Un raddrizzatore trifase converte l'alimentazione CA trifase in un'uscita di alimentazione CC costante utilizzando diodi nel circuito. Questi raddrizzatori possono eseguire diverse funzioni di rettifica, tra cui la rettifica a semionda e la rettifica a onda intera dell'alimentazione trifase. Questo articolo discute in dettaglio i raddrizzatori trifase.
Rettifica trifase
Un raddrizzatore trifase fornisce la rettifica di tre fasi dell'alimentazione CA. L'alimentazione trifase può essere considerata come un gruppo di tre fasi singole. Pertanto, la rettifica trifase seguirà tre casi di raddrizzatori monofase in un circuito.
Rettifica trifase a semionda
La rettifica a semionda significa che solo la metà dei cicli di alimentazione CA in ingresso verranno raddrizzati in uscita:
È costituito da tre diodi D1, D2 e D3 collegati a tre fasi dell'alimentazione CA. Gli anodi dei diodi sono collegati a tre fasi di alimentazione, mentre i catodi dei diodi sono collegati in un punto comune. Il carico è collegato tra il punto comune dei diodi che fungono da terminale + e il terminale – del carico è collegato all'alimentazione neutra. Nella configurazione di cui sopra, ciascuno dei tre diodi conduce un terzo del ciclo CA in ingresso.
Questo perché ciascun diodo sperimenta istanti diversi delle forme d'onda CA in ingresso che solo il diodo avente una parte più positiva della forma d'onda in ingresso condurrà mentre gli altri rimarranno nello stato spento. Ciò è mostrato dalle forme d'onda sopra.
Rettifica trifase a onda intera
La rettifica dell'onda intera fornisce la conversione di un'onda intera di cicli CA in ingresso in un'uscita CC stabile. Questa configurazione richiede sei diodi, mentre la conduzione avviene in istanti diversi da una coppia completa di diodi.
Nella configurazione di cui sopra, ciascuna fase dell'alimentazione CA in ingresso si collega tra i due diodi. In questo caso una coppia di diodi conduce, ad eccezione di un singolo diodo in un caso di raddrizzamento a semionda. Nel circuito di cui sopra operano tre diversi raddrizzatori a ponte a onda intera. La prima rete di raddrizzatore a ponte a onda intera è formata tra le prime due fasi A e B mentre la seconda rete di raddrizzatore a ponte a onda intera è formata tra le due fasi successive B e C. La terza rete di raddrizzatore a ponte è formata tra le fasi C e A. Pertanto, la rettifica dell'onda intera viene ottenuta in tutte le fasi di questa configurazione.
Nella configurazione di cui sopra, ciascun diodo conduce per 120 gradi o un terzo ma poiché in questo caso è coinvolta una coppia di diodi per la conduzione, ciascuna coppia conduce per 60 gradi in questo caso o un sesto di ciclo come mostrato nella figura sopra forma d'onda.
Esempio: rettifica a semionda
Un trasformatore trifase collegato a stella da 240 V CA è collegato con un carico di impedenza di 60 ohm in un raddrizzatore a semionda trifase. Calcolare la tensione di carico CC media, la corrente di carico e la corrente media per diodo. La tensione di carico CC media è data da:
La corrente di carico:
Per il raddrizzatore a semionda trifase vengono utilizzati tre diodi, la corrente media è data come:
Esempio: rettifica dell'onda intera
Un'alimentazione trifase da 145 V, 50 Hz è collegata a un raddrizzatore a ponte a onda intera, con un resistore da 250 ohm. Calcolare la tensione di uscita CC e la corrente di carico. La tensione di picco concatenata è data da:
La tensione semplice di ciascuna fase è data come:
Pertanto, la tensione di uscita CC:
La corrente di carico è data da:
Conclusione
Per convertire l'alimentazione trifase bilanciata in un'alimentazione CC costante utilizzando i diodi si parla di rettifica trifase. Per effettuare questo raddrizzamento sono necessari tre diodi, cioè uno per ciascuna fase nel caso del raddrizzamento a semionda, come nel caso dell'onda intera ciascuna fase richiede due diodi. La rettifica dell'onda intera è vantaggiosa poiché migliora l'efficienza del ponte e diminuisce il contenuto di ondulazione.