Если выпрямлено стандартное трехфазное соединение 400 В переменного тока, какое напряжение постоянного тока выходит из него?

12

Если стандартное (в Европе и большей части мира, за исключением Северной Америки и Японии) трехфазное питание 400 В переменного тока (три линии, имеющие среднеквадратичное напряжение 230 В, если измерено для каждой нейтрали) выпрямляется с помощью стандартного 6-диодного выпрямителя, подобного этому :

Трехфазная двухполупериодная мостовая выпрямительная схема

Какое значение постоянного напряжения выйдет из выпрямителя? Как рассчитать это с учетом заданного напряжения источника переменного тока?

Существуют ли другие способы подключения диодов для получения другого напряжения (без использования трансформаторов или чего-либо еще, кроме диодов), что это такое и какое напряжение постоянного тока будет выходить тогда?

miernik
источник
Это домашнее задание? Если нет, то для чего?
Tyblu
@tyblu: Нет, не домашнее задание, я просто думаю о создании трехфазного SMPS в будущем и хочу знать, какое будет мое входное напряжение постоянного тока для SMPS.
Miernik

Ответы:

9

Если вы измеряете поперек нагрузки, показанной на рисунке, пиковое напряжение будет ~ 565В; Напряжение постоянного тока будет зависеть от вашей нагрузки и фильтрации, как отметили другие.

Если вы измеряете от + нагрузки на вашей фигуре до нейтрали вашего источника переменного тока, пиковое напряжение будет ~ 325В. Если вы подключите такую ​​нагрузку, вы фактически не используете двухполупериодный выпрямитель.

Самый простой способ получить 565 В - начать с 400 В и применить стандартное масштабирование от к . Однако начиная с 400В пропускается часть расчета. Более тщательный способ получить 565В - это рассчитать как:2VrmsVpp

(325V)maxθ{sin(θ+2π3)sin(θ)}

Выражение максимизируется, когда равно , а максимальное значение равно .θ5π33253=563

Существует подробный анализ , включая некоторые Java - апплеты здесь .

Энди
источник
Проходя мимо, ссылка на Java-апплет не работает.
Мистер Мистер
8

Эта конфигурация широко известна как звезда или конфигурация WYE. Это легче увидеть, если разбить его на две половины. Фаза на нейтраль составляет 230 В. Три фазы каждая связана с диодным анодом и все три катода связаны между собой. При измерении от нейтрального к катодному соединению вы ожидаете увидеть 230 * 1,414 = 325 В постоянного тока. Это представляет собой «пиковое» напряжение сигнала. Теперь сделайте то же самое с другой половиной моста, которая создаст отрицательное напряжение равного значения по отношению к нейтрали. Импульсы переплетаются друг с другом, эффективно подавляя в промежутки положительных импульсов, в результате чего 6 импульсов создают более плавное постоянное напряжение. Напряжение без фильтра будет чуть меньше 325 вольт. Если фильтр был добавлен, например, конденсатор,

ВНИМАНИЕ: Эти напряжения смертельны, и необходимо принять соответствующие меры предосторожности для предотвращения травм или смерти! Объяснение только для иллюстрации. В реальной практике эта схема будет построена с изолирующим трансформатором и защитой цепи, такой как предохранители.

Stever
источник
@ Steve: вы уверены, что это будет "чуть меньше, чем 650 В постоянного тока?" Теперь я нашел этот график, который показывает, что трехфазный переменный ток, выпрямленный с помощью двухполупериодного выпрямителя, будет иметь напряжение немного ниже, чем пиковое напряжение каждой фазы, так что это будет 325 В. Или, может быть, я не правильно понимаю этот сюжет?
Miernik
1
@ Ситуация, которая полностью зависит от того, какой у вас ток нагрузки и сколько у вас там
защитной крышки
1
@miernik: Вы правы. Напряжение от нейтрали до + составляет + 325 В постоянного тока, а потенциал от нейтрали до - составляет -325 В постоянного тока. Однако они не являются аддитивными, как я впервые сказал, потому что они переплетаются в одну положительную (относительно отрицательной) волну. Спасибо за просмотр! Пожалуйста, смотрите мое редактирование.
SteveR
@ Steve: кажется, что мы оба не правы, увидеть другой ответ, который появился.
Мирник
ссылка
SteveR
6

Я думаю, что Стив и Энди достаточно хорошо это объяснили, но это действительно помогает мне взглянуть на формы напряжения и увидеть, как именно они складываются. Обратите внимание, что время между пиками ~ 5,5 мс, которое является прямым результатом трех пиков, по одному от каждой фазы, смещенных на 120 градусов и суммируемых вместе.

Представлены три формы волны: V (v +) - это напряжение от узла V + к земле. V (v-) - напряжение от узла V- к земле. V (v +, v-) - напряжение на нагрузочных резисторах. схематический моделирование

Кроме того, вы можете щелкнуть правой кнопкой мыши и просмотреть изображение, чтобы увидеть более крупные версии, которые являются более разборчивыми.

отметка
источник
3

Трехфазный переменный ток через выпрямитель производит эту форму волны:

введите описание изображения здесь

«Напряжение постоянного тока» имеет два возможных значения: среднее значение и среднеквадратичное значение. Среднеквадратическое значение - это то, сколько тепловой энергии будет видеть нагрузка в этой конфигурации.

Выходной сигнал представляет собой синусоидальную волну между 60 и 120 градусами, повторяемую. Возьмем среднеквадратичное значение синусоидальной волны между этими двумя углами, и мы получим среднеквадратичное значение всей волны. RMS - среднеквадратичное значение: возьмите квадратный корень от среднего квадрата синусоидальной волны.

Vpeakπ32π3sin2Θπ3

VpeakΘ2sin2Θ4]π32π3π3

Vpeakπ3π6sin4π34+sin2π34π3

Vpeakπ3π6sin4π34+sin2π34π3

Vpeakπ6+34π3

Vpeak12+334π

.95577Vpeak

Среднее значение немного проще для вычисления:

Vpeakπ32π3sinΘπ3

VpeakcosΘ]π32π3π3

Vpeakcosπ3cos2π3π3

Vpeak2cosπ3π3

Vpeak1π3

Vpeak3π

.955Vpeak

И пиковое напряжение, конечно же, является среднеквадратичным значением входного значения, умноженного на квадратный корень из 2.

Стивен Коллингс
источник