三相桥式全控整流电路

1、1主电路的原理1.1 主电路其原理图如图1所示VT3 VT5L 二 ooC2VT4VT6 VT2R=10QE=60V丄/ MEd图1三 相桥式全控整理电路原理图习惯将其中阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1、VT3 VT5）称为共阴极组； 阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4 VT6 VT2）称为共阳极组。此外，习惯上 希望晶闸管按从1至6的顺序导通，为此将晶闸管按图示的顺序编号，即共阴 极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT1、VT3 VT5,共阳极 组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT4 VT6 VT2从后面的 分析可知，按此编号，晶闸管的导通顺序为VT1 VT2-

2、 VTA VT4- VT5- VT61.2 主电路原理说明整流电路的负载为带反电动势的阻感负载。假设将电路中的晶闸管换作二 极管，这种情况也就相当于晶闸管触发角a =0°时的情况。此时，对于共阴极组 的3个晶闸管，阳极所接交流电压值最高的一个导通。而对于共阳极组的3个晶闸管，则是阴极所接交流电压值最低（或者说负得最多）的一个导通。这样， 任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个晶闸管处于导通状态，施加于负载上的电压为某一线电压。此时电路工作波形如图 2所示。I ： II ：III：1V： VIVI;id"on!; -!(3tIII.'HI,.1 VTi11J11 1 1

3、1 1 1:;1II1J11:;:11 1 11110GJ图 2反电动势a =0o时波形a =0o时，各晶闸管均在自然换相点处换相。由图中变压器二绕组相电压与 线电压波形的对应关系看出，各自然换相点既是相电压的交点，同时也是线电 压的交点。在分析ud的波形时，既可从相电压波形分析，也可以从线电压波形 分析。从相电压波形看，以变压器二次侧的中点n为参考点，共阴极组晶闸管导通时，整流输出电压ud1为相电压在正半周的包络线；共阳极组导通时，整流输出电压ud2为相电压在负半周的包络线，总的整流输出电压ud = ud1 ud2是两条包络线间的差值，将其对应到线电压波形上，即为线电压在正半周 的包络线。直

4、接从线电压波形看，由于共阴极组中处于通态的晶闸管对应的最大（正 得最多）的相电压，而共阳极组中处于通态的晶闸管对应的是最小（负得最多） 的相电压，输出整流电压ud为这两个相电压相减，是线电压中最大的一个，因 此输出整流电压ud波形为线电压在正半周的包络线。由于负载端接得有电感且电感的阻值趋于无穷大，电感对电流变化有抗拒 作用。流过电感器件的电流变化时，在其两端产生感应电动势Li，它的极性事阻止电流变化的。当电流增加时，它的极性阻止电流增加，当电流减小时，它 的极性反过来阻止电流减小。电感的这种作用使得电流波形变得平直，电感无 穷大时趋于一条平直的直线。为了说明各晶闸管的工作的情况，将波形中的一

5、个周期等分为6段，每段为60°,如图2所示，每一段中导通的晶闸管及输出整流电压的情况如表所示。由该表可见，6个晶闸管的导通顺序为 VT1 VT2 VTA VT4 VT5- VT6表1三相桥式全控整流电路电阻负载a=0时晶闸管工作情况时段InIVV共阴极组中 导通的晶闸管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共阳极组中 导通的晶闸管VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流输出电压ua-u bua-ucub- u cub- u auc- u auc-u bJd=uab=uac=ubc=uba=uca=ucb图3给出了 a =30°时的波形。从3 t1角开始把一个周期等分为6段，每

6、段为60°与口 = 0°时的情况相比，一周期中ud波形仍由6段线电压构成，每一 段导通晶闸管的编号等仍符合表1的规律。区别在于，晶闸管起始导通时刻推 迟了 30°,组成ud的每一段线电压因此推迟30°，ud平均值降低。晶闸管电压 波形也相应发生变化如图所示。图中同时给出了变压器二次侧a相电流ia 的波形，该波形的特点是，在 VT1处于通态的120°期间，ia为正，由 于大电感的作用，ia波形的形状近似为一条直线，在 VT4处于通态的120°期间, ia波形的形状也近似为一条直线，但为负值。idJ«I1>1t1:I：1I

7、1rtiUi11:1 1021niiI1iLJ1111t1«111:；讥II1Il1Il1111 11 11 1II03 t图3a=30°时的波形由以上分析可见，当aW 60°时，Ud波形均连续，对于带大电感的反电动 势，i d波形由于电感的作用为一条平滑的直线并且也连续。当a>60°时，如a二90°时电阻负载情况下的工作波形如图 4所示，ud平均值继续降低，由于电 感的存在延迟了 VT的关断时刻，使得ud的值出现负值，当电感足够大时，ud 中正负面积基本相等，ud平均值近似为零。这说明带阻感的反电动势的三相桥 式全控整流电路的a角的移相

8、范围为 90度。i =90Uar-"*,4JbUe尹* qKD0r 1tF7M0MLl4：I !II：III：lViV!VI： JIIIIIIIII 卜 Jtlab ,Uac ,Uix；| Uba ,Uca, Ucbjuab 'Uac ' ：P：K；v：阳疋凶刑冲%:枚 AAAI AU；卜才3 tX I Kx XV / I /1#«|#、|/ I、* r/ ! / 、甲 xg '图4 a = 90时的波形2各参数的计算2.1输出值的计算三相桥式全控整流电路中，整流输出电压的波形在一个周期内脉动6次，且每次脉动的波形相同，因此在计算其平均值时，只需对一

9、 个脉波（即1/6周期）进行计算即可。此外，因为所以电压输出波形是连续的，以线电压的过零点为时间坐标的零点，可得整流输出电压连续时的平均值为(4-1)2.2输出波形的分析U凶莎无TthUbUc时的输出波形如图11所示Edon:rn;:I *1 II III|IiII I' IIIIJ)I» IT丄Jl£一 o| 7t图11整流电路的输出波形如图11所示，从3 t1时刻开始把一个周期等分为 6份，在 Wt1时刻共阴极组VT1晶闸管接受到触发信号导通，此时阴极输出电压 Ud1为幅值最大的a相相电压；到 Wt2时刻下一个触发脉冲到来，此时 a相输出电压降低，b相输出电压升

10、高，于是阴极输出电压变为b相相电压；到 Wt3时刻第三个脉冲到来，晶闸管 VT1关断而晶闸管VT2导 通，输出电压为此时最高的c相相电压；重复以上步骤，即共阴极组输出电压Ud1为在正半周的包络线。共阳极组中输出波形原理与共阴极组一样，只是每个触发脉冲比 阴极组中脉冲相差180度。6个时段的导通次序如表1所示一样，只是 Wt1从零时刻往后推迟 30度而已。这样就得出最后输出整流电压为共 阴极组输出电压与共阳极组输出电压的差即Ud=Ud1-Ud2(4-9)而由于电路中大电感 L的作用，输出的电流为近似平滑的一条直 线。图中同时给出了变压器二次侧a相电流ia 的波形，该波形的特点是，在VT1处于通态的120°期间，ia为正，由于大电感的作用， ia波形的形状近似为一条直线，在 VT4处于通态的120°期间，ia波形 的形状也近似为一条直线，但为负值。3逆变逆变原理图如图12所示。三相交流电存储装BVT1 VT3 VT百VT4 VT6 VT2图12逆变原理图如图12所示，当电机M工作时，调节整流电路的触发角a使a<90°,这时候