重大电力电子三相整流

1、三相可控整流电路交流测由三相电源供电负载容量较大，或要求直流电压脉动较小、易滤波时用。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 。2.2三相半波可控整流电路1. 电阻负载电路的特点：变压器二次侧接成星形得到零线，而一次侧接成三角形避免3次谐波流入电网。三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，其阴极连接在一起共阴极接法 。图2-12 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 2.2.1自然换相点：假设将电路中的晶闸管换作二极管，成为三相半波不可控整流电路。 一周期中，在wt1wt2期间， VD1导通，ud=ua 在wt2wt3期间， VD2导通，ud=ub

2、 在wt3 wt4期间， VD3导通，ud=uc二极管换相时刻为自然换相点，是各相晶闸管能触发导通的最早时刻，将其作为计算各晶闸管触发角的起点，即 =0。图2-12 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 三相半波可控整流电路2.2.1 =0时的工作原理分析变压器二次侧a相绕组和晶闸管VT1的电流波形，变压器二次绕组电流有直流分量。晶闸管的电压波形，由3段组成：第1段，VT1导通期间，为一管压降，可近似为uT1=0。第2段，在VT1关断后，VT2导通期间，uT1=ua-ub=uab，为一段线电压。第3段，在VT3导通期间，uT1=ua-uc=uac为另一段线电压。a=

3、30时的波形（图2-13 ） 负载电流处于连续和断续之间的临界状态。a30的情况（图2-14 ） 特点：负载电流断续，晶闸管导通角小于120 。 动画演示三相半波可控整流电路2.2.1整流电压平均值的计算 （1） 30时，负载电流连续，有： 当 =0时，Ud最大，为 （2） 30时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有： （2-18）(2-19)三相半波可控整流电路2.2.1Ud/U2随变化的规律如图2-15中的曲线1所示。图2-15 三相半波可控整流电路Ud/U2随变化的关系1电阻负载 2电感负载 3电阻电感负载三相半波可控整流电路2.2.1 负载电流平均值为 （2-20） 晶闸管承受的最

4、大反向电压，为变压器二次线电压峰值，即 （2-21）晶闸管阳极与阴极间的最大正向电压等于变压器二次相电压的峰值，即 （2-22）三相半波可控整流电路2.2.12. 阻感负载特点：阻感负载，L值很大，id波形基本平直。 30时：整流电压波形与电阻负载时相同。 30时（如 =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，由VT2导通向负载供电，同时向VT1施加反压使其关断ud波形中出现负的部分。id波形有一定的脉动，但为简化分析及定量计算，可将id近似为一条水平线。阻感负载时的移相范围为90。图2-16 三相半波可控整流电路，阻感负载时的电路及a =60时

5、的波形 动画演示三相半波可控整流电路2.2.1数量关系由于负载电流连续， Ud可由式（218）求出，即Ud/U2与 成余弦关系，如图2-15中的曲线2所示。如果负载中的电感量不是很大，则当 30后，ud中负的部分减少， Ud略为增加，Ud/U2与a的关系将介于曲线1和2之间，曲线3给出了这种情况的一个例子。图2-15 三相半波可控整流电路Ud/U2随a变化的关系1电阻负载 2电感负载 3电阻电感负载三相半波可控整流电路2.2.1变压器二次电流即晶闸管电流的有效值为 （2-23）晶闸管的额定电流为 （2-24）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

6、流中含有直流分量，为此其应用较少。（2-25）三相半波可控整流电路2.2.1三相桥式全控整流电路三相桥是应用最为广泛的整流电路共阴极组阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1，VT3，VT5）共阳极组阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4，VT6，VT2）图2-17 三相桥式全控整流电路原理图导通顺序： VT1VT2 VT3 VT4 VT5VT62.2.2带电阻负载时的工作情况当 60时，ud波形均连续，对于电阻负载，id波形与ud波形形状一样，也连续 波形图： =0 （图218 ） =30 （图219） =60 （图220）当 60时，ud波形每60中有一段为零，ud波形不能出现负值 波形图： =90

7、 （ 图221）带电阻负载时三相桥式全控整流电路角的移相范围是120 动画演示三相桥式全控整流电路2.2.2晶闸管及输出整流电压的情况如表21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-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb三相桥式全控整流电路2.2.2 请参照图218三相桥式全控整流电路的特点（1）2管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各1，且不能为同1相器件。（2）对触发脉冲的要求：按VT1-V

8、T2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60。共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120。同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180。三相桥式全控整流电路2.2.2 （3）ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样， 故该电路为6脉波整流电路。 （4）需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲可采用两种方法：一种是宽脉冲触发 另一种是双脉冲触发（常用） （5）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。三相桥式全控整流电路2.2.22阻感负载时的工作情况 60

9、时（ =0 图222； =30 图223）ud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 输出整流电压ud波形 晶闸管承受的电压波形区别在于：得到的负载电流id波形不同。 当电感足够大的时候， id的波形可近似为一条水平线。 60时（ =90图224）阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同。 电阻负载时，ud波形不会出现负的部分 阻感负载时，ud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角移相范围为90 。主要包括 动画演示三相桥式全控整流电路2.2.23定量分析当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负载 60时）的平均值为： 带电阻负载且 60时，整流

10、电压平均值为： 输出电流平均值为 ：Id=Ud /R（2-26）（2-27）三相桥式全控整流电路2.2.23定量分析当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负载 60时）的平均值为： 带电阻负载且 60时，整流电压平均值为： 输出电流平均值为 ：Id=Ud /R（2-26）（2-27）三相桥式全控整流电路2.2.2The end单相半波可控整流电路及波形图2-1带阻感负载的单相半波电路及其波形图2-2单相半波可控整流电路的分段线性等效电路a)VT处于关断状态 b) VT处于导通状态 图2-3单相半波带阻感负载有续流二极管的电路及波形图2-4单相全控桥式带电阻负载时的电路及波形图2-5单相

11、全控桥带阻感负载时的电路及波形 图2-6单相桥式全控整流电路接反电动势电阻负载时的电路及波形 图2-7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图2-8单相全波可控整流电路及波形图2-9单相桥式半控整流电路，有续流二极管，阻感负载时的电路及波形图2-10单相桥式半控整流电路的另一接法图2-11三相半波可控整流电路共阴极接法电阻负载时的电路及 =0时的波形 图2-12三相半波可控整流电路，电阻负载， =30时的波形图2-13三相半波可控整流电路，电阻负载， =60时的波形图2-14三相半波可控整流电路Ud/U2与a的关系图2-15三相半波可控整流电路，阻感负载时的电路及 =60时的波形图2-16三相桥式全控整流电路原理图图2-17三相桥式全控整流电路带电阻负载 =