电力电子技术(第4版)第7讲 三相可控整流电路

1、 电力电子技术电力电子技术 2.2 2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路2.2.1 2.2.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路2.2.2 2.2.2 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 电力电子技术电力电子技术 交流侧由三相电源供电。交流侧由三相电源供电。负载容量较大，或要求直流电压脉动较小、负载容量较大，或要求直流电压脉动较小、容易滤波。容易滤波。基本的是三相半波可控整流电路，三相桥基本的是三相半波可控整流电路，三相桥式全控整流电路应用最广式全控整流电路应用最广 。 电力电子技术电力电子技术 三相电压介绍三相电压介绍ABCabc原边原边形接法形接法副边副边Y形接法形接法2

2、2sinauUt22sin(120 )buUt22sin(120 )cuUtabc2u2ut0图2.2.1三相电压图 电力电子技术电力电子技术 结论：三相半波结论：三相半波距距 离坐标原点为离坐标原点为30A AB BC C2.2.1 2.2.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路abcVT1VT2VT3Rd自然换相点自然换相点，二极管换相，二极管换相时刻为自然换相点，是各时刻为自然换相点，是各相晶闸管能触发导通的最相晶闸管能触发导通的最早时刻，将其作为计算各早时刻，将其作为计算各晶闸管触发角晶闸管触发角 的起点，的起点，即即 =0 。1. 1. 阻性负载阻性负载三相半波可控整流电路，三

3、相半波可控整流电路，对脉冲要求，一个周期需对脉冲要求，一个周期需三个脉冲，相邻脉冲间隔三个脉冲，相邻脉冲间隔120。 演示演示2utabc0图2.2.2三相半波可控整流电路图 、共阴极接法，、共阴极接法，阳极电位高者先导通阳极电位高者先导通1VT2VT3VT 电力电子技术电力电子技术 图2.2.3 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 b)c)d)e)f)u2Riduaubuc =0Ot1t2t3uGOudOOuabuacOiVT1uVT1ttttta) 电力电子技术电力电子技术 结论结论: : 30 时，负载端电时，负载端电压波形是断续的压波形是断续的dabcau

4、0 tabcaud0 t0 30时，负载端时，负载端电压波形是连续的电压波形是连续的图2.2.4 三相半波可控整流电路波形图 电力电子技术电力电子技术 =30u2uaubucOtOtOtOtOtuGuduabuact1iVT1uVT1uac图2.2.5三相半波可控整流电路，电阻负载， =30时的波形 电力电子技术电力电子技术 图2.2.6 三相半波可控整流电路，电阻负载，三相半波可控整流电路，电阻负载， =60=60 时的波形时的波形tttt =60u2uaubucOOOOuGudiVT1 电力电子技术电力电子技术 数量关系：数量关系： 当当 时时03013dTdddIIUIR5622632s

5、in()1.17cos2dUUtdtU30150当当 时时 22632sin()0.6751 cos(30)2dUUtdtU 电力电子技术电力电子技术 2 2 阻感性负载阻感性负载abcVT1VT2VT3RdLdVD图2.2.7 感性负载电路图 电力电子技术电力电子技术 阻感负载阻感负载图2.2.8 三相半波可控整流电路，阻感负载时的电路及 =60时的波形特点：阻感负载，L值很大，id波形基本平直。a30时：整流电压波形与电阻负载时相同。a30时（如a=60时的波形如图2-16所示）。u2过零时，VT1不关断，直到VT2的脉冲到来，才换流，ud波形中出现负的部分。id波形有一定的脉动，但为简化

6、分析及定量计算，可将id近似为一条水平线。阻感负载时的移相范围为90。udiauaubucibiciduacOtOtOOtOOttt 电力电子技术电力电子技术 数量关系数量关系由于负载电流连续， Ud可由下式求出，即21.17cosUUd变压器二次电流即晶闸管电流的有效值为晶闸管的额定电流为晶闸管最大正、反向电压峰值均为变压器二次线电压峰值三相半波的主要缺点在于其变压器二次电流中含有直流分量，为此其应用较少。ddVT2577. 031IIII（2-23）dVTVT(AV)368. 057. 1III（2-24）2RMFM45. 2UUU（2-25） 电力电子技术电力电子技术 2.2.2 2.2

7、.2 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路三相桥式应用最为广泛的整流电路三相桥式应用最为广泛的整流电路图2.2.9 三相桥式全控整流电路原理图共阴极组共阴极组阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1，VT3，VT5）共阳极组共阳极组阳极连接在一起的3个晶 闸 管 （ V T4，VT6，VT2）导通顺序：VT1VT2 VT3 VT4 VT5VT6 电力电子技术电力电子技术 1 1 带电阻负载时的工作情况带电阻负载时的工作情况当当 60 时，时，ud波形均连续，对于电阻负载，波形均连续，对于电阻负载，id波波形与形与ud波形形状一样，也连续波形形状一样，也连续 波形图波形图： =0 （图2.2.10

8、） =30 （图2.2.11） =60 （图2.2.12）当当 60 时，时，ud波形每波形每60中有一段为零，中有一段为零，ud波形不波形不能出现负值能出现负值 波形图：波形图： =90 （ 图2.2.13）带电阻负载时三相桥式全控整流电路带电阻负载时三相桥式全控整流电路 角的移相范角的移相范围是围是120 电力电子技术电力电子技术 晶闸管及输出整流电压的情况如表晶闸管及输出整流电压的情况如表2 21 1所示所示时 段IIIIIIIVVVI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udua-ub=uabua

9、-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb 请参照图请参照图2.2.92.2.9表表2 21 1 电力电子技术电力电子技术 对触发脉冲的要求：对触发脉冲的要求：按按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差的顺序，相位依次差6060 。共阴极共阴极组组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差的脉冲依次差120120 ，共阳，共阳极极组组VT4、VT6、VT2也依次差也依次差120120 。同一相的上下两个桥臂同一相的上下两个桥臂，即，即VT1与与VT4，VT3与与VT6，VT5与与VT2，脉冲相差，脉冲相差180180 。 三相桥式全

10、控整流电路的特点三相桥式全控整流电路的特点 2 2管同时通形成供电回路，管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各其中共阴极组和共阳极组各1 1，且不能为同，且不能为同1 1相器件。相器件。图2.2.14 电力电子技术电力电子技术 ud一周期脉动一周期脉动6 6次，每次脉动的波形都一样，故该电路次，每次脉动的波形都一样，故该电路为为6 6脉波整流电路。脉波整流电路。 需保证同时导通的需保证同时导通的2 2个晶闸管均有脉冲个晶闸管均有脉冲可采用两种方法：一种是宽脉冲触发可采用两种方法：一种是宽脉冲触发 一种是双脉冲触发（常用）一种是双脉冲触发（常用）=0晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，

11、晶闸管晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同。承受最大正、反向电压的关系也相同。 电力电子技术电力电子技术 2 2 阻感负载时的工作情况阻感负载时的工作情况 60 时时（ =0 图2.2.15； =30 图2.2.16）ud波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相似。波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相似。 各晶闸管的通断情况各晶闸管的通断情况 输出整流电压输出整流电压ud波形波形 晶闸管承受的电压波形晶闸管承受的电压波形主要主要包括包括 60 时（时（ =90 图2.2.17）阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同。阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同。

12、电阻负载时，电阻负载时，ud波形不会出现负的部分。波形不会出现负的部分。 阻感负载时，阻感负载时，ud波形会出现负的部分。波形会出现负的部分。带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的 角移相角移相范围为范围为9090 。 区别在于：得到的负载电流区别在于：得到的负载电流id波形不同波形不同。 当电感足够大的时候，当电感足够大的时候， id的波形可近似为一条水平线。的波形可近似为一条水平线。演示 电力电子技术电力电子技术 3 3 数量关系数量关系当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负载负载 6060 时）的平

13、均值为：时）的平均值为： 带电阻负载且带电阻负载且 6060 时，整流电压平均值为：时，整流电压平均值为：输出电流平均值为输出电流平均值为 ：Id=Ud /R22336sin()2.341cos()3UUtdtUd2322316sin()2.34cos3UtdtU 电力电子技术电力电子技术 当整流变压器为图当整流变压器为图2-172-17中所示采用星形接法，带阻感负中所示采用星形接法，带阻感负载时，变压器二次侧电流波形如图载时，变压器二次侧电流波形如图2-232-23中所示，其有效中所示，其有效值为：值为：2221222()0.8162333IIIII dddd晶闸管电压、电流等的定量分析与三

14、相半波时一致。晶闸管电压、电流等的定量分析与三相半波时一致。接反电势阻感负载时，在负载电流连续的情况下，电路接反电势阻感负载时，在负载电流连续的情况下，电路工作情况与电感性负载时相似，电路中各处电压、电流工作情况与电感性负载时相似，电路中各处电压、电流波形均相同。波形均相同。仅在计算仅在计算I Id d时有所不同，接反电势阻感负载时的时有所不同，接反电势阻感负载时的I Id d为：为：UEIRdd式中式中R和和E分别为负载中的电阻值和反电动势的值。分别为负载中的电阻值和反电动势的值。 电力电子技术电力电子技术 图3.13 三相半波可控整流电路，电阻负载， =30时的波形 =30u2uaubuc

15、OtOtOtOtOtuGuduabuact1iVT1uVT1uac 电力电子技术电力电子技术 图3.14 三相半波可控整流电路，电阻负载， =60时的波形tttt =60u2uaubucOOOOuGudiVT1 电力电子技术电力电子技术 图2.2.10 三相桥式全控整流电路带电阻负载 =0时的波形u2ud1ud2u2Luduabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuaucubt1OtOtOtOt = 0iVT1uVT1返回 电力电子技术电力电子技术 图2.2.11 三相桥式全控整流电路带电阻负载 = 30 时的波形ud1ud2

16、= 30iaOtOtOtOtuduabuacuaubuct1uabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuVT1返回 电力电子技术电力电子技术 图2.2.12 三相桥式全控整流电路带电阻负载 6 时的波形 = 60ud1ud2uduacuacuabuabuacubcubaucaucbuabuacuaubucOtt1OtOtuVT1返回 电力电子技术电力电子技术 图2.2.13 三相桥式全控整流电路带电阻负载 = 90 时的波形ud1ud2uduaubucuaubtOtOtOtOtOiaiduabuacubcubaucaucbuabuacubcubaiVT1返回 电力电子技术电力电子技术 图2.2.15 三相桥式全控整流电路带阻感负载 = 0 时的波形ud1u2ud2u2LudidtOtOtOtOua