重大電力電子三相整流

1、三相可控整流電路交流測由三相電源供電負載容量較大，或要求直流電壓脈動較小、易濾波時用。基本的是三相半波可控整流電路，三相橋式全控整流電路應(yīng)用最廣 。2.2三相半波可控整流電路1. 電阻負載電路的特點：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)。三個晶閘管分別接入a、b、c三相電源，其陰極連接在一起共陰極接法 。圖2-12 三相半波可控整流電路共陰極接法電阻負載時的電路及a =0時的波形 2.2.1自然換相點：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流電路。 一周期中，在wt1wt2期間， VD1導(dǎo)通，ud=ua 在wt2wt3期間， VD2導(dǎo)通，ud=ub

2、 在wt3 wt4期間， VD3導(dǎo)通，ud=uc二極管換相時刻為自然換相點，是各相晶閘管能觸發(fā)導(dǎo)通的最早時刻，將其作為計算各晶閘管觸發(fā)角的起點，即 =0。圖2-12 三相半波可控整流電路共陰極接法電阻負載時的電路及a =0時的波形 三相半波可控整流電路2.2.1 =0時的工作原理分析變壓器二次側(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。晶閘管的電壓波形，由3段組成：第1段，VT1導(dǎo)通期間，為一管壓降，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為另一段線電壓。a=

3、30時的波形（圖2-13 ） 負載電流處于連續(xù)和斷續(xù)之間的臨界狀態(tài)。a30的情況（圖2-14 ） 特點：負載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角小于120 。 動畫演示三相半波可控整流電路2.2.1整流電壓平均值的計算 （1） 30時，負載電流連續(xù)，有： 當 =0時，Ud最大，為 （2） 30時，負載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角減小，此時有： （2-18）(2-19)三相半波可控整流電路2.2.1Ud/U2隨變化的規(guī)律如圖2-15中的曲線1所示。圖2-15 三相半波可控整流電路Ud/U2隨變化的關(guān)系1電阻負載 2電感負載 3電阻電感負載三相半波可控整流電路2.2.1 負載電流平均值為 （2-20） 晶閘管承受的最

4、大反向電壓，為變壓器二次線電壓峰值，即 （2-21）晶閘管陽極與陰極間的最大正向電壓等于變壓器二次相電壓的峰值，即 （2-22）三相半波可控整流電路2.2.12. 阻感負載特點：阻感負載，L值很大，id波形基本平直。 30時：整流電壓波形與電阻負載時相同。 30時（如 =60時的波形如圖2-16所示）。u2過零時，VT1不關(guān)斷，直到VT2的脈沖到來，才換流，由VT2導(dǎo)通向負載供電，同時向VT1施加反壓使其關(guān)斷ud波形中出現(xiàn)負的部分。id波形有一定的脈動，但為簡化分析及定量計算，可將id近似為一條水平線。阻感負載時的移相范圍為90。圖2-16 三相半波可控整流電路，阻感負載時的電路及a =60時

5、的波形 動畫演示三相半波可控整流電路2.2.1數(shù)量關(guān)系由于負載電流連續(xù)， Ud可由式（218）求出，即Ud/U2與 成余弦關(guān)系，如圖2-15中的曲線2所示。如果負載中的電感量不是很大，則當 30后，ud中負的部分減少， Ud略為增加，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例子。圖2-15 三相半波可控整流電路Ud/U2隨a變化的關(guān)系1電阻負載 2電感負載 3電阻電感負載三相半波可控整流電路2.2.1變壓器二次電流即晶閘管電流的有效值為 （2-23）晶閘管的額定電流為 （2-24）晶閘管最大正、反向電壓峰值均為變壓器二次線電壓峰值三相半波的主要缺點在于其變壓器二次電

6、流中含有直流分量，為此其應(yīng)用較少。（2-25）三相半波可控整流電路2.2.1三相橋式全控整流電路三相橋是應(yīng)用最為廣泛的整流電路共陰極組陰極連接在一起的3個晶閘管（VT1，VT3，VT5）共陽極組陽極連接在一起的3個晶閘管（VT4，VT6，VT2）圖2-17 三相橋式全控整流電路原理圖導(dǎo)通順序： VT1VT2 VT3 VT4 VT5VT62.2.2帶電阻負載時的工作情況當 60時，ud波形均連續(xù)，對于電阻負載，id波形與ud波形形狀一樣，也連續(xù) 波形圖： =0 （圖218 ） =30 （圖219） =60 （圖220）當 60時，ud波形每60中有一段為零，ud波形不能出現(xiàn)負值 波形圖： =90

7、 （ 圖221）帶電阻負載時三相橋式全控整流電路角的移相范圍是120 動畫演示三相橋式全控整流電路2.2.2晶閘管及輸出整流電壓的情況如表21所示時 段IIIIIIIVVVI共陰極組中導(dǎo)通的晶閘管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共陽極組中導(dǎo)通的晶閘管VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流輸出電壓udua-ub=uabua-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb三相橋式全控整流電路2.2.2 請參照圖218三相橋式全控整流電路的特點（1）2管同時通形成供電回路，其中共陰極組和共陽極組各1，且不能為同1相器件。（2）對觸發(fā)脈沖的要求：按VT1-V

8、T2-VT3-VT4-VT5-VT6的順序，相位依次差60。共陰極組VT1、VT3、VT5的脈沖依次差120，共陽極組VT4、VT6、VT2也依次差120。同一相的上下兩個橋臂，即VT1與VT4，VT3與VT6，VT5與VT2，脈沖相差180。三相橋式全控整流電路2.2.2 （3）ud一周期脈動6次，每次脈動的波形都一樣， 故該電路為6脈波整流電路。 （4）需保證同時導(dǎo)通的2個晶閘管均有脈沖可采用兩種方法：一種是寬脈沖觸發(fā) 另一種是雙脈沖觸發(fā)（常用） （5）晶閘管承受的電壓波形與三相半波時相同， 晶閘管承受最大正、反向電壓的關(guān)系也相同。三相橋式全控整流電路2.2.22阻感負載時的工作情況 60

9、時（ =0 圖222； =30 圖223）ud波形連續(xù)，工作情況與帶電阻負載時十分相似。 各晶閘管的通斷情況 輸出整流電壓ud波形 晶閘管承受的電壓波形區(qū)別在于：得到的負載電流id波形不同。 當電感足夠大的時候， id的波形可近似為一條水平線。 60時（ =90圖224）阻感負載時的工作情況與電阻負載時不同。 電阻負載時，ud波形不會出現(xiàn)負的部分 阻感負載時，ud波形會出現(xiàn)負的部分。帶阻感負載時，三相橋式全控整流電路的角移相范圍為90 。主要包括 動畫演示三相橋式全控整流電路2.2.23定量分析當整流輸出電壓連續(xù)時（即帶阻感負載時，或帶電阻負載 60時）的平均值為： 帶電阻負載且 60時，整流

10、電壓平均值為： 輸出電流平均值為 ：Id=Ud /R（2-26）（2-27）三相橋式全控整流電路2.2.23定量分析當整流輸出電壓連續(xù)時（即帶阻感負載時，或帶電阻負載 60時）的平均值為： 帶電阻負載且 60時，整流電壓平均值為： 輸出電流平均值為 ：Id=Ud /R（2-26）（2-27）三相橋式全控整流電路2.2.2The end單相半波可控整流電路及波形圖2-1帶阻感負載的單相半波電路及其波形圖2-2單相半波可控整流電路的分段線性等效電路a)VT處于關(guān)斷狀態(tài) b) VT處于導(dǎo)通狀態(tài) 圖2-3單相半波帶阻感負載有續(xù)流二極管的電路及波形圖2-4單相全控橋式帶電阻負載時的電路及波形圖2-5單相

11、全控橋帶阻感負載時的電路及波形 圖2-6單相橋式全控整流電路接反電動勢電阻負載時的電路及波形 圖2-7單相橋式全控整流電路帶反電動勢負載串平波電抗器，電流連續(xù)的臨界情況圖2-8單相全波可控整流電路及波形圖2-9單相橋式半控整流電路，有續(xù)流二極管，阻感負載時的電路及波形圖2-10單相橋式半控整流電路的另一接法圖2-11三相半波可控整流電路共陰極接法電阻負載時的電路及 =0時的波形 圖2-12三相半波可控整流電路，電阻負載， =30時的波形圖2-13三相半波可控整流電路，電阻負載， =60時的波形圖2-14三相半波可控整流電路Ud/U2與a的關(guān)系圖2-15三相半波可控整流電路，阻感負載時的電路及 =60時的波形圖2-16三相橋式全控整流電路原理圖圖2-17三相橋式全控整流電路帶電阻負載 =