三相整流电路

第二章整流电路三相可控整流电路引入三相整流电路的原因单相整流电路器件少、线路简单但其输出电压脉动较大，且会引起电网三相不平衡，多用于小容量设备。三相AC/DC具有比单相AC/DC更优越的性能,输出电压高且脉动较小,脉动频率高，动态响应快，负载容量较大。在中、大功率领域中获得广泛的应用。三相半波可控整流电路是其他各种多相整流电路的基础，其他各种多相整流电路都可以认为是由各个三相半波可控整流电路波形叠加而成。其他整流电路还有三相桥式全控整流电路大功率整流电路三相可控整流电路也称三相零式可控整流电路。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，减少谐波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。便于安排有公共线的触发电路。也有三相半波共阳极组整流电路，是将阳极连接在一起——共阳极接法。需要掌握的内容

输出整流电压、电流波形的分析用波形推导出的输出整流电压平均值与控制角关系的函数表达式由于整流电路负载不同，函数表达式的相同与不同之处电阻负载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此时，相电压最大的一相所对应的二极管导通，并电路的一个区别，即三相电路触发角的起点，是以使另两相的二极管承受反压关断，输出整流电压即为该相的相电压一周期中，在ωt1~ωt2期间，VD1导通，ud=ua

在ωt2~ωt3期间，VD2导通，ud=ub

在ωt3~ωt4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α的起点，即α=0

这是三相电路和电路的一个区别，即三相电路触发角的起点是以自然换相点来计算的，而不是以过零点自然换相点：是三个相电压的交点由变压器二次侧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，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-ub=uab为另一段线电压；增大α值,将脉冲后移,整流电路的工作波形相应地发生变化。α=30时的波形负载电流处于连续和断续之间的临界状态。

特点：在ωt1＝120时刻，Ub开始>Ua，此时VT2承受正压，但由于没有触发脉冲，所以仍旧处于关断状态，隔断b相电压，从而使a相的VT1继续导通，直

至VT2触发脉冲的到来。晶闸管导通角等于120

α

>30的情况特点：负载电流断续，晶闸管导通角小于120。请同学们分析电阻负载时α角的移相范围？可以这样分析：其实三相半波电路，相当于三个单相半波电路的并联。对于单相电路，移相范围为1800。由于三相电路移相范围的起点从换相点开始计算，所以为150。α≤30时，负载电流连续，有当α=0时，Ud最大α>30时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有负载电流平均值为晶闸管承受的最大反向电压，为变压器二次线电压峰值由于晶闸管阴极与零点间的电压即为整流输出电压ud，其最小值为零，而晶闸管阳极与零点间的最高电压等于变压器二次相电压的峰值，因此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，即电感性负载特点：L值很大，id波形基本平直α≤30时：整流电压波形与电阻负载时相同α>30时（如α=60时的波形）ua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。电感性负载时，α的移相范围为90

原因是由于当α≥90时，Ud的波形正负对称，平均值为0，失去意义。所以α的移相范围为90。请同学们自己完成α＝90时的工作波形。基本参数计算直流输出电压平均值Ud：变压器二次电流即晶闸管电流的有效值为

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桥式全控整流电路（三相全桥）三相全桥的特点应用最为广泛；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）；请注意编号顺序：1、3、5和4、6、2，一般不特别说明，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。带电阻负载时的工作情况1)α=0时的情况对于共阴极阻的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α的起点，仍然是从自然换相点开始计算，注意正负方向均有自然换相点。从线电压波形看，

ud为线电压中最大的一个，因此ud波形为线电压的包络线。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的特点：（1)两个SCR同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各有一个SCR导通，且不能为同相的两个SCR（否则没有输出）。（2）对触发脉冲的要求：按VT1-VT2-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

(3)ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，所以三相全桥电路称为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.另一种是双脉冲触发（常用）：在Ud的六个时间段，均给应该导通的SCR提供触发脉冲，而不管其原来是否导通。所以每隔600就需要提供两个触发脉冲。实际提供脉冲的顺序为：1,2-2,3-3,4-4,5-5,6-6,1-1,2，不断重复。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为：α=30时的工作情况(波形图）晶闸管起始导通时刻推迟了30，组成ud的每一段线电压因此推迟30；从ωt1开始把一周期等分为6段，ud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2-1的规律；变压器二次侧电流iu波形的特点：在VT1处于通态的120期间，iu为正，iu波形的形状与同时段的ud波形相同，在VT4处于通态的120期间，iu波形的形状也与同时段的ud波形相同，但为负值α=60时工作情况ud波形中每段线电压的波形继续后移，ud平均值继续降低。α=60时ud出现为零的点。

（因为在该点处，线电压为零）当α>60时，如α=90时电阻负载情况下的工作波形如图2-21所示：小结当α≤60时，ud波形均连续，对于电阻负载，id波形与ud波形一样，也连续；当α>60时，ud波形每60中有一段为零，ud波形不能出现负值；带电阻负载时三相桥式全控整流电路α角的移相范围是120电感性负载时的工作情况1)α≤60时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等都一样；区别在于：由于负载不同，同样的整流输出电压加到负载上，得到的负载电流id波形不同。电感性负载时，由于电感的作用，使得负载电流波形变得平直，当电感足够大的时候，负载电流的波形可近似为一条水平线。α>60时电感性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，而电感性负载时，由于电感L的作用，ud波形会出现负的部分；带电感性负载时，三相桥式全控整流电路的α角移相范围为90。因为在α＝90时，Ud波形上下对称，平均值为零。基本参数关系当整流输出电压连续时（即带电感性负载时，或带电阻负载α≤60时）的平均值为：带电阻负载且α>60时，整流电压平均值为：当整流变压器为图2-17中所示采用星形接法，带电感性负载时，变压器二次侧电流波形如图2-23中所示，为