《新能源變換技術(shù)》課件-3.3三相半波可控整流電路結(jié)構(gòu)及電阻性負(fù)載工作原理

新能源變換技術(shù)

三相半波可控整流電路電阻性負(fù)載工作原理三相半波可控整流電路電阻性負(fù)載工作原理三相半波整流電路——任務(wù)描述當(dāng)整流負(fù)載容量較大，要求直流電壓脈動(dòng)較小，對(duì)控制的快速性有要求時(shí)，一般采用三相整流電路，三相半波是最基本的電路形式，其他類(lèi)型可視為三相半波相控整流電路以不同方式串聯(lián)或并聯(lián)而成。一、工作原理一、工作原理三相半波可控整流電路結(jié)構(gòu)（1）變壓器采用星三角接法（2）3個(gè)晶閘管采用共陰極接法導(dǎo)通原則3只晶閘管各自所接的哪一相電壓瞬時(shí)值最高，則該相所接晶閘管可被觸發(fā)導(dǎo)通，而另外兩管則承受反向電壓而阻斷。自然換相點(diǎn)1、3、5交點(diǎn)，也就是三相半波可控整流電路各相晶閘管控制角α的起點(diǎn)。二、工作原理α=0°時(shí)工作原理分析ωt1～ωt3期間，uU瞬時(shí)值最高，U相所接的晶閘管VS1觸發(fā)導(dǎo)通，VS3、VS5承受反向線(xiàn)電壓而阻斷。二、工作原理??t3～??t5期間，uV瞬時(shí)值最高，晶閘管VS3觸發(fā)導(dǎo)通，輸出電壓ud=uV，VS1、VS5承受反向線(xiàn)電壓而阻斷。α=0°時(shí)工作原理分析??t5～??t7期間，uW瞬時(shí)值最高，晶閘管VS5觸發(fā)導(dǎo)通，輸出電壓ud=uW，VS1、VS3承受反向線(xiàn)電壓而阻斷。二、工作原理依次循環(huán)，每個(gè)晶閘管導(dǎo)通120°，三相電源輪流向負(fù)載供電，負(fù)載電壓ud為三相電源電壓正半周包絡(luò)線(xiàn)。自然換相點(diǎn)α=0°時(shí)工作原理分析??t5～??t7期間，uW瞬時(shí)值最高，晶閘管VS5觸發(fā)導(dǎo)通，輸出電壓ud=uW，VS1、VS3承受反向線(xiàn)電壓而阻斷。二、工作原理依次循環(huán)，每個(gè)晶閘管導(dǎo)通120°，三相電源輪流向負(fù)載供電，負(fù)載電壓ud為三相電源電壓正半周包絡(luò)線(xiàn)。自然換相點(diǎn)α=0°時(shí)的工作原理分析（1）??t1～??t3期間，VS1導(dǎo)通，uT1=0。（2）??t3～??t5期間，VS3導(dǎo)通，VS1承受反相線(xiàn)電壓uUV。（3）??t5～??t7期間，VS5導(dǎo)通，VS1承受反向線(xiàn)電壓uUV。

α=0°時(shí)，晶閘管VS1兩端的電壓uT1的波形如圖所示。二、工作原理（1）晶閘管VS1本身導(dǎo)通，uT1=0（3）VS5導(dǎo)通時(shí)，uT1=uUW（2）VS3導(dǎo)通時(shí)，uT1=uUVα=30°時(shí)工作原理分析二、工作原理分析結(jié)論（1）三相半波可控整流電路的移相范圍是0°～150°。（2）當(dāng)α≤30°時(shí)，ud的波形連續(xù)，各相晶閘管的導(dǎo)通角均為θ=120°；當(dāng)α＞30°時(shí)，ud波形出現(xiàn)斷續(xù)，晶閘管關(guān)斷點(diǎn)均在各自相電壓過(guò)零點(diǎn)。（3）波形連續(xù)晶閘管導(dǎo)通時(shí)，晶閘管兩端電壓為零（忽略管壓降），其他任一相導(dǎo)通時(shí)，晶閘管承受相應(yīng)的線(xiàn)電壓；波形斷續(xù)時(shí)均不導(dǎo)通，管子承受的電壓為所接相的相電壓。

三相半波可控整流電路電感性負(fù)載工作原理三相半波可控整流電路電感性負(fù)載工作原理二、三相半波可控整流電路電感性負(fù)載工作原理電路結(jié)構(gòu)相比于電阻性負(fù)載電路增加了大電感。只要輸出電壓平均值Ud不為零，晶閘管導(dǎo)通角均為120°，與觸發(fā)延遲角α無(wú)關(guān)，其電流波形近似為方波。α=20°時(shí)工作原理分析（1）α=20°（0°≤α≤30°區(qū)間），輸出電壓ud。波形均為正值，α超過(guò)30°，出現(xiàn)負(fù)值。（2）電流波形近似為方波。二、三相半波可控整流電路電感性負(fù)載工作原理α=60°時(shí)工作原理分析（1）α超過(guò)30°，輸出電壓出現(xiàn)負(fù)值。（2）即使電源電壓過(guò)零變負(fù)，在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用下，晶閘管仍承受正向電壓而維持導(dǎo)通。二、三相半波可控整流電路電感性負(fù)載工作原理為了擴(kuò)大移相范圍并使負(fù)載電流id平穩(wěn)在電感負(fù)載兩端并接續(xù)流二極管VD。由于續(xù)流二極管的作用，ud波形已不出現(xiàn)負(fù)值，與電阻性負(fù)載ud波形相同。二、三相半波可控整流電路電感性負(fù)載工作原理α=30°時(shí)的工作原理分析在0°≤α≤30°區(qū)間電源電壓均為正值ud波形連續(xù)續(xù)流二極管不起作用二、三相半波可控整流電路電感性負(fù)載工作原理α=60°時(shí)的工作原理分析（1）30°≤α≤150°區(qū)間，電源電壓過(guò)零變負(fù)，續(xù)流二級(jí)管及時(shí)導(dǎo)通為負(fù)載電流提供續(xù)流回路。（2）過(guò)零后晶閘管承受反向電源相電壓而關(guān)斷。（3）ud波形斷續(xù)但不出現(xiàn)負(fù)值。二、三相半波可控整流電路電感性負(fù)載工作原理分析結(jié)論（1）負(fù)載不接續(xù)流二極管時(shí)，其有效的移相范圍只能為α=0°～90°。