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

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 :

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?

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:$\sqrt{2}$$V_{rms}$$V_{p-p}$

Выражение максимизируется, когда равно , а максимальное значение равно .$\theta$$\frac{5 \pi}{3}$$325 \sqrt{3} = 563$

Существует подробный анализ , включая некоторые Java - апплеты здесь .

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.

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.

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

Трехфазный переменный ток через выпрямитель производит эту форму волны:

«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.

$V_{peak} \sqrt{\frac{\int_{\frac{\pi}{3}}^{\frac{2\pi}{3}}{sin^2\Theta}}{\frac{\pi}{3}}}$

$V_{peak} \sqrt{\frac{\frac{\Theta}{2} - \frac{sin2\Theta}{4}\big]_{\frac{\pi}{3}}^{\frac{2\pi}{3}}}{\frac{\pi}{3}}}$

$V_{peak} \sqrt{\frac{\frac{\pi}{3} - \frac{\pi}{6} - \frac{sin\frac{4\pi}{3}}{4} + \frac{sin\frac{2\pi}{3}}{4}}{\frac{\pi}{3}}}$

$V_{peak} \sqrt{\frac{\frac{\pi}{3} - \frac{\pi}{6} - \frac{sin\frac{4\pi}{3}}{4} + \frac{sin\frac{2\pi}{3}}{4}}{\frac{\pi}{3}}}$

$V_{peak} \sqrt{\frac{\frac{\pi}{6} + \frac{\sqrt{3}}{4}}{\frac{\pi}{3}}}$

$V_{peak} \sqrt{\frac{1}{2} + \frac{3\sqrt3}{4\pi}}$

$.95577 V_{peak}$

Среднее значение немного проще для вычисления:

$V_{peak} \frac{\int_{\frac{\pi}{3}}^{\frac{2\pi}{3}} sin\Theta}{\frac{\pi}{3}}$

$V_{peak} \frac{-cos\Theta\Big]_{\frac{\pi}{3}}^{\frac{2\pi}{3}}}{\frac{\pi}{3}}$

$V_{peak} \frac{cos\frac{\pi}{3} - cos\frac{2\pi}{3}}{\frac{\pi}{3}}$

$V_{peak} \frac{2 cos\frac{\pi}{3}}{\frac{\pi}{3}}$

$V_{peak} \frac{1}{\frac{\pi}{3}}$

$V_{peak} \frac{3}{\pi}$

$.955V_{peak}$

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