3상 전파 다이오드 정류기 : 유도성 부하

안녕하세요

이번 시간에는 3상 전파 다이오드 정류회로의 유도성 부하에 대하여 공부하도록 하겠습니다.

 

1. 평형 3상 전파 다이오드 정류회로 : 유도성 부하

평형 3상 전원을 가지는 전파 다이오드 정류기 회로의 유도성 부하 회로도는 아래와 같습니다.

 

3상 전파 다이오드 정류회로 유도성 부하

유도성 부하를 가지는 경우 wL/R >>1 인 조건에 대하여 살펴보겠습니다.

다이오드 연결 상태는 3상 전파 다이오드 정류회로에서 공부한 것처럼 

D1과 D3, D5는 Common cathode로 연결되어 있으며 D2과 D4, D6는 Common anode로 연결되어 있습니다.

자세한 사항은 아래 글을 참고 부탁드립니다.

2022.04.19 - [전력전자/전력전자기초] - 3상 전파 다이오드 정류기

 

회로 해석에 들어가기 앞서 wL/R >>1 인 조건으로 

출력 전류의 리플 성분을 무시할 수 있을 정도로 큰 인덕터로 가정하여 진행하겠습니다.

즉, 출력 전류는 직류 출력 전류로 3상 전파 다이오드 정류회로와는 다르게 Io은 일정하게 출력됩니다.

2.  3상 전파 다이오드 정류회로 유도성 부하 조건 동작 분석

0 ~ PI/3 구간

첫 번째는 0에서 PI/3 구간입니다.

상단 다이오드는 Common cathode 연결로 Van > Vcn > Vbn 이므로 D1이 도통됩니다.

하단 다이오드는 Common anode연결로 Van > Vcn > Vbn 이므로 D6이 도통됩니다.

D1과 D6의 도통에 따라 Van-Vbn이 부하 측에 전달되어 Vo은 Vab 전압이 출력됩니다. 

전류는 D1과 D6가 도통되기 때문에 Ia, Ib가 흐르며 Ic는 흐르지 않습니다.

PI/3 ~ 2PI/3 구간

두 번째는 PI/3에서 2PI/3 구간입니다.

상단 다이오드는 Common cathode 연결로 Van > Vbn > Vcn 이므로 D1이 도통됩니다.

하단 다이오드는 Common anode 연결로 Van > Vbn > Vcn 이므로 D2가 도통됩니다.

D1과 D2의 도통에 따라 Van-Vcn이 부하 측에 전달되어 Vo은 Vac 전압이 출력됩니다. 

전류는 D1과 D2가 도통되기 때문에 Ia, Ic가 흐르며 Ib는 흐르지 않습니다.

 

2PI/3 ~ PI 구간

세 번째는 2PI/3에서 PI 구간입니다.

상단 다이오드는 Common cathode 연결로 Vbn > Van > Vcn 이므로 D3이 도통됩니다.

하단 다이오드는 Common anode 연결로 Vbn > Van > Vcn 이므로 D2가 도통됩니다.

D3와 D2의 도통에 따라 Vbn-Vcn이 부하 측에 전달되어 Vo은 Vbc 전압이 출력됩니다. 

전류는 D3와 D2가 도통되기 때문에 Ib, Ic가 흐르며 Ia는 흐르지 않습니다.

PI ~ 4PI/3 구간

네 번째는 PI에서 4PI/3 구간입니다.

상단 다이오드는 Common cathode 연결로 Vbn > Vcn > Van 이므로 D3이 도통됩니다.

하단 다이오드는 Common anode 연결로 Vbn > Vcn > Van 이므로 D4가 도통됩니다.

D3와 D4의 도통에 따라 Vbn-Van이 부하 측에 전달되어 Vo은 Vba 전압이 출력됩니다. 

전류는 D3와 D4가 도통되기 때문에 Ib, Ia가 흐르며 Ic는 흐르지 않습니다.

 

4PI/3 ~ 5PI/3 구간

다섯 번째는 4PI/3에서 5PI/3 구간입니다.

상단 다이오드는 Common cathode 연결로 Vcn > Vbn > Van 이므로 D5이 도통됩니다.

하단 다이오드는 Common anode 연결로 Vcn > Vbn > Van 이므로 D4가 도통됩니다.

D5와 D4의 도통에 따라 Vcn-Van이 부하 측에 전달되어 Vo은 Vca 전압이 출력됩니다. 

전류는 D5와 D4가 도통되기 때문에 Ic, Ia가 흐르며 Ib는 흐르지 않습니다.

 

5PI/3 ~ 2PI 구간

여섯 번째는 5PI/3 ~ 2PI 구간입니다.

상단 다이오드는 Common cathode 연결로 Vcn > Van > Vbn 이므로 D5이 도통됩니다.

하단 다이오드는 Common anode 연결로 Vcn > Van > Vbn 이므로 D6가 도통됩니다.

D5와 D6의 도통에 따라 Vcn-Vbn이 부하 측에 전달되어 Vo은 Vcb 전압이 출력됩니다. 

전류는 D5와 D6가 도통되기 때문에 Ic, Ib가 흐르며 Ia는 흐르지 않습니다.

 

이렇게 3상 전파 다이오드 정류회로의 유도성 부하 조건을 살펴보았습니다.

지난 시간에 공부하였던 저항 부하 조건에서 유도성 부하 조건은
전류의 모양만 바뀌었을 뿐 동작은 동일하다는 것을 확인할 수 있습니다.

다음 시간에는 새로운 개념을 살펴보도록 하겠습니다.