三相桥式整流(1)(精)

1、关键词：三相、相控整流概述AC / DC变换电路是能够直接将交流电能转换 为直流电能的电路，泛琳泛琳整流电路。整流电路。一、整流电路的分类:自本世纪20年代迄今已经历了以下几个发展阶段： 第一阶段：旋转式变流机组（电动机-发电机 组）；第二阶段:第三阶段:静止式离子整流器；静止式半导体整流器;J低频整流电路i高频整流电路旋转式变流机组和静止式离子整流器的技术经济性能均不 及半导体整流器，因而在世界范围内已为后者所取代。静止式半导体整流器，按照电路中变流器件的开关频率不同，所有的半导体变流电路可划分力低频和高频两大类。A 对于整流电路而言，前者是指传统相控式整流电路，是所 有半导体变流电路中历史

2、最久，技术最成熟，应用也最广 泛的一种电路，后者是指最近才发展起來的斩控式（PWM）整流电路， 是所有半导体变流电路中历史最短的一种电路，是斩波控 制方式和高频自关断器件发展的技术产物。整流电路的分类零式电路单相电路技电网相数丿三相电路多栢电路侨式电路车桥电路 全桥电路按变压器二次测电流的方向单拍电路：方向是单向的 双拍电路：方向是双向的竺流电路不可控电路半控电路单象限电路 多象尿电路按锻出电压的可控性或按袒成器件全控电路丄按器件开J低频电路 （高频电路相控式电路按控用方式斩控:三相全桥的特点:-应用最为广泛.-三相桥式全控整流电路与三相半波电路相比,输山整流电压提高一倍，输出电压的脉动较小、

3、 变压器利用率高且无直流磁化问题。控时间只为三相半波电路的一半，故控制快速性较好，因而在大容量负载供电、电力拖动控制系统等方面获得广泛的应用。、共阴极三相半波可控整流电路(-)电阻负载1电路图319三相半波可控整流电路 三相由于在整流装置中,三相桥电路晶闸管的最大图3 19三相半波半波可控整流电路如图3- 19所示。为得到零线，变压器 二次侧必须接成星形，而一次 侧为避免3次谐波流入电源接成 三角形。三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，它们的阴极连 接在一起，称为共阴极接法、这种接法触发电路有公共端，连线方便。二、 共阳极三相半波可控整流电路:电路共阳极电路，即将三个晶 闸管的阳极连在一起，

4、其 阴极分别接变压器三相绕 组，变作器的零线作为输 出电压的正端，晶闸管共 阳根端作为输出电压的负 端，如图226所示。这种共阳极电路接法，对 于螺栓型晶闸管的阳根可 以共用散热器，使装置结 构简化；但三个触发器的 输出必须彼此绝缘。VTVgVT；d,R/2mR/2AF |VT|豔 JVT,、区卑養串拿S路3議极fens。期餐路示阴蚤所W曹17相翕2-芻欝图如S1 f丄的绕i级復屠次S1命果 sawas#R LVT)VT2VT3图326三相半波可控幣流电路由于三相桥式整流电路是两组三相半波整流电路的串联,因此输出电压是三相半波的两倍。当输出电流连续时：U=2x1.17t/2cos a = 2.

5、34（厶cos a住由于变压器规格并末改变，整流电压却比三相半波时大一 倍，因此输出功率加大一倍。变压器利用率提高了，而晶 闸管的电流定额不变。在输出整流电压相同的情况下，三 相桥式晶闸管的电压定额可以比三相半波电路的晶闸管低 半。共阴极纽阴极连接在 起的3个晶闸管(VTnVT3,VT5)；共阳极组阳极连接在 一起的3个晶闸管(VT4,VT6,VT2)；请注意编号顺序：J 3.5和4、6、2,般不特别 说明，均采用这样的编号 顺序。由于零线平均电流为零， 所以可以不用零线。对于每相二次电源来说， 个工作周期中，即有正 电流，也有负电流，所以 不存在直流磁化问题，提 高了绕组利用率。VT4VT6

6、VT2d2图2J7三相桥式全控整流电路原理图VT1VT3(-)带电阻负载时的工作情况1工作原理和波形分析:对于共阴极组的3个晶闸管，阳 极所接交流电压值最大的一个导 通；对于共阳极组的3个晶闸管，阴 极所接交流电压值最低(或者说 负得最多)的导通；任意时刻共阳极组和共阴极组中 各有1个SCR处于导通状态。其 余的SCR均处于关断状态。触发角Q的起点，仍然是从自然A 从线电压波形看，/为线电压中最大的一个，因此 &波形为线电压的包络线。表31三相桥式全控整流电路电阻负载Q =0。时晶闸管工作情况时段IIIIIIIVVVI共阴极组中导通 的晶闸管VTVT|PvT3VT3VT5VT5共阳极组

7、中导通 的晶闸管VT6VT?厶VT2VT4VT4VT6整流输出电压叫Wa-Mb叫叫Wb-MaVMb=%=%-=ca=Mcb(1) a=0时的情况 /、/.1i1p ；1/ i/M/M/!/ i/ !/*术去A菽力.m，I /1，I /1 / 八?zi X1? A1 A y 1/./；/!/?小/y；i /；/i /H、j晶闸管起始导通时刻推迟了30。，组成仏的每一段线电 压因此推迟30。；从3匚开始把一周期等分为6段，仏波形仍由6段线电压 构成，每一段导通晶闸管的编号等仍符合表的规律;变压器二次侧电流ia波形的特点：在VT处于通态的120。期间，ia为正，ia波形的形状与同时段的仏波形相 同，

8、在VJ处于通态的论0。期间，ia波形的形状也与同 时段的虫波形相同，但为负值。4) Q =60。时工作情况 5 波形中每段线电“ 压的波形继续后移，二Ud平均值继续降低。:O=60。时Ud出现为 打 零的点。(因为在该点处，计 线电压为零)77动画a= 00:当QS60叩寸，波形均连续，对于电阻负 载，id波形与波形一样，也连续；:当a 60时，波形每60。中有一段为零， 仏波形不能出现负值；:带电阻负载时三相桥式全控整流电路Q角的移相范围是120。图3325）当a 60时，如Q=90。时电阻负载情况下的工作波形 如图3-32所示：O1/ /三相桥式全控整流 电路带电阻负载a =90。时的波形

9、6）2。危ffiKW由于a=60是输出电压Ud波形连续和断续的分界点，输出 电压平均值应分两中情况计算:a60I 5用Ud=-L6y/6U sin(a)t + -)d(cot) = 2.34641 + cos( + a)龙/3寸“63（二）阻感负载时的工作情况三相桥式全控整流电路大多用于向阻感负载和反电动势阻感负载供电 （即用于 直流电机传动） ，下面主要分析阻感负载时的情况，对于带反电动势阻感 负载的情况，只需在阻感负载的基础上掌握其特点，即可把握其工作情况1工作原理及波形分析1）a 60。时心电感性负载时的工作情况- 与电阻负载时不同，电阻 负载时 5 波形不会出现负 的部分，而电感性负载

10、时， 由于电感L的作用，波 形会出现负的部分；呵A 带电感性负载时，三相桥 式全控整流电路的Q角移 相范围为90。因为在a= 90时，Ud波形上下对称，平均值为零。图3 35三相桥式榕流电路 带电感性负载，a =90时的波形动画7C_C7d= CA/67Osincotd(r) =2.34带电阻负载且a 60。时，整流电压平均值为：dVT：有效值:y/d=0.82 _(5)功率因数23E式中R和E分别为负载中的电阻值和反电动势的值2RijR晶闸管电压、电流等的定量分析与三相半波时一致。三相桥式全控整流电路接反电势电感性负载时，在负载电感足够大足以使负载电流连续的情况下，电路工作情况与电感性负载时

11、相似电路中各处电压、电流波形均相同，仅在计算时有所不同，接反电势电感性负载时的 5为：T g 3/紀图2-1单相半波可控整流电路及波形(1)在 6 的正半周，VT承受正向电压，03t1期 间，无触发脉冲，VT处于 正向阻断状态，UVT=U2，ud=0；(2)3t1以后，VT由于触 发脉冲UG的作用而导通， 则Ud=U2, UVT=OJd=U2/R,直到TT时刻；(3)TT2TT期间，6 反 向，VT由于承受反向电压 而关断,UVT=U2,Ud=0o以后不断重复以上过程。图2 2带电感性负载的单相半波电路及其波形图2 4带续流二极管单相半波可控整流电路及波形图2-5单相桥式全控整流电路图（纯电阻

12、负载）a)图2-6单相全控桥带电感性负载时的电路及波形图2 7带反电动势单相桥式全控整流电路图及波形a)b)inoZU77rjcccr/Icer图2 8单相桥式全控整流电路带反电动势负载串平波电抗器，电流连续的临界情况u图210单相桥式半控整流电路，有续流二极管，电感性负载时的电路及波形a)Nthz/.iZS gu-ol“小O11111 1 11k11111/dII17 匕1 /d 1 II I: :1矗r穴一 cii/.ii er !: i-i: i- -CVIV丄/.I111一1drnLILIgii a yi / iiii &II1dlI11-L1-H- H-rsj图2笛 单相桥式

13、半控整流电路的另一接法T图2 10带续流二极管单相桥式半控整流电路波形图图2 9单相全波可控整流电路及波形a)b)图2J2三相半波可控整流电路共阴极接法电阻负载时的电路及a=0。时的波形0)图2-12三相半波可控整流电路的波形图2-13三相半波可控整流电路，电阻负载，a=30时的波形0)OOCDOUV图4三相半波可控整流电路，电阻负载，a =60。时的波形图2 15三相半波可控整流电路U/U2与u的关系1.2oc/()图2-17三相桥式全控整流电路原理图VVVT.d.图2VT4VT6VT2d2wdT图2 18三相桥式全控整流电路带电阻负载a =0。时的波形表2 1三相桥式全控整流电路电阻负载Q

14、=0。时晶闸管工作情况时段IIIIIIIVVVI共阴极组中导 通的晶闸管VT|VTVT3VT3|VT5VT5%共阳极组中导 通的晶闸管VT6VT,厶VT2VT4VT4VT6整流输出电压叫Wb-WaWc-Wb=WabUc=Wbc=Wba=Wca=Wcb图2 19三相桥式全控整流电路带电阻负载a =30。时的波形图2-20三相桥式全控整流电路带电阻负载a =60。时的波形J b:K /wvn图2 21三相桥式全控整流电路带电阻负载Q =90。时的波形图2-22三相桥式全控整流电路带电感性负载a =0。时的波形a=O。叫你z/1/ /;/|、门O 1 / 、| / | /； 、i /；、 / ； J =1玄1玄 乂 VI叫b % I 5“ Iz I I心;%I I I小zi爪/%不、7八、环八 /、门V!/；/； /： /； /