Выпрямители трехфазного тока применяются, в основном, для питания потребителей средней и большой мощности. При этом они равномерно нагружают сеть трехфазного тока. Из всего многообразия схем трехфазных выпрямителей наиболее простой является трехфазная схема с нулевым выводом, представленная на рис.5.6, а.

а б

Рис.5.6 Трехфазный выпрямитель: а – схема, б – диаграммы напряжений и токов.

Рассмотрим работу этой схемы в случае чисто активной нагрузки. Схема состоит из трехфазного трансформатора Тр, трех диодов (вентилей) и сопротивления нагрузки Rн. Первичная обмотка трансформатора может быть соединена звездой или треугольником, вторичная - только звездой. Катоды вентилей VD1, VD2 и VDЗ, соединенные между собой, имеют положительный потенциал по отношению к нагрузке Rн; на нулевой точке трансформатора - отрицательный потенциал.

Вентили в приведенной схеме работают поочередно, каждый в течение одной трети периода, когда потенциал анода одного вентиля более положителен, чем потенциалы анодов двух вентилей, т. е. когда соответствующее фазное напряжение будет положительным и больше двух других фазных напряжений. Например, в интервале времени t1 – t2 (рис.5.6,6), когда напряжение U2а положительно, а напряжения U2b и U2с или отрицательны, или положительны, но имеют меньшее значение, чем напряжение U2a, ток будет проходить по фазе «а» вторичной обмотки трансформатора через вентиль VD1 и нагрузочный резистор Rн. В следующую треть периода в интервале времени t2 - tз будет работать вентиль VD2, так как его анод имеет более высокий положительный потенциал, чем аноды вентилей VD1 и VDЗ. Ток будет проходить по фазе «b» вторичной обмотки трансформатора через вентиль VD2 и нагрузку, причем через нагрузку он будет проходить в том же направлении, что и в предыдущую треть периода. После этого будет работать вентиль VDЗ, затем снова вентиль УД1 и т.д.

На рис.5.6,6 выпрямленное (пульсирующее) напряжение, образованное участками синусоид фазных напряжений, изображено более толстой линией. Из этого же рисунка видно, что пульсации напряжения на нагрузке значительно меньше, чем в схемах выпрямителей однофазного тока, и их частота в 3 раза больше частоты сети, что облегчает фильтрацию. Если применить схему с большим числом вентилей, то пульсации уменьшаются, и поэтому в некоторых случаях можно обойтись без сглаживающих фильтров.

Укажем основные параметры для трехфазного выпрямителя:

· среднее значение выпрямленного напряжения Uo=0,827U2m;

· среднее значение выпрямленного тока I0 = 0,827I2m;

· коэффициент пульсаций Kп = 0,25.

Эта схема из-за малого падения напряжения на вентилях часто применяется при очень низких выпрямленных напряжениях. К недостаткам схемы относятся: большая величина обратного напряжения; плохое использование трансформатора и подмагничивание сердечника трансформатора постоянной составляющей выпрямленного тока, проходящей во вторичных обмотках трехфазного трансформатора.