no-8电力电子技术ch2可控整流电路双反星形

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电力电子技术

PowerElectronics任课教师：谢少军

课程组网站：南航电力电子课程组2

电力电子技术

PowerElectronics第二章可控整流电路3第三节三相桥式全控整流电路一.电路构成:（输出串联构成）4第三节三相桥式全控整流电路电感性负载α＝0ºα＝30ºα＝60ºα＝90º5第三节三相桥式全控整流电路电感性负载6由于输出电压Ud波形连续，负载电流波形也连续在一个周期内每个晶闸管导电120º，输出电压波形与电感性负载时相同控制角α≤60度电阻性负载第三节三相桥式全控整流电路7电流波形断续在一个周期内每个晶闸管导电120º－α每个晶闸管需导通两次（即需双脉冲或宽脉冲驱动）控制角α>60度第三节三相桥式全控整流电路8当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负载a≤60时）的平均值：

带电阻负载且a>60时，整流电压平均值：输出电流平均值：Id=Ud/R当α＝120º时，Ud＝0，控制角移相范围为120º第三节三相桥式全控整流电路9控制特性:Ud/U2l---

α2.34U2=1.35U2l第三节三相桥式全控整流电路10总结

三相桥式全控整流电路特点：（与三相半波电路相比）◆输出电压提高一倍（两组半波电路串联构成）

◆输出电压的脉动较小（6脉波）

◆变压器利用率高，无直流磁化问题

◆最常用（大容量负载供电，电力拖动系统）第三节三相桥式全控整流电路11第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路由两组共阴极三相半波可控整流电路组合而成（并联方式组合）电源变压器初级接成三角形，两组次级绕组都接成三相星形在两个中点之间，接有平衡电抗器LP一、电路构成:12两组次级绕组相位差180度--------双反星形电路每相是反星结构，磁芯内磁通方向相反，没有直流磁化问题有Lp后，负载电流由两组各分担一半电流仅流过一个SCR:适用于低电压高电流场合二、电路特点:第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路同名端！13双反星形电路中并联的两组三相半波电路输出整流电压互差60º在同一控制角下，虽然两组电压平均值相同，但瞬时电位不等第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路二、电路特点:14无Lp时的工作情况三、平衡电抗器的作用第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路15无Lp时的工作情况*六相半波可控整流电路*任一瞬间，只有相电压最高的那一相SCR可以触发导通*SCR最大导通角60度*每管平均电流为Id/6*ud为六相电压波形包络线三、平衡电抗器的作用第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路Ud=1.35U2（α=0时）缺点：SCR导通角小变压器利用率低;未达到并联目的16无Lp时的工作波形（六相半波可控整流电路）Ud=1.35U2（α=0时）缺点：SCR导通角小变压器利用率低未达到并联目的；很少采用第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路17补偿两组输出Ud1和Ud2的瞬时电压之差使二组晶闸管同时导电，并联向负载提供电流三、平衡电抗器的作用第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路18ωt1时刻

ua>uc'Id1上升平衡电抗器会产生？感应电势的作用？四、平衡电抗器的工作原理分析第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路SCR二端的电压？平衡电抗器总的感应电势等于两相电压瞬时值的差值负载上两端电压ud四、平衡电抗器的工作原理分析平衡电抗器的作用:使电压较高的相ua减小up／2，电压较低的相uc’增加up／2．使Ta和Tc’同时导通向负载供电第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路20ωt2:uc'

=ua

up=(ua-uc')=0Ta和Tc’继续同时导通四、平衡电抗器的工作原理分析第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路21ωt2之后

uc'

>ua

，up=(ua-uc')<0平衡电抗器上感应电势极性反向感应电动势方向决定了电流的变化方向id1减小，id2增大四、平衡电抗器的工作原理分析－+－+第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路22Ta,Tc’继续导通直到Ub>Ua时触发UbTb导通，Ta关断电流由a相换流到b相Tc’继续导通四、平衡电抗器的工作原理分析第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路23各个换流点类似三相半波整流电路分析TaTbTc的自然换相点Ta’Tb’Tc’的自然换相点四、平衡电抗器的工作原理分析c→aa→bb→cb’→c’c’→a’a’→b’第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路241电压关系分析：左边电路回路方程：右边电路回路方程：五、数量关系第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路25输出电压的波形：负载输出电压为两组输出电压的平均值如ωt1时，a相和c’相导通，输出为这两相平均值根据两组输出电压波形相加除2，即可得输出电压第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路26第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路27控制角α=60度和90度时ud波形(大电感负载)：与三相桥式一样电感性负载电流连续时，移相范围为90度，电阻性负载为120度（输出电压只有正半部分）第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路28输出电压的波形：输出电压仍为对应两组输出电压的平均值输出电压也即为对应两相的线电压的一半导通时序也仍为Uab/2,Uac/2,Ubc/2,Uba/2,Uca/2,Ucb/2只是对应的相位滞后一个控制角度第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路29谐波含量减小，最低次谐波为六次输出平均电压与三相半波整流相同（波形连续）带平衡电抗器的所以双反星结构等效于两组三相半波并联，输出电压平均值不变ud波形特点第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路302电流关系分析：感应电势产生环路电流：定义为iP对于瞬时电压高的支路：对于瞬时电压低的支路：当环流过大时，会只有单路供电第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路312电流关系分析：感应电势产生环路电流

第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路?变压器原边电流：32两个直流电源并联时，只有当电压平均值和瞬时值均相等时，才能使负载均流双反星形电路中，两组整流电压平均值相等，但瞬时值不等两个星形的中点O1和O2间的电压等于ud1和ud2之差。该电压加在Lp上，产生电流ip,它通过两组星形自成回路，不流到负载中去，称为环流或平衡电流电路工作小结第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路33考虑到ip后，每组三相半波承担的电流分别为1/2Id±ip。为了使两组电流尽可能平均，一般使Lp足够大，以便限制环流在负载额定电流的1%---2%以内。双反星形电路如不接Lp，即成为六相半波整流电路电路工作小结第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路34六、平衡电抗器的参数计算第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路35预备知识：付氏变换物理含义：若函数x(t)表示信号，t——时间。则X(f)表示信号的频谱，f——频率。

第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路36x(t)是以T为周期的矩形函数，则其付立叶级数表示为：基波（1次谐波）3次谐波5次谐波7次谐波……第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路37整流电压的谐波分析对于m相整流输出电路，一个输入周期内输出电压脉动m次利用傅立叶分解：输出电压可以分解出直流分量

各个高次谐波第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路38ud1和ud2输出电压ud六、平衡电抗器的参数计算第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路39Lp计算：关键是up以α=0时感应电势up的大小来估算up=ud1-ud2(波形如图所示)，up最低次谐波为3次平衡电抗器的参数计算由于uP主要谐波为三次，所以感抗为而最大环流为所以有：进一步化简：40

双反星整流电路的外特性如图当Id>Idmin时，两组三相半波电路同时并联供电当Id<Idmin时，单组供电(此时Ip=0.5Idmin)当α＝0时，Id=0时，Ud由1.17U2转化为1.35U2七、双反星整流电路的外特性第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路41※双反星形整流电路---由两组三相半波电路并联三相桥式电路---两组三相半波电路串联※电路的串联使输出电压提高，并联可使输出电流加大（用同容量SCR）※在大功率整流设备中常常把整流电路串并联连接以增大输出功率带平衡电抗器的双反星形整流电路总结第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路42

※两组三相半波电路双反星形并联工作，整流电压波形形状与六相的整流波形一样※整流电压的最低次谐波为六次。比三相半波好。※同时有两相导电，变压器不存在直流磁化。※与六相半波整流电路相比，变压器次级绕组利用率提高了一倍，故变压器容量比六相半波小。※每组三相半波整流电流是负载电流的50%。SCR选择和变压器次级绕组容量的确定按Id/2计算即可。大电感负载时IT=I2=0.289Id（是三相半波时的一半）带平衡电抗器的双反星形整流电路总结第五节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路43作业：

2-18注意：原边电流波形

44第六节十二相整流电路（多重化整流电路）一.两组三相桥串联组成的十二相整流电路45两组三相桥串联组成的十二相整流电路*整流变压器二次绕组分别采用星形和三角形接法构成线电压相位相差30度,

大小相等的两组电压,接到互相串联的两组整流桥.*输出电压在每个交流电源周期中脉动12次*应用:高电压(小电流)

供电质量高(低电压纹波)第六节十二相整流电路（