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三相全波整流回路を単相で使用する方法について教え...
- 三相全波整流回路を単相で使用する方法について教えて下さい。回路を見ると２本のみ使用して単相交流２００Vで動作可能に思えますが、如何でしょうか？
- 三相全波整流回路の交流電源入力３本の内の２本を使って単相交流で動作可能では無いかと考えました。この様な接続をした場合の出力される直流電圧は三相入力と比較して変化してしまうんでしょうか？
- 上記回路を単相２００V使って同等の直流出力を得なければならない状況になりました。単純に考えれば上記交流２００V三相入力の内２本を使えば良い様に思えます。但し、仮に交流２００V単相を繋いで果たして三相入力同等の直流電圧が取れるか？疑問に思っております。上記回路の三相入力の場合と、２本だけを使った単相入力の場合の直流出力波形を考えるべきかとも考えております。
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既に回答された中で触れられていますが、 無負荷時の整流回路（ダイオードのみとして）の入出力には 単相と三相での違いがあります。 単相 入力電圧≒出力電圧 入力電流≒出力電流 ［実効値］ 三相 入力電圧≒出力電圧X1.35 入力電流≒出力電流X1.23 [実効値］ となりますので、整流は出来ても出力が得られない場合があります。 運良く余裕がある回路になっていたとしてもリップルなどの面で 使用に耐えられるかは不明です。 また、整流素子は確実にダイオードでしょうか？ サイリスタだったりしませんか。 ＜念のため なんだか、分かりにくくなってきましたね。 一度 話を整理した方が良さそうです・・・ 私は、既存の三相の装置（設備）に単純に単相を接続すると 思っていましたが、それで良いのですか。 つまり、三相仕様の高周波増幅器に単相電源を繋ぎたいのでしょうか？ 例えば、その三相仕様の高周波増幅器には欠相リレーとか その他保護装置があって、単相側の容量がいくらあろうと 単相運転は受け付けない！ と言った様な事は無いのでしょうか？ > 単相場合は電力効率が悪くなって、所定の容量が取れないとの理解で > 宜しいでしょうか？ > ご説明からすると、負荷が大きいほどデメリットが出て来ると理解致 > しました。 その通りですが、負荷に関係なく出力がでない場合もあるかも・・・ 容量については、Ｗですから、お考えのように電圧を上げても無理ですが 容量が満足できて、電圧不足でしたら可能性はあるかも知れません。 それから、整流用のダイオード単体の平均電流も負荷が一定であれば 三相より単相の方が約1.5倍（？でしたっけ）流れますから ダイオードの定格にも注意が必要です。
再度ＪＯです。 単相整流と３相整流の違いは、整流後の実行値電圧にあります、 下記参照ＵＲＬの波形を中心線（０Ｖ）で折り返した形になります、 整流した電圧（脈流）で実行値は、３相は単相の１．３５倍あります、 ２００Ｖ単相整流→ＤＣ２００Ｖの脈流 ２００Ｖ３相整流→ＤＣ２７０Ｖの脈流 脈流とは負荷がヒーターや白熱電球などの場合、上記の電圧がそのまま掛かります、この場合３相整流から単相整流に変換できない場合もあります、 整流後の電圧がこのように変化する事を考慮する必要があります。 負荷に平滑回路などがありますと、両方式とも無負荷で２８２Ｖになります、 この場合、負荷・平滑回路のコンデンサの容量にもよりますが、３相から単相への切り替えが出来る場合もあります、 負荷が明記されていないので、正確な解答にはなりませんが、おおむね上記のようになります！！ 再度ＪＯです。 ３相整流後に安定化電源ですか？ 入力された電力の全てが整流回路に入っているのでしょうか？ 高周波増幅回路であれば、バイアス回路やドライブ段などが内臓されている場合もあります、 この場合、ＡＣ２００Ｖからトランスなどで別電源を構成している場合もあります、 以下の前提で説明します、 ＡＣ２００Ｖ→ヒューズやスイッチ→ダイオードブリッジ→安定化電源回路 この回路以外に回路が無いとします、 ３相整流で使用する機器を単相整流で使用する場合、ダイオードブリッジの容量と平滑コンデンサの大型化で対処できるかもしれません、 以下の提案で問題となる点は、内臓されているダイオードブリッジの容量です、直流で供給すると約２５Ａの電流が入力されます、これに耐えられるだけの容量がある事を確認ください、 単相を一旦外部で整流し、大容量のコンデンサで平滑後、直流を３相機器に供給するものです、 今回、新規の単相容量が１０ｋＷあるので、これを大容量のダイオードブリッジ（３０Ａ以上）で整流し、大型の平滑コンデンサを挿入します、 安定化電源にも平滑コンデンサは挿入されていますが、単相の場合リップルが大きくなりますから、コンデンサの容量を大きくしなければなりません、 ３相整流から単相整流にすると、リップル含有率が１４倍にもなります、これは内臓されている安定化電源に挿入されているコンデンサの容量を１４倍にする必要があると言う事です、 計算するのも嫌になりそうですが、やって見ました、 追加するコンデンサ、３５０Ｖ以上の耐圧と、３０００μＦ以上の容量が必要です（リップルを２０Ｖ以下に抑える場合） 単相２００Ｖ→３０Ａ以上のダイオードブリッジ→３５０Ｖ以上３０００μＦ以上のコンデンサ→直流として機器に供給！！ 機器の現物を拝見していないため、動作の保障は出来ません、また検証もしていないため、この回答に自信無し！！！ 毎度ＪＯです。 ３００Ｖへのステップアップは危険です、３００Ｖを整流平滑すると無負荷で４００Ｖを超えます、 ２００Ｖ入力のＳＷ電源であれば、入力電圧の上限はＡＣ２２０Ｖ～ＡＣ２４０Ｖと言ったところです、 スライダックなどでステップアップするのであれば、１割から２割程度でしょう、今回の場合コンデンサの平滑能力を上げるより、他に方法がありません！
補足
ご回答ありがとうございました。 １、ご指摘通り 三相入力の内の２本にスイッチングレギュレータ（単相駆動？）が 繋がっており、コントローラなどに直流電源を供給しております。 バイアス回路やドライブ段の供給はメイン電源安定化後の直流から ボード上の実装回路で作っている様です。 ２、メイン回路 全く貴殿前提の通り・・・ 三相２００Ｖ→スイッチ（兼ブレーカ）→ダイオードブリッジ→安 定化電源回路 の順です。 ３、ご提案 外で整流し、足りない平滑能力を補う作戦ですね。 一つの作戦は・・・ ダイオードブリッジは富士電機の６００Ｖ、６０Ａが搭載されております。 コンデンサは４００V耐圧の１０００μＦ４個を手配致しました。 これらを内臓して、上手く動作すれば一番スマートな形で運用出来ると思 います。 貴殿ご提案の直接直流供給ですが、名案と思います。 直流電力を補う意味で・・・ どうせ外部からでしたらついでに昇圧するプランは如何でしょうか？ 単相２００Ｖをスライダックか昇圧トランスで３００Ｖ程度に上げて機器 の外部で整流・平滑して直流を直接機器の安定化回路に注入するパターン です。 コントローラなどの直流電源用スイッチングレギュレータは別途給電致し ます。 何れに致しましても近々諸環境そろい次第実験に移りたいと思っておりま す。 お気づきの点や注意点などございましたらご指導頂ければ幸いに存じます。
原理的には可能ですが電源利用効率の問題や電流の問題があり平滑回路の設計がやり直しになります。緊急避難的ならば可能ですが製品として組み込むのには問題があるでしょう。
お礼
ご回答、ありがとうございました。 緊急避難なんですが、手元で実験出来ない状況です。 ３相の場合と、単相で接続した場合の直流波形が分かれば推測出来る のですが・・・ 今後共宜しくお願い致します。
毎度ＪＯです。 三相全波整流回路は整流素子6個で構成されていますが、単相の場合整流素子４個必要です、 これらの基本は１相当たり２個必要と言う事です、仮に４相なんてのがあれば８個必要となります ＋電源━┓ ┸ ↑ダイオード ┃ １相当たり ┃ ┸ ↑ダイオード ┃ －電源━┛ 以上の組み合わせです
- 参考URL：
- http://www.mizunaga.jp/handbook/rectif04.gif http://www.eonet.ne.jp/~tomitamo/images/fig11.gif
お礼
ご回答、ありがとうございました。 少々私の説明不足だった様です。 追加説明をさせて頂きましたので、どうか宜しくお願い致します。
お礼
基本的な事が理解できました。 当該機器は三相交流を直流に整流後、安定化回路を経て直 流駆動されます。 ダイオードは６００V、６０Aと余裕のある物が付いており ますので、供給単相交流の電圧を上げ、整流後に大容量コ ンデンサを挿入して元々の平滑回路を補う手立てで進めて みたいと考えております。 ありがとうございました。
補足
ご回答ありがとうございました。 単相場合は電力効率が悪くなって、所定の容量が取れないとの理解で 宜しいでしょうか？ ご説明からすると、負荷が大きいほどデメリットが出て来ると理解致 しました。 具体的には三相仕様の高周波増幅器を一時的に単相の環境で使用せざ るを得ない状況です。 容量は三相で２０A必要との事で、整流後に大容量の安定化電源が挿入 されております。 （整流は富士電機のダイオードモジュールです） 尚、給電容量は単相２００Vで１０KVあります。 ご説明を拝見し、相の容量を補う為に大容量のスライダック等で交流電 圧を昇圧する事も考えましたが、整流以降の耐圧の問題や、電圧だけを 上げても、容量の充足には余り寄与しないかも知れないと考えましたが 如何でしょうか？（電圧を上げた部分を積分しても大した値にならない 様な気がします。） 勝手申しあげ恐縮ですが、宜しくお願い致します。