วงจรเรียงกระแสไฟฟ้าสลับ 3 เฟสแบบเต็มคลื่น (Full wave 3 phases Rectifier) แบบไดโอด วงจรที่เครื่องจักรกำลังสูงต้องมี โดย Matlab/Simulink -

วงจรเรียงกระแสไฟฟ้าสลับ 3 เฟสแบบเต็มคลื่น (Full wave 3 phases Rectifier) โดยใช้ไดโอด เป็นอีกหนึ่งวงจรไฟฟ้าที่พบมากที่สุดในเครื่องจักรอุตสาหกรรม ที่ต้องการกำลังไฟฟ้าสูง แสดงได้ดังรูปที่ 1

รูปที่ 1 วงจรเรียงกระแสไฟฟ้าสลับ 3 เฟสแบบเต็มคลื่น

การทำงานของวงจรเริ่มจากป้อนแรงดันไฟฟ้า 3 เฟส ที่มีความสมดุล ซึ่งหมายถึงมีขนาดเท่ากัน แต่มีความต่างเฟสกัน 120^o ทางไฟฟ้า ให้แก่วงจรเรียงกระแส แสดงดังรูปที่ 2

เมื่อแรงดันไฟฟ้า 3 เฟส ถูกส่งผ่านเข้ามาในวงจรเรียงกระแสไฟฟ้าสลับแบบเต็มคลื่น 3 เฟส(Full wave 3 phases Rectifier) เพื่อแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ไดโอดแต่ละตัวจะนำไฟฟ้า 120^o ทางไฟฟ้า (หนึ่งในสาม) แต่เนื่องจากต้องใช้ไดโอดสองตัวในการนำไฟฟ้าเป็นคู่ ไดโอดแต่ละคู่จึงจะนำไฟฟ้าได้เพียง 60^o (หนึ่งในหก) ของแต่ละคาบ การนำไฟฟ้าจะเกิดขึ้นในไดโอดที่มีแรงดันตกคล่อมขั้วบวกมากที่สุดและไดโอดที่มีแรงดันตกคล่อมลบมากที่สุด แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงตกคล่อมโหลดแสดงได้ดังรูปที่ 3

แรงดันเอาพุตเฉลี่ย คำนวณหาได้จากพิจารณาแรงดันไฟฟ้าแบบ Line-Line แสดงได้ดังนี้

\(V_{AB}=\sqrt{3}V_{peak}sin(\omega t+30^{\circ})\)

(1)

อินทริเกรทสมการ (1) ในช่วง 30^o – 90^o จะได้

\(V_{o(avg)}=\left ( \frac{3}{\pi } \right )\int_{\pi /6}^{\pi /2}V_{AB}^{2}\: d(\omega t)=\frac{3\sqrt{3}V_{peak}}{\pi }=1.655V_{peak}\)

(2)

แรงดัน RMS หาได้จาก

\(V_{o(rms)}=\sqrt{\frac{1}{(\pi/3)}\int_{\pi/6}^{\pi/2}V_{AB}^{2}\: d(\omega t)}=1.655V_{peak}\)

(3)

แรงดัน Ripple คำนวณได้จาก

\(V_{r}=\sqrt{V_{o(rms)}^{2}-V_{o(avg)}^{2}}=0.0575V_{peak}\)

(4)

สมมติโหลดเป็น R กระแสเอาพุต คำวณได้จาก

\(i_{o}(t)=\frac{V_{AB}}{R}=\frac{\sqrt{3}V_{peak}}{R}sin(\omega t+30^{\circ})=\sqrt{3}I_{peak}sin(\omega t+30^{\circ})\)

(5)

ทำการเปิดไฟล์ Matlab/Simulik ชื่อไฟล์ Threephase_diode_bridge_rectifier.slx เพื่อจำลองการทำงานของวงจรเรียงกระแสไฟฟ้าสลับ 3 เฟสแบบเต็มคลื่น 400V 50Hz ดังภาพ