電力電子技術(shù)：3 整流電路2

1、第3章 整流電路（II）23.1.4 單相橋式半控整流電路單相全控橋中，每個(gè)導(dǎo)電回路中有2個(gè)晶閘管。實(shí)際上為了對每個(gè)導(dǎo)電回路進(jìn)行控制，只需1個(gè)晶閘管，另1個(gè)晶閘管可以用二極管代替，從而簡化整個(gè)電路。如此即成為單相橋式半控整流電路3單相橋式半控整流電路（阻感負(fù)載）4單相橋式半控整流電路（阻感負(fù)載）5單相橋式半控整流電路（阻感負(fù)載）當(dāng)a 突然增大至180或觸發(fā)脈沖丟失時(shí)，會發(fā)生一個(gè)晶閘管持續(xù)導(dǎo)通而兩個(gè)二極管輪流導(dǎo)通的情況，這使ud成為正弦半波，即半周期ud為正弦，另外半周期ud為零，其平均值保持恒定，稱為失控。VT1持續(xù)導(dǎo)通，VT3不導(dǎo)通6單相橋式半控整流電路（阻感負(fù)載,帶續(xù)流二極管） 續(xù)流二極管

2、的作用有續(xù)流二極管VDR時(shí)，續(xù)流過程由VDR完成，晶閘管關(guān)斷，避免了某一個(gè)晶閘管持續(xù)導(dǎo)通從而導(dǎo)致失控的現(xiàn)象。同時(shí)，續(xù)流期間導(dǎo)電回路中只有一個(gè)管壓降，有利于降低損耗。7單相橋式半控整流電路（阻感負(fù)載，有續(xù)流二極管）8單相橋式半控整流電路（阻感負(fù)載，有續(xù)流二極管）9單相橋式半控整流電路的另一種接法把單相全橋整流電路中VT3和VT4換為二極管VD3和VD4，這樣可以省去續(xù)流二極管VDR，續(xù)流由VD3和VD4來實(shí)現(xiàn)。兩個(gè)晶閘管陰極電位不同，兩者的觸發(fā)電路要隔離。103.2 三相可控整流電路 負(fù)載容量較大，或要求直流電壓脈動較小、易濾波時(shí)用基本的是三相半波可控整流電路應(yīng)用最廣的是三相橋式全控整流電路等1

3、13.2.0 三相半波不可控整流電路電路的特點(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)二極管分別接入a、b、c三相電源，其陰極連接在一起共陰極接法。 相電壓最大的一個(gè)所對應(yīng)的二極管導(dǎo)通，并使另兩相的二極管承受反壓關(guān)斷。123.2.0 三相半波不可控整流電路（電阻負(fù)載） 在wt1wt2期間，VD1導(dǎo)通， ud=ua ，uVD1=0， ia=iVD1在wt2wt3期間，VD2導(dǎo)通，ud=ub ，uVD1=uab在wt3 wt4期間，VD3導(dǎo)通， ud=uc ，uVD1=uac133.2.0 三相半波不可控整流電路（電阻負(fù)載） 在相電壓的交點(diǎn)處，出現(xiàn)了二極管換相，電

4、流從一個(gè)二極管向另外一個(gè)二極管轉(zhuǎn)移，這些交點(diǎn)為自然換相點(diǎn)143.2.1 三相半波可控整流電路將二極管改為晶閘管，得三相半波可控整流電路自然換相點(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a的起點(diǎn)，即a =0a=0對應(yīng)的波形跟三相半波不可控整流電路一致VT2和VT3的波形與VT1相同，相位依次滯后12015三相半波可控整流電路（電阻負(fù)載） 增大a值，將脈沖后移，整流電路的工作情況相應(yīng)地發(fā)生變化。a = 30時(shí)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)，各相仍導(dǎo)電12016三相半波可控整流電路（電阻負(fù)載） a 30時(shí)（ 設(shè)a=60 ） 特點(diǎn)：負(fù)載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角為9

5、0，小于120a角繼續(xù)增大，整流電壓越來越小a=150時(shí)，輸出電壓為零電阻負(fù)載時(shí)，a角的移相范圍為0 15017三相半波可控整流電路（電阻負(fù)載） 整流電壓平均值的計(jì)算a=0對應(yīng)相電壓wt=30(p/6)! （1）a30時(shí)，負(fù)載電流連續(xù)，有 當(dāng)a = 0時(shí)，Ud最大 18三相半波可控整流電路（電阻負(fù)載） 整流電壓平均值的計(jì)算（2）a 30時(shí)，負(fù)載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角減小，此時(shí)有 19三相半波可控整流電路（電阻負(fù)載） Ud/U2隨a變化的規(guī)律如圖中的曲線1所示。負(fù)載電流平均值為 20三相半波可控整流電路（電阻負(fù)載） 晶閘管承受的最大反向電壓，為變壓器二次線電壓峰值，即213.2.1 三相半波可控

6、整流電路（阻感負(fù)載） 特點(diǎn)：阻感負(fù)載，L值很大，id波形基本平直，晶閘管電流為矩形波a30時(shí)：整流電壓波形與電阻負(fù)載時(shí)相同22三相半波可控整流電路（阻感負(fù)載）a 30時(shí)（設(shè)a = 60）ua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，a增大，負(fù)的部分增多， ud的平均值減小a = 90時(shí)， ud的平均值為零阻感負(fù)載時(shí)的移相范圍為0 9023三相半波可控整流電路（阻感負(fù)載） 數(shù)量關(guān)系由于負(fù)載電流連續(xù)，如果負(fù)載中的電感量不是很大，則當(dāng)a30后，ud中負(fù)的部分減少，Ud略為增加243.2.1 三相半波可控整流電路U

7、d/U2隨變化的規(guī)律 圖3-16 三相半波可控整流電路Ud/U2與的關(guān)系電阻負(fù)載電感負(fù)載電阻電感負(fù)載25三相半波可控整流電路（阻感負(fù)載） 數(shù)量關(guān)系變壓器二次電流即晶閘管電流的有效值為 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流中含有直流分量，為此其應(yīng)用較少263.2.2 三相橋式全控整流電路應(yīng)用最為廣泛共陰極組 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）晶閘管的導(dǎo)通次序?yàn)椋篤T1VT2VT3VT4VT5VT6273.2.2 三相橋式全控整流電路（電阻負(fù)載）a =0時(shí)（相當(dāng)于將電路

8、中的晶閘管換作二極管）對于共陰極組的3個(gè)晶閘管，陽極所接交流電壓值最大的一個(gè)導(dǎo)通對于共陽極組的3個(gè)晶閘管，陰極所接交流電壓值最低的一個(gè)導(dǎo)通任意時(shí)刻共陽極組和共陰極組中各有一個(gè)晶閘管處于導(dǎo)通狀態(tài)，負(fù)載上的電壓為某一線電壓28三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載，a = 0時(shí)的工作過程及波形分析(I)(II)29三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載，a = 0時(shí)的工作過程及波形分析(III)(IV)30三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載，a = 0時(shí)的工作過程及波形分析(V)(VI)31三相橋式全控整流電路（電阻負(fù)載）從相電壓波形看，共陰極組晶閘管導(dǎo)通時(shí)，ud1為相電壓的正包絡(luò)線，共陽極組導(dǎo)通時(shí)，ud2為相電壓的

9、負(fù)包絡(luò)線，ud=ud1ud2是兩者的差值，為線電壓在正半周的包絡(luò)線；從線電壓波形看，ud為線電壓中最大的一個(gè)，因此ud波形為線電壓在正半周的包絡(luò)線32三相橋式全控整流電路電阻負(fù)載a =0時(shí)晶閘管工作情況時(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晶閘管的導(dǎo)通次序?yàn)椋篤T1VT2VT3VT4VT5VT633三相橋式全控整流電路（電阻負(fù)載）的特點(diǎn)（1）2管同時(shí)導(dǎo)通形成供電回路，其

10、中共陰極組和共陽極組各一個(gè)，且不能為同一相器件 （2）對觸發(fā)脈沖的要求：按VT1-VT2-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18034三相橋式全控整流電路（電阻負(fù)載）的特點(diǎn)（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(shí)導(dǎo)通的2個(gè)晶閘管均有脈沖，可采用寬脈沖觸發(fā)或雙脈沖觸發(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

11、35a=30時(shí)的工作情況區(qū)別在于：晶閘管起始導(dǎo)通時(shí)刻推遲了30，組成ud的每一段線電壓因此推遲30ud的平均值降低從wt1開始把一周期等分為6段，ud波形仍由6段線電壓構(gòu)成，晶閘管的導(dǎo)通順序不變 三相橋式全控整流電路（電阻負(fù)載）36 三相橋式全控整流電路（電阻負(fù)載）a=30時(shí)的工作情況變壓器二次側(cè)電流ia波形的特點(diǎn)：在VT1處于通態(tài)的120期間，ia為正，ia波形的形狀與同時(shí)段的ud波形相同，在VT4處于通態(tài)的120期間，ia波形的形狀也與同時(shí)段的ud波形相同，但為負(fù)值。37三相橋式全控整流電路（電阻負(fù)載）a = 60時(shí)工作情況ud波形中每段線電壓的波形繼續(xù)后移，ud平均值繼續(xù)降低。a=60時(shí)

12、ud出現(xiàn)為零的點(diǎn)當(dāng)a60時(shí)，ud波形均連續(xù)，對于電阻負(fù)載，id波形與ud波形形狀一樣，也連續(xù)38三相橋式全控整流電路（電阻負(fù)載）當(dāng)a 60（如a = 90）時(shí)，ud波形每60中有一段為零一旦ud降至零， id也降至零，晶閘管關(guān)斷當(dāng)a = 120時(shí)， ud波形全為零，平均值也為零帶電阻負(fù)載時(shí)三相橋式全控整流電路a角的移相范圍是0 120393.2.2 三相橋式全控整流電路（阻感負(fù)載）a60時(shí)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等都一樣區(qū)別在于：負(fù)載電流id波形不同。當(dāng)電感足夠大的時(shí)候，負(fù)載電流的波形可近似為一條水平線。40 三相橋式全控整流電路（阻感負(fù)載）a 60時(shí)（如a 90 ）電阻負(fù)載時(shí)ud波形不會出現(xiàn)負(fù)的部分，而阻感負(fù)載時(shí)，由于電感L的作用，ud波形會出現(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a角移相范圍為0 90 41三相橋式全控整流電路-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a60時(shí)）a=0對應(yīng)線電壓wt=60 (