Рекомендации по выбору схем выпрямителей однофазного и трехфазного питания

1.7. Рекомендации по выбору схем выпрямителей однофазного и трехфазного питания

В таблице 1.1 приведены в виде набора коэффициентов, необходимых при расчете выпрямителей, отношения основных расчетных параметров рассмотренных ранее наиболее широко используемых схем выпрямителей однофазного и трехфазного питания, а также некоторые характеристики этих схем. На основании данной таблицы может быть сделана оценка основных технических показателей этих схем выпрямления. Параметры и характеристики даны для схем, работающих на индуктивную нагрузку.

Из анализа данных таблицы следует, что для мостовых схем, по сравнению с нулевыми, характерно более лучшее использование установленной мощности силового трансформатора и лучшее использование вентилей по напряжению при одном и том же числе фаз питающей сети . Следует отметить, что в трехфазной нулевой схеме из-за наличия постоянной составляющей тока вторичной обмоток существует подмагничивание магнитопровода трансформатора, также ухудшающее режим его работы.

Вследствие того, что в цепи выпрямленного тока мостовых схем присутствует падение напряжения на двух последовательно включенных вентилях, а в нулевых схемах только на одном вентиле, КПД мостовых схем несколько ниже, чем КПД нулевых.

Схемы однофазного питания, нулевая и мостовая, при одинаковой частоте напряжения питающей сети имеют одинаковые динамические показатели (быстродействие при отработке сигнала на изменение выходного напряжения) и одинаковое значение относительных пульсаций выпрямленной ЭДС (отношение амплитуды пульсаций выпрямленной ЭДС к среднему значению выпрямленной ЭДС ). Об этом свидетельствует одинаковое значение пульсности =2 этих схем. Коэффициенты мощности [3 – 5] однофазной нулевой и мостовой схем одинаковы во всем диапазоне регулирования выпрямленного напряжения, так как однофазные мостовая и нулевая схемы выпрямителей имеют при одном и том же угле отпирания  одинаковую форму кривой тока первичной обмотки силового трансформатора.

В схемах трехфазного питания динамические показатели выше, чем в схемах однофазного питания, а уровень относительных пульсаций выпрямленной ЭДС - ниже, так как для схем трехфазного питания характерны более высокие значения параметра .

Трехфазная мостовая и шестифазная нулевая схемы трехфазного питания имеют во всем диапазоне регулирования одинаковые динамические показатели, одинаковый уровень относительных пульсаций выпрямленной ЭДС и одинаковые значения коэффициента мощности.

Динамические показатели трехфазной нулевой схемы хуже, чем трехфазной мостовой, а уровень относительных пульсаций выпрямленной ЭДС выше. Коэффициент мощности трехфазной нулевой схемы во всем диапазоне регулирования выпрямленного напряжения хуже, чем в трехфазной мостовой схеме.

В каждом конкретном случае выбор типа схемы выпрямления делается на основе анализа комплекса технико-экономических показателей разрабатываемого устройства. Общие рекомендации по выбору схем следующие.

Схемы однофазного питания целесообразно использовать при малой мощности нагрузки и относительно низких требованиях к динамическим характеристикам и значениям пульсаций выпрямленной ЭДС.

При средней и большой мощности нагрузки целесообразны схемы трехфазного питания. При большой мощности нагрузки, особенно при больших значениях выпрямленных напряжений, а так же при повышенных требованиях к динамическим характеристикам и минимуму пульсаций выпрямленной ЭДС необходимо использовать трехфазную мостовую схему. При средних мощностях нагрузки, и менее высоких требованиях к быстродействию преобразователя и пульсациям выпрямленной ЭДС можно использовать трехфазную нулевую схему.

Нулевые схемы как однофазного, так и трехфазного питания, наиболее целесообразно использовать при низких значениях максимального выпрямленного напряжения, так как при малых выпрямленных напряжениях удвоенное падение напряжения на вентилях мостовой схемы вызовет существенное снижение ее КПД.

Таблица 1.1