三相桥式全控整流电路分析

1、三相桥式全控整流电路分析一、三相桥式全控整流电路分析三相桥式全控整流电路原理图如图所示。三相桥式全控整流电路是由三相半波可控整流电路演变而来的，它由三相半波共阴极接法(VT1, VT3, VT5)和三相半波共阳极接法(VT1, VT6, VT2)的串联组合。其工作特点是任何时刻都有不同组别的两只晶闸管同时导通，构成电流通路，因此为保证电路启动或电流断续后能正常导通，必须对不同组别应到导通 的一对晶闸管同时加触发脉冲，所以触发脉冲的宽度应大于九/3的宽脉冲。宽脉冲触发要求触发功率大，易使脉冲变压器饱和，所以可以采用脉冲列代替 双窄脉冲；每隔冗/ 3换相一次，换相过程在共阴极组和共阳极组轮流进行，

2、 但只在同一组别中换相。接线图中晶闸管的编号方法使每个周期内6个管子的组合导通顺序是 VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VTG共阴极组T1, T3, T5的脉冲依次 相差2冗/3;同一相的上下两个桥臂，即 VT1和VT4, VT3和VT6, VT5和VT2 的脉冲相差冗，给分析带来了方便；当a =0时，输出电压Ud一周期内的波形 是6个线电压的包络线。所以输出脉动直流电压频率是电源频率的6倍，比三相半波电路高l倍，脉动减小，而且每次脉动的波形都一样，故该电路又可称 为6脉动整流电路。在第（1）段期间，a相电压最高，而共阴极组的晶闸管 VT1被触发导通，b 相电位最低，所以供阳极组的晶闸管

3、 KP6被触发导通。这时电流由a相经VT1 流向负载，再经VT6流入b相。变压器a、b两相工作，共阴极组的a相电流为 正，共阳极组的b相电流为负。加在负载上的整流电压为 ud=ua-ub=uab经过60。后进入第（2）段时期。这时a相电位仍然最高，晶闸管 VTl继续 导通，但是c相电位却变成最低，当经过自然换相点时触发c相晶闸管VT2,电流即从b相换到c相，VT6承受反向电压而关断。这时电流由 a相流出经 VTl、负载、VT2流回电源c相。变压器a、c两相工作。这时a相电流为正，c 相电流为负。在负载上的电压为 ud=ua-uc=uac再经过60 ,进入第（3）段时期。这时b相电位最高，共阴极

4、组在经过 自然换相点时，触发导通晶闸管 VT3,电流即从a相换到b相，c相品闸管VT2 因电位仍然最低而继续导通。此时变压器 bc两相工作，在负载上的电压为 ud=ub-uc=ubc余相依此类推。仿真实验“alpha_deg”是移相控制角信号输入端，通过设置输入信号给它的常数模块 参数便可以得到不同的触发角a ,从而产生给出间隔60度的双脉冲。二、MATLA防真（1） MATLAB simulink 模型如图(2)参数设置电源参数设置：电压设置为380V,频率设为50Hz。注意初相角的设置，a相电压设为0, b相电压设为-120, a相电压设为-240。国” 1 ri.r4炸f 4._ *川广

5、押二的甘M V<ata Sowce (fiaEt(ILniJ厘良1 Sinusoidal AC网1七加鸵 目Old地&Paranc-ttrs LOBKl FLtw了 亳 3上-WlStUMfe (VJ|Z 区收聿 咐m4rWK AC VollfQt 9rOM4lXK VMt片段 SO# (DJdliJ (L1A1)Idftl dlrud】*l 就 vtiia&e也P-arane-ters Load FlowPeai Jittillfude (V)33S0国)rtuje (deg) s PtuMe Cdedl i0I1-1201PrequeiKT (Rz);KTMMSfl” CHz) 5iI

6、fiC1fuplg t tue;砧M.噌HUMIo 11。1M49Urfl4OtS |Nm*|旭咫S蚯时1.依Nztie*欧CjnwriBripar融:l，arpItAT VdI tase Saurae11 Ink)deal sinusoidal M V口 1 匕扣 source.OK Uanml tfelp负载参数设置：电阻负载：电阻设为 100Q,电感设为0,电容设为0阻感负载：电阻设为100Q,电感设为10H,电容设为0Block Parameters: Series RLC BranchXSeries RLC Orandh (mask) (link)八ImcTlenients a se

7、ries branch of RLC elements. Jse the tramlh type paraneter to add or renoiye elements from the brandrPr watersBranch type; RLCRMtstanjce (Ouk): |kxj BtiFans GO: g Sat th* Ini tlial Inductor currentCapacltacce (F):I 口一二后白t th士 Initial cspiclto* Mltage MeasjtcmentE Ng。YOK -| Cancel Help同步6脉冲发生器：频率设为50

8、Hz,脉冲宽度为1度，选择双脉冲触发方leters: Synchronized 6-Pndse Gener.-B XSynchroni sed t-pulsB iwatcr (usk) Cllric)Use thi弓 block tc fire the & thyristors af a El口ul宫里 converter. Tt*； oiLtpul 】s 社 vector cf 6 口uLj叱3 (0-1h irKilulduul*y iyncluiofiL-(j,i on th* ? corrnutatlon voltigF. Pulses gereratad alpha defrws a

9、fter ths incraaaing zero-crossings of ttw comnutation Tultages;Frejutnc cf syr.cbrcrl -it.i Tilta5er TiY* : |50Pulse wldtti (desreesi :liHDouble pulsLneUniversal bridge 的结构如下QI jfQ3jfQ5 jf“alpha_deg”是移相控制角信号输入端，通过设置输入信号给它的常数模 块参数便可后马到不同的触发角a ,从而产生给出间隔60度的双脉冲。（3）实验记录三项桥式全控整流电路的电阻负载（电阻设为100 Q,电感设为0,电容

10、设为0）电阻负载a =0度（左边从上到下依次为三相交流源电压（红黄蓝依次为三项电 源的电压），变压器二次电流（红黄蓝依次为Ia, Ib, Ic）,晶闸管VT1的电 压，输出整流电压Ud （通过负载电压），输出整流电流（通过负载电流） Id）电阻负载a =30度（左边从上到下依次为三相交流源电压（红黄蓝依次为三项电 源的电压），变压器二次电流（红黄蓝依次为Ia, Ib, Ic）,晶闸管VT1的电 压，输出整流电压Ud （通过负载电压），输出整流电流（通过负载电流） Id）电阻负载a =60度（左边从上到下依次为三相交流源电压（红黄蓝依次为三项电 源的电压），变压器二次电流（红黄蓝依次为Ia, I

11、b, Ic）,晶闸管VT1的电 压，输出整流电压Ud （通过负载电压），输出整流电流（通过负载电流） Id）电阻负载a =90度（左边从上到下依次为三相交流源电压（红黄蓝依次为三项电 源的电压），变压器二次电流（红黄蓝依次为Ia, Ib, Ic）,晶闸管VT1的电 压，输出整流电压Ud （通过负载电压），输出整流电流（通过负载电流） Id）三项桥式全控整流电路的阻感负载（电阻设为100Q,电感设为10H,电容设为0）电阻负载a =0度（左边从上到下依次为三相交流源电压（红黄蓝依次为三项电 源的电压），变压器二次电流（红黄蓝依次为Ia, Ib, Ic）,晶闸管VT1的电 压，输出整流电压Ud （

12、通过负载电压），输出整流电流（通过负载电流） Id）电阻负载a =30度（左边从上到下依次为三相交流源电压（红黄蓝依次为三项电 源的电压），变压器二次电流（红黄蓝依次为Ia, Ib, Ic）,晶闸管VT1的电 压，输出整流电压Ud （通过负载电压），输出整流电流（通过负载电流） Id）电阻负载a =60度（左边从上到下依次为三相交流源电压（红黄蓝依次为三项电 源的电压），变压器二次电流（红黄蓝依次为Ia, Ib, Ic）,晶闸管VT1的电 压，输出整流电压Ud （通过负载电压），输出整流电流（通过负载电流） Id）* 1(:品nL Si- t St - 也*- 1f 由mmn电阻负载a =90

13、度（左边从上到下依次为三相交流源电压（红黄蓝依次为三项电 源的电压），变压器二次电流（红黄蓝依次为Ia, Ib, Ic）,晶闸管VT1的电 压，输出整流电压Ud （通过负载电压），输出整流电流（通过负载电流） Id）三、仿真结果分析由仿真图结合理论分析可知，上述波型图是正确的。理论与仿真两相验 证。 通过以上的波型图，我们可以得出以下结论：1、对于纯电阻性负载，当触发角小于等于 90时，Ud波形均为正值，直 流电流Id与Ud成正比，并且电阻为1欧姆，所以直流电流波形和直流电压一 样。随着触发角增大，在电压反向后管子即关断，所以晶闸管的正向导通时间 减少，对应着输出平均电压逐渐减小，并且当触发角

14、大于60后Ud波形出现断续。而随着触发角的持续增大，输出电压急剧减小，最后在120。时几乎趋近于0o对于晶闸管来说，在整流工作状态下其所承受的为反向阻断电压。移 相范围是0120。2、对于阻感性的负载，当触发角小于 60时，整流输出电压波形与纯阻 性负载时基本相同，所不同的是，阻感性负载直流侧电流由于有电感的滤波作 用而不会发生急剧的变化，输出波形较为平稳。而当触发角大于等于60小于90时，由于电感的作用，延长了管子的导通时间，使Ud波形出现负值，而不会出现断续，所以直流侧输出电压会减小，但是由于正面积仍然大于负面 积，这时直流平均电压仍为正值。当触发角大于 90时，由于id太小，品闸管 无法再导通，输出几乎为0o工作在整流状态，晶闸管所承受的电压主要为反 向阻断电压。移相范围为090。电感能够使电流输出平稳；在没有续流二极管 的情况下，品闸管的导通时间得到延长，而当加入续流二极管后，电流通过二 极管续流，二极管续流功率损失较小，这时输出电流相对于来说就比不加续流 二极管时要小，而输出电压相对来说却要大些。3、对于反电动势负载，由于有反电动势的作用，直流侧输出电压相对于之 前，会在原来的基础上减去一个反电动势输出，