重大電力電子三相整流

1、三相可控整流電路交流測(cè)由三相電源供電負(fù)載容量較大，或要求直流電壓脈動(dòng)較小、易濾波時(shí)用?；镜氖侨喟氩煽卣麟娐罚鄻蚴饺卣麟娐窇?yīng)用最廣 。2.2三相半波可控整流電路1. 電阻負(fù)載電路的特點(diǎn)：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(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 。圖2-12 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 2.2.1自然換相點(diǎn)：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(shí)刻為自然換相點(diǎn)，是各相晶閘管能觸發(fā)導(dǎo)通的最早時(shí)刻，將其作為計(jì)算各晶閘管觸發(fā)角的起點(diǎn)，即 =0。圖2-12 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 三相半波可控整流電路2.2.1 =0時(shí)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(shí)的波形（圖2-13 ） 負(fù)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(diǎn)：負(fù)載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角小于120 。 動(dòng)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(jì)算 （1） 30時(shí)，負(fù)載電流連續(xù)，有： 當(dāng) =0時(shí)，Ud最大，為 （2） 30時(shí)，負(fù)載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角減小，此時(shí)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(fù)載 2電感負(fù)載 3電阻電感負(fù)載三相半波可控整流電路2.2.1 負(fù)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(fù)載特點(diǎn)：阻感負(fù)載，L值很大，id波形基本平直。 30時(shí)：整流電壓波形與電阻負(fù)載時(shí)相同。 30時(shí)（如 =60時(shí)的波形如圖2-16所示）。u2過零時(shí)，VT1不關(guān)斷，直到VT2的脈沖到來，才換流，由VT2導(dǎo)通向負(fù)載供電，同時(shí)向VT1施加反壓使其關(guān)斷ud波形中出現(xiàn)負(fù)的部分。id波形有一定的脈動(dòng)，但為簡(jiǎn)化分析及定量計(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。圖2-16 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)

5、的波形 動(dòng)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(fù)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(fù)載中的電感量不是很大，則當(dāng) 30后，ud中負(fù)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(gè)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(fù)載 2電感負(fù)載 3電阻電感負(fù)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(diǎn)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(gè)晶閘管（VT1，VT3，VT5）共陽極組陽極連接在一起的3個(gè)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(fù)載時(shí)的工作情況當(dāng) 60時(shí)，ud波形均連續(xù)，對(duì)于電阻負(fù)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(dāng) 60時(shí)，ud波形每60中有一段為零，ud波形不能出現(xiàn)負(fù)值 波形圖： =90

7、 （ 圖221）帶電阻負(fù)載時(shí)三相橋式全控整流電路角的移相范圍是120 動(dòng)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(shí) 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(qǐng)參照?qǐng)D218三相橋式全控整流電路的特點(diǎn)（1）2管同時(shí)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(duì)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(gè)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(dòng)6次，每次脈動(dòng)的波形都一樣， 故該電路為6脈波整流電路。 （4）需保證同時(shí)導(dǎo)通的2個(gè)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(shí)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(fù)載時(shí)的工作情況 60

9、時(shí)（ =0 圖222； =30 圖223）ud波形連續(xù)，工作情況與帶電阻負(fù)載時(shí)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(fù)載電流id波形不同。 當(dāng)電感足夠大的時(shí)候， id的波形可近似為一條水平線。 60時(shí)（ =90圖224）阻感負(fù)載時(shí)的工作情況與電阻負(fù)載時(shí)不同。 電阻負(fù)載時(shí)，ud波形不會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分 阻感負(fù)載時(shí)，ud波形會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分。帶阻感負(fù)載時(shí)，三相橋式全控整流電路的角移相范圍為90 。主要包括 動(dòng)畫演示三相橋式全控整流電路2.2.23定量分析當(dāng)整流輸出電壓連續(xù)時(shí)（即帶阻感負(fù)載時(shí)，或帶電阻負(fù)載 60時(shí)）的平均值為： 帶電阻負(fù)載且 60時(shí)，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(dāng)整流輸出電壓連續(xù)時(shí)（即帶阻感負(fù)載時(shí)，或帶電阻負(fù)載 60時(shí)）的平均值為： 帶電阻負(fù)載且 60時(shí)，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(fù)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(fù)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(fù)載時(shí)的電路及波形圖2-5單相

11、全控橋帶阻感負(fù)載時(shí)的電路及波形 圖2-6單相橋式全控整流電路接反電動(dòng)勢(shì)電阻負(fù)載時(shí)的電路及波形 圖2-7單相橋式全控整流電路帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)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(fù)載時(shí)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(fù)載時(shí)的電路及 =0時(shí)的波形 圖2-12三相半波可控整流電路，電阻負(fù)載， =30時(shí)的波形圖2-13三相半波可控整流電路，電阻負(fù)載， =60時(shí)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(fù)載時(shí)的電路及 =60時(shí)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(fù)載 =