si se rectifica una acometida trifasica estandar de 400V AC que voltaje DC sale de ella?

Si un suministro de red estándar (en Europa y gran parte del mundo excepto Norteamérica y Japón) trifásico de 400 V CA (tres líneas con un voltaje RMS de 230 V si se mide a neutro cada una) se rectifica con un rectificador estándar de 6 diodos como este :

Circuito rectificador de puente trifásico de onda completa

¿Qué valor de voltaje de CC saldrá del rectificador? ¿Cómo calcularlo teniendo el voltaje de fuente de CA RMS dado?

¿Hay otras formas de cablear diodos para obtener un voltaje diferente (sin usar transformadores ni nada más que solo diodos), cuáles son y qué voltaje de CC saldrá entonces?

¿Esto es tarea? Si no, ¿para qué sirve?
@tyblu: No, no es tarea, solo estoy pensando en construir un SMPS trifásico en el futuro y quiero saber cuál será mi voltaje de entrada de CC para el SMPS.

Respuestas (4)

Si mide a través de la carga que se muestra en su figura, el voltaje máximo será ~565V; el voltaje de CC dependerá de su carga y filtrado, como han señalado otros.

Si mide desde el + de la carga en su figura hasta el neutro de su suministro de CA, el voltaje máximo será de ~325V. Si conecta una carga como esa, en realidad no está usando un rectificador de onda completa.

La forma más sencilla de obtener 565V es comenzar desde 400V y aplicar el estándar 2 escalando desde V r metro s a V pag pag . Sin embargo, partir de 400V es saltarse parte del cálculo. La forma más completa de derivar 565V es calcularlo como:

( 325 V ) máximo θ { pecado ( θ + 2 π 3 ) pecado ( θ ) }

La expresión se maximiza cuando θ es 5 π 3 , y el valor máximo es 325 3 = 563 .

Hay un análisis detallado que incluye algunos applets de Java aquí .

Al pasar, el enlace del applet de Java está roto.

Esta configuración se conoce comúnmente como estrella o configuración WYE. Es más fácil de ver si lo divides en dos mitades. Fase a neutro es de 230 vrms. Tres fases, cada una conectada a un ánodo de diodo y los tres cátodos unidos. Si se mide desde el neutro hasta las conexiones del cátodo, esperaría ver 230 * 1.414 = 325 vdc. Esto representa el voltaje "pico" de la forma de onda. Ahora haz lo mismo con la otra mitad del puente, lo que creará un voltaje negativo de igual valor con respecto al neutro. Los pulsos se entrelazan entre sí rellenando efectivamente los espacios de los pulsos positivos, lo que da como resultado 6 pulsos que crean un voltaje de CC más uniforme. El voltaje sin filtrar sería un poco menos de 325 voltios. Si se agregara un filtro, como un capacitor,

PRECAUCIÓN: ¡Estos voltajes son letales y se deben tomar las precauciones adecuadas para evitar lesiones o la muerte! La explicación es solo para fines ilustrativos. En la práctica real, este circuito se construiría con un transformador de aislamiento y protección del circuito, como fusibles.

@Steve: ¿está seguro de que será "un poco menos de 650 V CC?" Ahora encontré este gráfico que sugiere que la CA trifásica rectificada con un rectificador de onda completa tendrá un voltaje ligeramente más bajo que el voltaje máximo de cada fase, por lo que sería 325V. ¿O tal vez no entiendo esa trama correctamente?
@Steve, eso depende completamente de cuál sea su corriente de carga y cuánto límite de retención tenga allí
@miernik: Tienes razón. El voltaje de neutral a + es +325vdc, y el potencial de neutral a - es -325vdc. Sin embargo, no son aditivos como dije primero, porque se entrelazan en una onda positiva (con respecto a la negativa). ¡Gracias por ver eso! Por favor, vea mi edición.
@Steve: parece que ambos nos equivocamos, mira la otra respuesta que apareció.
Una manera fácil de calcular esto sería fase a neutro = 230 voltios * 1,73 = voltaje de fase a fase, 400 voltios. 400 * 1,414 (pico) = ~565 voltios CC. ¡Ha pasado un tiempo desde que tuve que usar ese!

Creo que Steve y Andy lo han explicado bastante bien, pero realmente me ayuda mirar las formas de onda de voltaje y ver cómo se suman exactamente. Tenga en cuenta que el tiempo entre picos es de ~5,5 ms, que es un resultado directo de los tres picos, uno de cada fase, compensados ​​en 120 grados y sumados.

Se trazan tres formas de onda: V(v+) es el voltaje del nodo V+ a tierra. V(v-) es el voltaje del nodo V- a tierra. V(v+,v-) es el voltaje a través de las resistencias de carga.esquemático simulación

Además, puede hacer clic derecho y ver la imagen para ver versiones más grandes que son mucho más legibles.

La CA trifásica a través de un rectificador produce esta forma de onda:

ingrese la descripción de la imagen aquí

La salida de "voltaje de CC" tiene dos posibles significados: promedio y RMS. RMS es la cantidad de energía de calefacción que verá una carga en esta configuración.

La forma de onda de salida es una onda sinusoidal entre 60 y 120 grados, repetida. Tome el RMS de una onda sinusoidal entre esos dos ángulos y obtenemos el RMS de toda la onda. RMS es raíz cuadrada media: tome la raíz cuadrada de la media del cuadrado de la onda sinusoidal.

V pag mi a k π 3 2 π 3 s i norte 2 Θ π 3

V pag mi a k Θ 2 s i norte 2 Θ 4 ] π 3 2 π 3 π 3

V pag mi a k π 3 π 6 s i norte 4 π 3 4 + s i norte 2 π 3 4 π 3

V pag mi a k π 3 π 6 s i norte 4 π 3 4 + s i norte 2 π 3 4 π 3

V pag mi a k π 6 + 3 4 π 3

V pag mi a k 1 2 + 3 3 4 π

.95577 V pag mi a k

El promedio es un poco más simple de calcular:

V pag mi a k π 3 2 π 3 s i norte Θ π 3

V pag mi a k C o s Θ ] π 3 2 π 3 π 3

V pag mi a k C o s π 3 C o s 2 π 3 π 3

V pag mi a k 2 C o s π 3 π 3

V pag mi a k 1 π 3

V pag mi a k 3 π

.955 V pag mi a k

Y el voltaje pico es, por supuesto, el RMS de la entrada multiplicado por la raíz cuadrada de 2.