Трехфазная мостовая схема при работе на активную нагрузку (рис. 230).
Эту схему применяют в выпрямительных устройствах, предназначенных для электропитания устройств железнодорожной автоматики и телемеханики.
Схема состоит из трехфазного трансформатора Т, первичные и вторичные обмотки которого можно соединять звездой и треугольником. В схеме имеется шесть вентилей. Катоды вентилей VI, V2 и V3 соединяют в общую точку К, которая является положительным полюсом выпрямительного устройства. Общая точка анодов А вентилей V4, V5 и V6 является отрицательным полюсом выпрямительного устройства.
Рис. 230. Трехфазная мостовая схема (а) и диаграммы напряжений и токов в трехфазной мостовой схеме (б и в)
На рис. 230, б представлены кривые фазных напряжений вторичных обмоток трансформатора иф1 = φа — φ0; иф2 — φь — φ0
мФз = φс — φо· Если потенциал нулевой точки обмоток принять равным нулю, то эти кривые будут изображать потенциалы точек а, b и с, т. е. uФ1 = φн; uф2 = φ,; и ифз - φс.
В течение времени ίλ — /2, равного ~ периода Т, наибольшим положительным потенциалом обладает точка а, а наибольшим отрицательным потенциалом — точка Ь. Поэтому ток в цепи проходит от точки а через вентиль VI, сопротивление нагрузки г и вентиль V5 к точке Ь. В течение времени t2 — t3 наибольшим положительным потенциалом обладает точка а, наибольшим отрицательным потенциалом — точка с. Поэтому ток проходит через вентили VI и V6.
За каждую часть периода через нагрузку будет проходить ток
в одном направлении — от общей точки катодов вентилей VI, V2 и V3 к анодной точке вентилей V4, V5 и V6. Кривые выпрямленного тока t0 и напряжения и0 = i0r представлены на рис. 230, в. Под каждым импульсом выпрямленного тока указаны номера одновременно работающих вентилей.
В трехфазной мостовой схеме напряжения выпрямляются за оба полупериода, т. е. в течение времени tl — t3 выпрямляется один полупериод напряжения, а за время t4 — te — второй полупериод напряжения. Следовательно, по вторичным обмоткам трансформатора токи проходят как в положительную, так и в отрицательную часть периода, в результате чего отсутствует вынужденное намагничивание сердечника трансформатора.
В трехфазной мостовой схеме выпрямленный ток достигает максимума 6 раз за период. Следовательно, частота основной гармоники выпрямленного напряжения в 6 раз больше частоты напряжения сети, т. е. /ог = 300 Гц.
Основные параметры трехфазной мостовой схемы, работающей на активную нагрузку, приведены в табл. 14.
Трехфазная мостовая схема имеет следующие преимущества перед трехфазной однополупериодной схемой: лучшее использование обмоток трансформатора и отсутствие вынужденного намагничивания сердечника, благодаря чему достигается значительное уменьшение размеров и массы трансформатора; меньшая величина и более высокая частота пульсаций выпрямленного напряжения, что позволяет значительно уменьшить размеры, массу и стоимость сглаживающего фильтра.
Основным недостатком схемы является необходимость применения шести вентилей вместо трех. Кроме того, последовательное включение двух работающих вентилей (особенно высокоомных) уменьшает напряжение с увеличением тока нагрузки. Поэтому в трехфазной мостовой схеме обычно используют полупроводниковые вентили, обладающие небольшим внутренним сопротивлением.