Рис.1.а.
Трехфазная однотактная схема выпрямления (рис. 1.а) включается в трехфазную сеть переменного тока. Первичные и вторичные обмотки трехфазного трансформатора имеют одинаковое число фаз (m1=m2=3). Каждая из фаз первичной и вторичной обмоток располагается нз одном стержне сердечника трансформатора. Первичные обмотки могут соединяться между собой звездой или треугольником, вторичные — только звездой. Вторичные обмотки создают трехфазную систему ЭДС, симметричных относительно нулевой точки. Диоды Д1, Д2, Д3 подсоединены к нагрузке катодами — такое соединение вентилей образует катодную группу. Диоды могут также образовывать и анодную группу. В этом случае соединены между собой и подключены к нагрузке их аноды. Сопротивление нагрузки включается между общей точкой диодов и нулевой точкой вторичных обмоток трансформатора. В трехфазной однотактной схеме выпрямления сочетаются три однофазных однополупериодных (однотактных) выпрямителя, которые имеют общую нагрузку. Эти три выпрямителя выпрямляют три переменных гармонических напряжения, сдвинутых по фазе относительно друг друга на 120º.
рис.2.
Каждый диод проводит ток только в то время, когда напряжение на его аноде выше, чем на катоде. Напряжения на катодах всех диодов равны напряжению на нагрузке. Поэтому диод Д1, открыт только тогда, когда напряжение на его аноде больше, чем на анодах других вентилей, т.е. в интервале от ωt1 до ωt2, (рис. 2, б, в). Диоды Д2 и Д3 в это время закрыты, так как их аноды имеют потенциал ниже, чем анод диода Д1 и к ним, следовательно, приложено обратное напряжение. В интервале ωt2-ωt3 наибольшее напряжение на аноде уже у диода Д2, поэтому диод Д2 открыт, а диод Д1 и Д3 закрыты. В период ωt4-ωt4 открыт диод Д3, а Д1 и Д2 закрыты. Через каждый из диодов ток протеает только одну треть периода. Так как диоды и трансформатор идеальны, то напряжение на нагрузке повторяет по форме огибающую фазных напряжений (рис. 2,е, д) и никогда не достигает нуля.
Если сравнить пульсации выпрямленного напряжения в других схемах (однопериодный выпрямитель, двузполупериодный выпрямитель со средней точкой), то оказывается, что пульсации у трехфазного однотактного выпрямителя меньше, чем у однофазных. Частота пульсаций, как известно, определяется количеством импульсов тока, проходящих по нагрузке за один период выпрямляемого напряжения, т. е. числом фаз выпрямления. В этой схеме за период питающего напряжения по нагрузке проходят три импульса тока (рис. 2 а), поэтому число фаз выпрямленна m=З. Основная гармоника пульсаций имеет частоту в 3 раза больше частоты питающего напряжения.
Ток фазы вторичной обмотки трансформатора протекает по обмотке только в одном направлении, подмагничивая сердечник.
В то время, когда диод закрыт, к нему приложено обратное напряжение. В данной схеме обратное напряжение равно линейному, так как к закрытому диоду приложены напряжения двух (своей и работающей) фаз (рис. 2, з).
С помощью специального трансформатора трехфазная система напряжений легко преобразуется в шести фазную, поэтому можно создать шести фазный однотактный выпрямитель. В таких выпрямителях шесть фаз выпрямления, а следовательно, основная гармонике пульсаций имеет частоту, в 6 раз превышающий частоту питающей сети. Достоинством шести фазной однотактной схемы являются также отсутствие подмагничивания и меньшая величина пульсаций.
Трансформатор в такой схеме имеет три первичных и шесть вторичных обмоток (m1=3; m2=6). Последовательно с каждой обмоткой включается диод, и получается шесть однофазных выпрямителей, работающих на общую нагрузку. Сдвиг по фазе между напряжениям вторичных обмоток в этой схеме 60º. Такая схема из-за сложности изготовления трансформатора применяется редко.
Источник — Артамонов Б.И., Бокуняев А.А. Источники электропитания радиоустройств (1982)