三相整流器は、回路内のダイオードを使用して三相 AC 電源を一定の DC 電源出力に変換します。これらの整流器は、三相電源の半波整流や全波整流など、さまざまな整流機能を実行できます。この記事では、三相整流器について詳しく説明します。
三相整流
三相整流器は、三相 AC 電源を整流します。三相電源は、3 つの単相のグループとして考えることができます。したがって、1 つの回路内で 3 つの単相整流器の後に三相整流が行われることになります。
半波三相整流
半波整流とは、入力 AC 電源サイクルの半分だけが出力で整流されることを意味します。
これは、AC 電源の 3 つの相に接続された 3 つのダイオード D1、D2、および D3 で構成されます。ダイオードのアノードは 3 相の電源に接続され、ダイオードのカソードは共通点に接続されます。負荷は + 端子として機能するダイオードの共通点の間に接続され、負荷の - 端子は中性電源に接続されます。上記の構成では、3 つのダイオードはそれぞれ、入力 AC サイクルの 1/3 を導通します。
これは、各ダイオードが入力 AC 波形の異なる瞬間を経験し、入力波形のより正の部分を持つダイオードのみが導通し、他のダイオードはオフ状態のままであるためです。これは上の波形で示されています。
全波三相整流
全波整流は、入力 AC サイクルの全波を安定した DC 出力に変換します。この構成には 6 つのダイオードが必要ですが、導通は完全なダイオード ペアによって異なる瞬間に行われます。
上記の構成では、入力 AC 電源の各相が 2 つのダイオード間に接続されます。この場合、半波整流の場合の単一のダイオードを除いて、ダイオードのペアが導通します。上記の回路では 3 つの異なる全波ブリッジ整流器が動作します。最初の全波ブリッジ整流器ネットワークは最初の 2 つの相 A と B の間に形成され、2 番目の全波ブリッジ整流器ネットワークは次の 2 つの相 B と C の間に形成されます。 3 番目のブリッジ整流器ネットワークは相 C と A の間に形成されます。この構成では、すべての位相にわたって全波整流が実現されます。
上記の構成では、各ダイオードは 120 度、つまり 3 分の 1 の間導通しますが、この場合は導通にダイオードのペアが関与しているため、この場合各ペアは 60 度、つまり上記に示すようにサイクルの 6 分の 1 の間導通します。波形。
例: 半波整流
240VAC の三相スター結線変圧器は、三相半波整流器のインピーダンス 60 オームの負荷に接続されています。平均 DC 負荷電圧、負荷電流、およびダイオードごとの平均電流を計算します。平均 DC 負荷電圧は次の式で求められます。
負荷電流:
三相半波整流器の場合、3 つのダイオードが使用され、平均電流は次のように与えられます。
例: 全波整流
三相 145V、50Hz 電源は、250 オームの抵抗を備えた全波ブリッジ整流器に接続されています。 DC 出力電圧と負荷電流を計算します。線間のピーク電圧は次の式で与えられます。
各相の相間電圧は次のように与えられます。
したがって、DC 出力電圧は次のようになります。
負荷電流は次の式で求められます。
結論
ダイオードを使用して平衡三相電源を定直流電源に変換することを三相整流と呼びます。この整流を実行するには 3 つのダイオードが必要です。全波整流の場合は各相に 2 つのダイオードが必要であるのと同様、半波整流の場合は各相に 1 つです。全波整流はブリッジ効率を向上させ、リップル成分を低減するため有益です。