si se rectifica una conexión trifásica estándar de 400 VCA, ¿qué voltaje de CC sale de ella?

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

¿Qué valor de voltaje de CC saldrá del rectificador? ¿Cómo calcularlo teniendo en cuenta la tensión de la fuente de CA RMS?

¿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?

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 lo han notado otros.

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

La forma más sencilla de obtener 565V es comenzar desde 400V y aplicar el estándar$\sqrt{2}$$V_{rms}$$V_{p-p}$

La expresión se maximiza cuando es , y el valor máximo es .$\theta$$\frac{5 \pi}{3}$$325 \sqrt{3} = 563$

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

Esta configuración se conoce comúnmente como configuración estrella o WYE. Es más fácil ver si lo divide en dos mitades. La fase a neutral es de 230 vrms. Tres fases cada una conectada a un ánodo de diodo y los tres cátodos unidos entre sí. Si se mide desde neutro a las conexiones del cátodo, esperaría ver 230 * 1.414 = 325 vdc. Esto representa el voltaje "pico" de la forma de onda. Ahora haga 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 llenando afectivamente los espacios de los pulsos positivos, lo que resulta en 6 pulsos creando un voltaje de CC más suave. El voltaje sin filtrar sería ligeramente inferior a 325 voltios. Si se agregara un filtro como un condensador,

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 las prácticas reales, este circuito se construiría con un transformador de aislamiento y protección de circuito, como fusibles.

Creo que Steve y Andy lo tienen bastante bien explicado, pero realmente me ayuda a mirar las formas de onda de voltaje y ver cómo se suman exactamente. Tenga en cuenta que el tiempo entre picos ~ 5.5ms, que es el resultado directo de los tres picos, uno de cada fase, se compensan en 120 grados y se suman.

Se trazan tres formas de onda: V (v +) es el voltaje desde el 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.

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:

La salida de "voltaje de CC" tiene dos significados posibles: 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 root-mean-square: toma la raíz cuadrada de la media del cuadrado de la onda sinusoidal.

$V_{peak} \sqrt{\frac{\int_{\frac{\pi}{3}}^{\frac{2\pi}{3}}{sin^2\Theta}}{\frac{\pi}{3}}}$

$V_{peak} \sqrt{\frac{\frac{\Theta}{2} - \frac{sin2\Theta}{4}\big]_{\frac{\pi}{3}}^{\frac{2\pi}{3}}}{\frac{\pi}{3}}}$

$V_{peak} \sqrt{\frac{\frac{\pi}{3} - \frac{\pi}{6} - \frac{sin\frac{4\pi}{3}}{4} + \frac{sin\frac{2\pi}{3}}{4}}{\frac{\pi}{3}}}$

$V_{peak} \sqrt{\frac{\frac{\pi}{3} - \frac{\pi}{6} - \frac{sin\frac{4\pi}{3}}{4} + \frac{sin\frac{2\pi}{3}}{4}}{\frac{\pi}{3}}}$

$V_{peak} \sqrt{\frac{\frac{\pi}{6} + \frac{\sqrt{3}}{4}}{\frac{\pi}{3}}}$

$V_{peak} \sqrt{\frac{1}{2} + \frac{3\sqrt3}{4\pi}}$

$.95577 V_{peak}$

El promedio es un poco más simple de calcular:

$V_{peak} \frac{\int_{\frac{\pi}{3}}^{\frac{2\pi}{3}} sin\Theta}{\frac{\pi}{3}}$

$V_{peak} \frac{-cos\Theta\Big]_{\frac{\pi}{3}}^{\frac{2\pi}{3}}}{\frac{\pi}{3}}$

$V_{peak} \frac{cos\frac{\pi}{3} - cos\frac{2\pi}{3}}{\frac{\pi}{3}}$

$V_{peak} \frac{2 cos\frac{\pi}{3}}{\frac{\pi}{3}}$

$V_{peak} \frac{1}{\frac{\pi}{3}}$

$V_{peak} \frac{3}{\pi}$

$.955V_{peak}$

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