se uma conexão trifásica padrão de 400V CA for retificada, que tensão DC sai dela?


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Se uma fonte de alimentação padrão (na Europa e em grande parte do mundo, exceto América do Norte e Japão) trifásica de 400V CA (três linhas com tensão de 230V RMS se medida para neutralizar cada uma), a fonte de alimentação é retificada com um retificador de 6 diodos padrão como este :

Circuito retificador trifásico de ponte de onda completa

Qual o valor da tensão DC que sai do retificador? Como calculá-lo com a tensão da fonte CA RMS fornecida?

Existem outras maneiras de conectar os diodos para obter uma voltagem diferente (sem o uso de transformadores ou qualquer outra coisa além de diodos), quais são eles e qual voltagem DC será emitida?


Isso é lição de casa? Se não, para que serve?
tyblu

@tyblu: Não, não dever de casa, estou pensando em construir um SMPS trifásico em algum momento no futuro e quero saber qual será a minha tensão de entrada CC para o SMPS.
amigos estão dizendo sobre miernik

Respostas:


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Se você medir através da carga mostrada na figura, o pico de tensão será ~ 565V; a tensão DC dependerá da sua carga e filtragem, como outros observaram.

Se você medir do + da carga na sua figura ao neutro da sua alimentação CA, o pico de tensão será ~ 325V. Se você conectar uma carga como essa, na verdade não está usando um retificador de onda completa.

A maneira mais simples de obter 565V é partir de 400V e aplicar o padrão escalando deV r m s paraV p - p . No entanto, a partir de 400V está pulando parte do cálculo. A maneira mais completa de derivar 565V é calculá-lo como:2VrmsVp-p

(325V)maxθ{pecado(θ+2π3)-pecado(θ)}

θ5π33253=563

Há uma análise detalhada, incluindo alguns applets java aqui .


Ao passar, o link do applet java está quebrado.
Mister Mystère

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Essa configuração é conhecida como estrela ou configuração WYE. É mais fácil ver se você o divide em duas metades. A fase para neutro é de 230 vrms. Três fases, cada uma conectada a um ânodo de diodo e os três catodos amarrados. Se medido de neutro para as conexões do cátodo, você esperaria ver 230 * 1.414 = 325 vcc. Isso representa a tensão de "pico" da forma de onda. Agora faça o mesmo com a outra metade da ponte, o que criará uma tensão negativa de igual valor em relação ao neutro. Os pulsos se entrelaçam, arquivando-se afetivamente nos intervalos dos pulsos positivos, resultando em 6 pulsos, criando uma tensão CC mais suave. A tensão não filtrada seria um pouco menor que 325 volts. Se um filtro foi adicionado, como um capacitor,

CUIDADO: Essas tensões são letais e as devidas precauções devem ser tomadas para evitar ferimentos ou morte! A explicação é apenas para fins ilustrativos. Em práticas reais, este circuito seria construído com um transformador de isolamento e proteção de circuito, como fusíveis.


@ Steve: você tem certeza de que será "um pouco menos que 650V DC?" Agora encontrei este gráfico que sugere que a CA trifásica retificada com um retificador de onda completa terá uma voltagem ligeiramente menor que a voltagem de pico de cada fase, de modo que seria 325V. Ou talvez eu não entenda esse enredo corretamente?
miernik

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@ Steve que depende inteiramente do que a sua corrente de carga é e quanto espera-se cap você tem em lá
BullBoyShoes

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@miernik: Você está correto. A tensão de neutro para + é + 325vdc, e o potencial de neutro para - é -325vdc. No entanto, eles não são aditivos, como eu disse primeiro, porque se entrelaçam em uma onda positiva (em relação à negativa). Obrigado por ver isso! Por favor, veja minha edição.
STEVER

@ Steve: parece que onde ambos errado, ver a outra resposta que apareceu.
miernik


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Eu acho que Steve e Andy explicaram muito bem, mas isso realmente me ajuda a olhar para as formas de onda de tensão e ver exatamente como elas se somam. Observe que o tempo entre os picos ~ 5,5 ms é o resultado direto dos três picos, um de cada fase, sendo compensados ​​em 120 graus e adicionados.

Três formas de onda são plotadas: V (v +) é a tensão do nó V + ao terra. V (v-) é a tensão do nó V- ao terra. V (v +, v-) é a tensão nos resistores de carga. esquemático simulação

Além disso, você pode clicar com o botão direito do mouse e visualizar a imagem para ver versões maiores e muito mais legíveis.


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A CA trifásica através de um retificador produz esta forma de onda:

insira a descrição da imagem aqui

A saída "Tensão CC" tem dois significados possíveis: média e RMS. RMS é a quantidade de energia de aquecimento que uma carga nesta configuração verá.

A forma de onda de saída é uma onda senoidal entre 60 e 120 graus, repetida. Pegue o RMS de uma onda senoidal entre esses dois ângulos e obteremos o RMS de toda a onda. RMS é raiz quadrada média: pegue a raiz quadrada da média do quadrado da onda senoidal.

Vpeumakπ32π3sEun2Θπ3

VpeumakΘ2-sEun2Θ4]π32π3π3

Vpeumakπ3-π6-sEun4π34+sEun2π34π3

Vpeumakπ3-π6-sEun4π34+sEun2π34π3

Vpeumakπ6+34π3

Vpeumak12+334π

.95577Vpeumak

A média é um pouco mais simples de calcular:

Vpeumakπ32π3sEunΘπ3

Vpeumak-cosΘ]π32π3π3

Vpeumakcosπ3-cos2π3π3

Vpeumak2cosπ3π3

Vpeumak1π3

Vpeumak3π

.955Vpeumak

E o pico de tensão é, obviamente, o RMS da entrada multiplicado pela raiz quadrada de 2.

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