電力電子技術(shù)-3.3三相半波可控整流

1、2-13.2 三相可控整流電路三相可控整流電路引言引言交流側(cè)由三相電源供電；可提供較高的平均直流電壓輸出；輸出電壓的紋波頻率比單相高，容易濾波。三相可控整流器在大功率調(diào)速系統(tǒng)中被廣泛采用。三相可控整流的典型電路是半波和三相橋式全控整流電路 。2-23.2.1 三相（零式）半波可控整流電路三相（零式）半波可控整流電路電路的特點(diǎn)： 三相半波可控整流電路共陰極接法電阻負(fù)載時(shí)的電路及a =0時(shí)的波形 1)電阻負(fù)載電阻負(fù)載變壓器二次側(cè)接成星形得到零線，而一次側(cè)接成三角形避免3次諧波流入電網(wǎng)，保證二次側(cè)相電勢(shì)波形不畸變。三個(gè)晶閘管分別接入a、b、c三相電源，其陰極連接在一起共陰極接法 。自然換相角：用二極

2、管整流時(shí)的換相角(該相晶閘管開始正偏）。在晶閘管整流系統(tǒng)中用作整流觸發(fā)角a的0度角。阻性負(fù)載時(shí)的晶閘管電流晶閘管關(guān)斷時(shí)承受線電壓0tuuuutuuuu0td daa0VT1VT1ittVT1VT1u0uabuacabcabcVT1VT2VT3RuuuuduvwNabc2-3延遲此脈沖a+9p/6相角，經(jīng)過隔離電路加到3號(hào)晶閘管門、陰極。同時(shí)延遲此脈沖a+5p/6相角，經(jīng)過隔離電路加到2號(hào)晶閘管門、陰極。三相半波可控整流的觸發(fā)控制三相半波可控整流的觸發(fā)控制在a相電壓從負(fù)變正過零點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)脈沖。延遲此脈沖a+p/6相角，經(jīng)過隔離電路加到1號(hào)晶閘管門、陰極。VT1VT2VT3RuuuuduvwNab

3、c0tuuuutuuuu0td daa0VT1VT1ittVT1VT1u0uabuacabcabc2-43.2.1 三相半波可控整流電路 假設(shè)將電路中的晶閘管換作二假設(shè)將電路中的晶閘管換作二極管，成為三相半波不可控整極管，成為三相半波不可控整流電路流電路. 此時(shí)，相電壓最大的此時(shí)，相電壓最大的一個(gè)所對(duì)應(yīng)的二極管導(dǎo)通，并一個(gè)所對(duì)應(yīng)的二極管導(dǎo)通，并使另兩相的二極管承受反壓關(guān)使另兩相的二極管承受反壓關(guān)斷，輸出整流電壓即為該相的斷，輸出整流電壓即為該相的相電壓相電壓 在 t1 t2期間，VD1導(dǎo)通，ud=ua 在 t2 t3期間， VD2導(dǎo)通，ud=ub 在 t3 t4期間，VD3導(dǎo)通，ud=ucVT

4、1VT2VT3RuuuuduvwNabc0tuuuutuuuu0td daa0VT1VT1ittVT1VT1u0uabuacabcabc2-53.2.1 三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路a =0 時(shí)的工作原理分析時(shí)的工作原理分析晶閘管的電壓波形，由3段組成。 三相半波可控整流電路共陰極接法電阻負(fù)載時(shí)的電路及a =0時(shí)的波形 變壓器二次側(cè)a相繞組和晶閘管VT1的電流波形，變壓器二次繞組電流有直流分量。第1段，VT1導(dǎo)通期間，為該管壓降，可近似為uT1=0第2段，在VT1關(guān)斷后，VT2導(dǎo)通期間，uT1=ua-ub=uab，為一段線電壓第3段，在VT3導(dǎo)通期間， uT1=ua-uc=uac為

5、另一段線電壓VT1VT2VT3RuuuuduvwNabc0tuuuutuuuu0td daa0VT1VT1ittVT1VT1u0uabuacabcabc2-6三相半波可控整流電路，電阻負(fù)載，三相半波可控整流電路，電阻負(fù)載， a a=30=30 時(shí)的波形時(shí)的波形a =30u2uaubucOtOtOtOtOtuGuduabuact1iVT1uVT1uaca a=30 的波形的波形 特點(diǎn)：負(fù)載電流處于連續(xù)和斷續(xù)之間的臨界狀態(tài)。2-7三相半波可控整流電路，電阻負(fù)載， a a=60時(shí)的波形 tt t ta =60u2uaubucOOOOuGudiVT1 a30 的情況的情況 特點(diǎn)：負(fù)載電流斷續(xù)斷續(xù)，晶閘

6、管導(dǎo)通角小于120 。電阻負(fù)載時(shí)電阻負(fù)載時(shí)a a角的移相范圍為角的移相范圍為150150 2-8aappapapcos 17. 1cos263) ( sin2321226562UUttdUUd2 17. 1UUUd0d數(shù)量關(guān)系數(shù)量關(guān)系整流電壓平均值的計(jì)算整流電壓平均值的計(jì)算（1）a30時(shí)，負(fù)載電流連續(xù)當(dāng)a=0時(shí)，Ud最大，為VT1VT2VT3RuuuuduvwNabc0tuuuutuuuu0td daa0 0abcabc2-9（2）a30時(shí)，負(fù)載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角減小，此時(shí)有：222613 22sin ( )1 cos( )0.675 1 cos( )22663UUtdtUUppappaa

7、ppdtttta =60u2uaubucOOOOuGudiVT1負(fù)載電流平均值為RUIdd晶閘管承受的最大反向電壓222RM45. 2632UUUU晶閘管承受的最大正向電壓22UUFM純電阻負(fù)載時(shí)的移相范圍為150。電阻負(fù)載時(shí)，電流斷續(xù)線電壓峰值相電壓峰值VT1VT2VT3RuuuuduvwNabc2-103.2.1 三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路2）阻感負(fù)載）阻感負(fù)載三相半波可控整流電路，阻感負(fù)載時(shí)的電路及a =60時(shí)的波形特點(diǎn)：阻感負(fù)載，L值很大，id波形基本平直。a30時(shí)：整流電壓波形與電阻負(fù)載時(shí)相同。a30時(shí)（如a=60時(shí)的波形如圖所示）。u2過零時(shí)，VT1不關(guān)斷，直到VT2

8、的脈沖到來，才換流，ud波形中出現(xiàn)負(fù)的部分。id波形有一定的脈動(dòng)，為簡(jiǎn)化分析計(jì)算，可將id近似為一條水平線。阻感負(fù)載時(shí)的移相范圍為90。udiauaubucibiciduacOtOtOOtOOtatt2-113.2.1 三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路數(shù)量關(guān)系數(shù)量關(guān)系負(fù)載電流連續(xù)5622633 3sin ( )2cos (3-18)22mUUtdtUpapaappdUd/U2與a a成余弦關(guān)系，如圖的曲線2所示。如果負(fù)載中的電感量不是很大，Ud/U2與a的關(guān)系將介于曲線1和2之間，曲線3給出了這種情況的一個(gè)例子。03060901201500.40.81.21.17321a/( )Ud/U2三相半波可控整流電路Ud/U2隨a變化的關(guān)系1電阻負(fù)載 2電感負(fù)載 3電阻電感負(fù)載acos17. 12UU d即2-123.2.1 三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路變壓器二次電流即晶閘管電流的有效值為晶閘管的額定電流為晶閘管最大正、反向電壓峰