komt omdat elke diode verschillende momenten van AC-ingangsgolfvormen ervaart, zodat alleen de diode met een positiever deel van de ingangsgolfvorm zal geleiden, terwijl andere in de uit-stand blijven. Dit wordt weergegeven door de bovenstaande golfvormen.
Volledige golf driefasige gelijkrichting
Volledige golfrectificatie zorgt voor de conversie van een volledige golf van AC-ingangscycli naar een stabiele DC-uitgang. Deze configuratie vereist zes diodes, terwijl de geleiding op verschillende tijdstippen plaatsvindt door een compleet diodepaar.
In de bovenstaande configuratie is elke fase van de AC-ingangsvoeding verbonden tussen de twee diodes. In dit geval geleidt een diodepaar, met uitzondering van een enkele diode in een halfgolfgelijkrichtingsgeval. In de bovenstaande schakeling werken drie verschillende dubbelfasige bruggelijkrichters. Het eerste bruggelijkrichternetwerk met volledige golf wordt gevormd tussen de eerste twee fasen A en B, terwijl het tweede gelijkrichternetwerk met volledige golfbrug wordt gevormd tussen de volgende twee fasen B en C. Het derde bruggelijkrichternetwerk wordt gevormd tussen de fasen C en A. Daarom, volledige golfrectificatie wordt bereikt over alle fasen in deze configuratie.
In de bovenstaande configuratie geleidt elke diode 120 graden of een derde, maar aangezien er in dit geval een paar diodes bij betrokken zijn voor geleiding, geleidt elk paar in dit geval 60 graden of een zesde van een cyclus, zoals weergegeven in het bovenstaande golfvorm.
Voorbeeld: Halve golf-rectificatie
Een 240VAC driefasige stertransformator is aangesloten met een impedantiebelasting van 60 ohm in een driefasige halfgolfgelijkrichter. Bereken de gemiddelde DC-belastingsspanning, belastingsstroom en gemiddelde stroom per diode. De gemiddelde DC-belastingsspanning wordt gegeven door:
De belastingsstroom:
Voor de driefasige halfgolfgelijkrichter worden drie diodes gebruikt, de gemiddelde stroom wordt gegeven als:
Voorbeeld: volledige golfgelijkrichting
Een driefasige voeding van 145 V, 50 Hz is verbonden met een dubbelgolfbruggelijkrichter, met een weerstand van 250 ohm. Bereken de DC-uitgangsspanning en de belastingsstroom. De lijn-tot-lijn piekspanning wordt gegeven door:
De fase-naar-neutrale spanning van elke fase wordt gegeven als:
Dus DC-uitgangsspanning:
Belastingsstroom wordt gegeven door:
Conclusie
Het omzetten van de driefasige balansvoeding in de constante gelijkstroomvoeding met behulp van de diodes wordt driefasige gelijkrichting genoemd. Om deze gelijkrichting uit te voeren zijn drie dioden nodig, dat wil zeggen één voor elke fase in het geval van halfgolfgelijkrichting, zoals bij volledige golf elke fase twee dioden nodig heeft. De volledige golfrectificatie is gunstig omdat deze de efficiëntie van de brug verbetert en de rimpelinhoud vermindert.