Ein dreiphasiger Gleichrichter wandelt die dreiphasige Wechselstromversorgung mithilfe von Dioden im Schaltkreis in eine konstante Gleichstromversorgung um. Diese Gleichrichter können verschiedene Gleichrichtungsfunktionen ausführen, einschließlich Halbwellengleichrichtung und Vollwellengleichrichtung der Dreiphasenversorgung. In diesem Artikel werden dreiphasige Gleichrichter ausführlich behandelt.
Dreiphasengleichrichtung
Ein Dreiphasengleichrichter sorgt für die Gleichrichtung von drei Phasen der Wechselstromversorgung. Die dreiphasige Versorgung kann als eine Gruppe von drei Einzelphasen betrachtet werden. Daher folgt die dreiphasige Gleichrichtung auf drei Fälle von einphasigen Gleichrichtern in einem Stromkreis.
Halbwellen-Dreiphasengleichrichtung
Halbwellengleichrichtung bedeutet, dass am Ausgang nur die Hälfte der Eingangs-Wechselstromversorgungszyklen gleichgerichtet wird:
Es besteht aus drei Dioden D1, D2 und D3, die an drei Phasen der Wechselstromversorgung angeschlossen sind. Die Anoden der Dioden sind an drei Versorgungsphasen angeschlossen, während die Kathoden der Dioden an einem gemeinsamen Punkt angeschlossen sind. Die Last wird zwischen dem gemeinsamen Punkt der Dioden angeschlossen, die als + Anschluss dienen, und der – Anschluss der Last ist mit der Neutralleiterversorgung verbunden. In der obigen Konfiguration leitet jede der drei Dioden ein Drittel des Eingangswechselstromzyklus.
Dies liegt daran, dass jede Diode unterschiedliche Zeitpunkte der Eingangs-Wechselstromwellenform erfährt und nur die Diode mit einem positiveren Teil der Eingangswellenform leitet, während andere im ausgeschalteten Zustand bleiben. Dies wird durch die Wellenformen oben gezeigt.
Vollwellen-Dreiphasengleichrichtung
Die Vollweggleichrichtung sorgt für die Umwandlung einer Vollwelle von Eingangs-Wechselstromzyklen in einen stabilen Gleichstromausgang. Diese Konfiguration erfordert sechs Dioden, während die Leitung zu unterschiedlichen Zeitpunkten durch ein komplettes Diodenpaar erfolgt.
In der obigen Konfiguration ist jede Phase der Eingangswechselstromversorgung zwischen den beiden Dioden verbunden. In diesem Fall leitet ein Diodenpaar, mit Ausnahme einer einzelnen Diode im Fall der Einweggleichrichtung. In der obigen Schaltung arbeiten drei verschiedene Vollweg-Brückengleichrichter. Das erste Vollweg-Brückengleichrichternetzwerk wird zwischen den ersten beiden Phasen A und B gebildet, während das zweite Vollweg-Brückengleichrichternetzwerk zwischen den nächsten beiden Phasen B und C gebildet wird. Das dritte Brückengleichrichternetzwerk wird zwischen den Phasen C und A gebildet. Daher gilt: In dieser Konfiguration wird über alle Phasen hinweg eine Vollwellengleichrichtung erreicht.
In der obigen Konfiguration leitet jede Diode für 120 Grad oder ein Drittel, aber da in diesem Fall ein Diodenpaar für die Leitung verantwortlich ist, leitet jedes Paar in diesem Fall für 60 Grad oder ein Sechstel einer Periode, wie oben gezeigt Wellenform.
Beispiel: Halbwellengleichrichtung
Ein dreiphasiger 240-VAC-Transformator in Sternschaltung ist mit einer Last mit einer Impedanz von 60 Ohm in einem dreiphasigen Einweggleichrichter verbunden. Berechnen Sie die durchschnittliche DC-Lastspannung, den Laststrom und den durchschnittlichen Strom pro Diode. Die durchschnittliche DC-Lastspannung ergibt sich aus:
Der Laststrom:
Für den dreiphasigen Einweggleichrichter werden drei Dioden verwendet, der mittlere Strom wird angegeben als:
Beispiel: Vollwellengleichrichtung
Eine dreiphasige 145-V-50-Hz-Versorgung ist mit einem Vollweg-Brückengleichrichter mit einem 250-Ohm-Widerstand verbunden. Berechnen Sie die DC-Ausgangsspannung und den Laststrom. Die verkettete Spitzenspannung ergibt sich aus:
Die Phase-Neutral-Spannung jeder Phase wird wie folgt angegeben:
Somit beträgt die DC-Ausgangsspannung:
Der Laststrom ist gegeben durch:
Abschluss
Die Umwandlung der ausgeglichenen dreiphasigen Versorgung in eine konstante Gleichstromversorgung mithilfe der Dioden wird als dreiphasige Gleichrichtung bezeichnet. Um diese Gleichrichtung durchzuführen, sind drei Dioden erforderlich, d. h. bei der Halbwellengleichrichtung eine für jede Phase, während bei der Vollwellengleichrichtung jede Phase zwei Dioden erfordert. Die Vollwellengleichrichtung ist vorteilhaft, da sie die Brückeneffizienz erhöht und die Welligkeit verringert.