תכונות ועיקרון עבודה של מיישר תלת פאזי, מעגל מיישר גשר, מכשיר חד פאזי

השימוש העיקרי במיישרים הוא להוביל מקור זרם ישר (DC) ממקור זרם חילופין (AC). כמעט כל המכשירים האלקטרוניים דורשים זרם ישר, לכן משתמשים במיישרים תלת פאזיים בתוך ספקי כוח למגוון רחב מאוד של ציוד אלקטרוני.

שרשרת מחזור מלאה

זהו מעגל מיישר הממיר מתח AC למתח DC. מעגלים אלו נקראים מיישרי גל מלא מכיוון שהם יוצרים פלט מחזור מלא.

היתרונות של מיישרים תלת פאזיים:

1. בשל העלות הנמוכה שלהם בהשוואה לדחיפה מרכזית, הם נמצאים בשימוש נרחב בשרשרת אספקת החשמל.
2. זה יכול לשמש כדי לזהות את המשרעת של אות רדיו מאופנן.
3. ניתן להשתמש במיישרי גשר כדי לספק מתח מקוטב לריתוך.

מעגל מיישר תלת פאזי

רוב ספקי הכוח התעשייתיים עבור מנועים חשמליים ויישומי ריתוך משתמשים במתח AC תלת פאזי. המשמעות היא שההתקן עבור מעגלים אלה חייב להשתמש בגשר תלת פאזי בעל שש דיודות כדי לספק יישור גל מלא (שתי דיודות לכל קו של שלושה פאזות). איור זה מציג מעגל חשמלי תלת פאזי של גשר מיישר.

בתרשים, הפיתול המשני של שנאי תלת פאזי על הדיודה של המכשיר. 1D, 3D ו-5D מחוברים יחד כדי לספק נקודה משותפת להספק מוצא DC שלילי. 2D, 4D ו-6D מחוברים כדי לספק נקודה משותפת לפין כוח פלט חיובי קבוע.

מעגל אלקטרוני של מיישר גשר תלת פאזי, שבו הוא מחובר לליפוף משני של שנאי תלת פאזי. גלי סינוס תלת פאזיים (ב). שישה חצאי גלים עבור פלט DC. כלל אצבע טוב לקביעת חיבורים במכשירי דיודה הוא שמתח הכניסה AC (U) יחובר לגשר שבו מחוברות האנודה והקתודה של כל שתי דיודות.

מכיוון שזה מתרחש בשתי נקודות על הגשר, לקלט U אין קוטביות מוגדרת. המוליך החיובי לאספקת החשמל יחובר לגשר, שבו מחוברות שתי הקתודות של הדיודות, והמוליך השלילי יחובר לגשר ושתי האנודות של הדיודות.

מכיוון שששת חצאי הגלים חופפים, למתח DC אין סיכוי להגיע לנקודת האפס של המתח, ולכן מתח המוצא הממוצע של DC גבוה מאוד.

מיישר גשר תלת פאזי גל מלא משמש כאשר הכמות הנדרשת של הספק DC גדולה ויעילות השנאי חייבת להיות גבוהה. מכיוון שתפוקות חצי הגל חופפות, הם מספקים אחוז אדווה נמוך.

במעגל זה, אדווה המוצא היא פי שש מתדר הכניסה. מכיוון שאחוז האדוות נמוך, ניתן להשתמש בפלט U (DC) ללא סינון רב. סוג זה של מכשיר תואם לשנאים המחוברים לכוכב או לדלתא.

מכשיר מסוג גשר

מעגל מיישר גשר תלת פאזי משתמש בשש דיודות (או תיריסטורים אם נדרשת שליטה). מתח המוצא מאופיין בשלושה ערכים: מינימום U, U ממוצע ומתח שיא.

מיישר תלת פאזי בגל מלא דומה לגשר הייץ.

תרשים של מכשיר תלת פאזי בגל מלא. מיישר תלת פאזי קונבנציונלי אינו משתמש בניוטרל. לרשת 230 V / 400 V בין שתי כניסות מיישר. אכן, תמיד יש מתח מורכב U (= 400 V) בין 2 הכניסות.

מכשיר ללא פיקוח פירושו שלא ניתן לכוונן את הפלט הממוצע U עבור אותה קלט U. תיקון לא מבוקר משתמש בדיודות.

המיישר המבוקר מאפשר לווסת את מתח המוצא הממוצע על ידי פעולה על עיכובי התגובה של התיריסטור (בשימוש במקום דיודות). פקודה זו דורשת מעגל אלקטרוני מורכב. הדיודה מתנהגת כמו תיריסטור, נטען ללא דיחוי. המתח המיושר נראה כך.

מוצא U הוא מתח מוצא תלת פאזי. ישנם 7 עקומות בסך הכל: 6 סינוסואידים ועקומה אדומה המחברת את החלק העליון של הסינוסואידים ("כובעים סינוסואידים"). 6 סינוסואידים מייצגים 3 מתחים המרכיבים את U בין פאזות ו-3 מתחים זהים, אך עם הסימן ההפוך:

U31 = -U13U23 = -U32U21 = -U12.

העקומה האדומה מייצגת את U במוצא המיישר, כלומר במסופי העומס ההתנגדות. U זה לא חל על ניטרלי. היא שוחה. U זה נע בין 1.5 V מקסימום ל-1.732 V מקסימום (שורש של 3).

Umax הוא ערך השיא של מתח אחד והוא 230 × 1.414 = 325 V.

תכונות מתח תלת פאזי

עקומה הפועלת רק על עומס התנגדות, יישור בלתי מבוקר (עם דיודות), אינה חוזרת לאפס, בניגוד למכשיר חד-תדר (גשר גרוץ). לפיכך, האדוות נמוכה בהרבה והממדים של המשרן ו/או קבל ההחלקה פחות מגבילים מאשר עבור גשר הייץ.

כדי להשיג פלט U שאינו אפס, נדרשים לפחות שני שלבים. ערך מתח מינימלי, מקסימום וממוצע. מבחינה מספרית, עבור רשת 230 V / 400 V, המתח המיושר נע בין המתח המינימלי: 1.5 V min = 1.5 x (1.414 × 230) = 488 V, והמקסימום: 1.732 Vmax = 1.732 x (1.414 × 230) = 563 V.

ערך ממוצע של מתח מתוקשר תלת פאזי: ממוצע = 1.654Vmax = 1.654 x (1.414 × 230) = 538 V.

מתח מוצא של מיישר מוצא תלת פאזי (זום). מיישר גל מלא תלת פאזי MDS 130A 400V. 5 טרמינלים: 3 פאזות, + ו-. מיישר זה מכיל 6 דיודות.

לפיכך, ניתן לסכם את הנקודות הבאות:

• 6 דיודות, 2 דיודות לפאזה - אדווה חלשה בהשוואה למיישר חד-גל (גשר הייץ);
• ערך ממוצע של המתח המיושר: 538 וולט לרשת 230 וולט / 400 וולט;
• המיישר התלת פאזי אינו בשימוש הנייטרלי.

מכשיר גל מלא חד פאזי

האיור מציג מיישר מבוקר זרימה מלאה חד פאזי עם עומס R.

מיישר חד פאזי נשלט במלואו מאפשר המרה של AC חד פאזי לDC. הוא נמצא בשימוש נפוץ ביישומים שונים כגון טעינת סוללה, בקרת מהירות מנוע ספק כוח DC וחזית UPS (אל פסק) ו-SMPS (ספק כוח ניתן להחלפה מצב).

כל ארבעת המכשירים שבהם נעשה שימוש הם תיריסטורים. זמני ההחלפה של מכשירים אלה תלויים באותות ההתחלה. כיבוי מתרחש כאשר הזרם דרך המכשיר מגיע לאפס והוא מוטה לאחור למשך לפחות משך זמן השווה לזמן הכיבוי של המכשיר המצוין בגליון הנתונים:

• בתיריסטורים חיוביים למחצה מחזוריים T1 ו-T2, הם יורים בזווית α.
• כאשר T1 ו-T2 מוליכים Vo = Vs IO = הוא = Vo / R = Vs / R.
• בחצי המחזור השלילי של מתח הכניסה SC3, T3 ו-T4 מופעלים בזווית (π + α).
• כאן, זרם המוצא וזרם האספקה ​​נמצאים בכיוון ההפוך. T3 ו-T4 נכבות ב-2π.

פעולת גשר דיודה

הוא מורכב מארבע דיודות, ותצורה זו מחוברת דרך העומס.

במהלך חצי המחזור החיובי, הכניסות של דיודות D1 ו-D2 מוטות קדימה ו-D3 ו-D4 מוטות לאחור. כאשר מתח העולה על רמת הסף של דיודות D1 ו-D2 מתחיל להוליך - מתחיל לזרום דרכו זרם, כפי שמוצג באיור למטה על הקו האדום.

במהלך חצי המחזור השלילי של כניסת ה-AC, דיודות D3 ו-D4 מוטות קדימה ו-D1 ו-D2 הפוכים. זרם עומס מתחיל לזרום דרך דיודות D3 ו-D4 כאשר דיודות אלו מתחילות להוביל, כפי שמוצג באיור.

בשני המקרים, כיוון זרם העומס זהה, כפי שמוצג באיור חד צדדי, כלומר DC. לפיכך, בעת שימוש במיישר גשר, זרם הכניסה AC מומר ל-DC. הפלט לעומס עם מיישר גשר זה פועם, אך DC טהור דורש מסנן נוסף כגון קבל. אותה פעולה חלה על מיישרי גשר שונים, אך במקרה של מיישרים מבוקרים, תיריסטור מופעל כדי לשלוט בזרם עבור העומס.

מצב 1 (α עד π). בחצי המחזור החיובי של אות ה-AC המופעל, T1 ו-T2 מוטים קדימה וניתן להפעיל אותם בזווית α. מתח העומס שווה למתח הזנת AC המיידי החיובי.

מצב 2 (π toπ + α). כאשר wt = π, הספק הקלט הוא אפס, ואחרי π הוא הופך לשלילי. אבל השראות נוגדת כל שינוי כדי לשמור על העומס DC באותו כיוון.

בגלל המתח המושרה הזה של SC1, T1 ו-T2 מתקדמים למרות מתח האספקה ​​השלילי. לפיכך, העומס פועל כמקור והאנרגיה האצורה במשרן מוחזרת חזרה למקור AC.

מצב 3 (π + α עד 2π). ב-wt = π + α SCR T3 ו-T4 נדלקים ו-T1, T2 - הטיה הפוכה. לפיכך, תהליך ההולכה מועבר מ-T1, T2 ל-T3, T4. עם מתח עומס חיובי וצריכת אנרגיה, הזרם נשמר.

מצב 4 (מ-2π ל-2π + α). ב-wt = 2π, מתח הכניסה עובר דרך האפס.

השוואה בין מכשירים חד פאזיים ותלת פאזיים

מיישר חד פאזי הוא בדרך כלל פחות יקר ממיישר תלת פאזי באותו דירוג הספק, אך יתרון עלות זה הופך פחות משמעותי בעומסים גבוהים יותר. מיישרים גדולים יותר משמשים במערכות UPS גדולות, מפעלי ציפוי אלקטרוני, מפעלי ניקוי ואנודיז חשמליים, בקרי מנוע DC גדולים וכו'.

כל מכשיר מעל 10 קילוואט חייב להיות בעל כניסה תלת פאזית. בנוסף, בקרי AC בתדר משתנה המתקן את הרשת ישירות ללא שנאי, יש מיישר תלת פאזי, אם כי כניסה חד פאזית אפשרית עבור מנועים מתחת ל-5 קילוואט.

להלן רשימה של היתרונות של מיישרים תלת פאזיים וחד פאזיים עם אותה הספק:

1. זרם הכניסה לרשת נמוך יותר ומאוזן בין שלושת השלבים. איזון זה חשוב אם עומס המיישר הוא חלק משמעותי מהעומס הכולל של המפעל שלך.
2. זרמים הרמוניים קלט קטנים יותר ומדוכאים בקלות רבה יותר.
3. אדוות המוצא הרבה פחות והתדר הוא פי 3 מזה של מיישר חד פאזי. זה הופך את ההחלקה להרבה יותר קלה עם משנקים ו/או קבלים קטנים יותר.

הזרם הממוצע של כל אחד מהם הוא כ-67% מהערך עבור מיישר חד פאזי. לכן, ניתן להשתמש במכשירים קטנים יותר וקל יותר להפיץ אותם סביב הרדיאטורים. עבור מכשירים קטנים, יתרונות אלה אינם כה חשובים. אבל עבור מיישרים גדולים (מעל 10 קילוואט), הם הופכים משמעותיים יותר.