电力电子技术ch2可控整流电路三相半波

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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第二节三相半波可控整流电路一.电阻性负载α

＝0ºα≤3030º<

α<150º4当a=0时，Ud最大，为。整流电压平均值的计算a≤30时，负载电流连续第二节三相半波可控整流电路一.电阻性负载(二)基本数量关系5整流电压平均值的计算a>30时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有：当a=150时，Ud等于零，也说明最大移相角只能是150第二节三相半波可控整流电路一.电阻性负载(二)基本数量关系6控制特性第二节三相半波可控整流电路一.电阻性负载(二)基本数量关系7第二节三相半波可控整流电路一.电阻性负载(二)基本数量关系

负载电流平均值

晶闸管电流平均值轮流导通，所以平均值为负载的三分之一8晶闸管电压额定值计算

晶闸管承受的最大反向电压晶闸管阳极与阴极间的最大正向电压第二节三相半波可控整流电路为变压器二次线电压峰值等于变压器二次相电压的峰值9晶闸管电流有效值当α≤30º时当30º<α<150º时当α=150º时晶闸管电流额定值计算第二节三相半波可控整流电路=变压器二次绕组电流有效值10电流量关系图第二节三相半波可控整流电路11三相半波可控整流电路 阻性负载 感性负载第二节三相半波可控整流电路12设L足够大，id连续导通角：

120度二、电感性负载第二节三相半波可控整流电路13（一）波形a≤30时：整流电压波形与电阻负载时相同。导通角：

120度SCR承受最大电压：线电压峰值二、电感性负载第二节三相半波可控整流电路14（一）波形a>30时：整流电压波形？导通角：

？SCR承受最大电压：？二、电感性负载第二节三相半波可控整流电路以a=60º为例分析15Ta导通时刻Ta导通在换相角等于60度时触发导通当其电压变为零时，Ta继续导通A相电流为id，其余为零第二节三相半波可控整流电路a=60º16Tb导通时刻Tb在换相角等于60度时触发导通，a相承受Ua-Ub当Tb电压变为零后，Tb继续导通，a相承受Ua-UbB相电流为id，其余为零第二节三相半波可控整流电路17Tc导通时刻Tc在换相角等于60度时触发导通，a相承受Ua-Uc当Tc电压变为零后，Tc继续导通，a相承受Ua-Ucc相电流为id，其余为零第二节三相半波可控整流电路18当a=0º时，Ud最大，为当a=90º时，Ud为零所以移相范围内90º整流电压平均值的计算在电流连续条件下，晶闸管导通120时，第二节三相半波可控整流电路(二)基本数量关系二、电感性负载19控制特性Ud/U2与a成余弦关系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－电感负载第二节三相半波可控整流电路20晶闸管电流额值计算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二、电感性负载第二节三相半波可控整流电路21晶闸管电压额值计算晶闸管最大正、反向电压峰值均为变压器二次线电压峰值第二节三相半波可控整流电路22（三）电感量较小时

L较小或α较大时，电感储能少，不能保持电感电流连续，电流出现断续。

α移相范围超出90度，极限情况移相角可为150度时，此时Ud为零第二节三相半波可控整流电路二、电感性负载23（三）电感量较小时

Ud/U2与α关系曲线图2-11终止于150度第二节三相半波可控整流电路二、电感性负载24第二节三相半波可控整流电路三、整流变压器容量25整流变压器容量与整流功率整流功率Pd=UdId，即整流器给负载提供的功率变压器容量S，变压器的容量原副边一般不等，取其平均值变压器传递交流分量，将次级电流的交流分量提取即可得原边电流第二节三相半波可控整流电路26副边电流波形副边电流的交流分量原边电流的计算整流变压器容量与整流功率第二节三相半波可控整流电路27变压器次级容量变压器初级容量变压器容量整流变压器容量与整流功率第二节三相半波可控整流电路28四、三相半波共阳极可控整流电路第二节三相半波可控整流电路29三个SCR的阳极相连

---输出电压的负端零线--输出电压的正端相电压最低的SCR触发导通以a=30º为例说明第二节三相半波可控整流电路四、三相半波共阳极可控整流电路30Tc导通时刻在三相电压负半周波形的交点后α角处触发C相最低电压为c相，所以c相SCR导通第二节三相半波可控整流电路31Ta导通时刻在三相相电压负半周波形的交点后α角处触发最低电压为a相，所以a相SCR导通第二节三相半波可控整流电路32Tb导通时刻在三相相电压负半周波形的交点后α角处触发最低电压为b相，所以b相SCR导通第二节三相半波可控整流电路33三个SCR的阳极相连

---输出电压的负端零线--输出电压的正端只在相电压为负时触发导通最低相触发导通自然换相点：三相负半波的交点Ud=-1.17U2cosα(大电感负载)四、三相半波共阳极可控整流电路第二节三相半波可控整流电路34三相半波可控整流电路

的特点与总结第二节三相半波可控整流电路35三相半波可控整流电路特点․电路简单：

SCR元件少，接线简单，只需三套触发电路，控制较容易。

․变压器利用率低变压器每绕组只有三分之一周期流过电流，存在直流磁势（直流偏磁），须加大变压器铁心的截面积（为避免铁心饱和），故该电路一般用于中小容量的设备上。第二节三相半波可控整流电路36三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，为此其应用较少第二节三相半波可控整流电路37工作特性․SCR承受的最大电压：线电压峰值․α移相范围：150º

，90º（大电感负载）․共阴极电路：只在相电压为正时触发导通 自然换相点：三相正半波的交点․共阳极电路：只在相电压为负时触发导通 自然换相点：三相负半波的交点․

电流连续时：Ud=±1.17U2cosα第二节三相半波可控整流电路38作业：2-9，2-1039三相半波可控整流电路特点․电路简单：

SCR元件少，接线简单，只需三套触发电路，控制较容易。

․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。第二节三相半波可控整流电路40第三节三相桥式全控整流电路一.电路构成:共阴极三相半波+共阳极三相半波

共阴极组电路和共阳极组电路串联输入端并接到变压器次级绕组上41第三节三相桥式全控整流电路一.电路构成:

零线中流过的平均电流？两组电路负载对称，控制角相同，则输出电流平均值相等，零线中流过电流为零42第三节三相桥式全控整流电路一.电路构成:（输出串联构成）43三相桥式电路中变压器绕组中，一周期既有正向电流，又有反向电流，提高了变压器的利用率，避免直流磁化

由于三相桥式整流电路是两组三相半波整流电路的串联，因此输出电压是三相半波的两倍第三节三相桥式全控整流电路44电感性负载电阻性负载第三节三相桥式全控整流电路45电感性负载控制角α＝0º情况控制角α＝30º情况控制角α＝60º情况控制角α＝90º情况电阻性负载第三节三相桥式全控整流电路46

一.电感性负载设电感足够大，负载电流连续。1.控制角α=0(相当于六个整流管情况)第三节三相桥式全控整流电路α=0：相电压的交点，也是线电压的交点47T+a,T-b导通过程48T+a,T-c导通过程49T+b,T-c导通过程50T+b,T-a导通过程51T+c,T-a导通过程52T+c,T-b导通过程53导通的晶闸管及输出整流电压的情况时段IIIIIIIVVVI共阴极组中导通的晶闸管+a+a+b+b+c+c共阳极组中导通的晶闸管-b-c-c-a-a-b整流输出电压udua-ub=uabua-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb第三节三相桥式全控整流电路触发导通的顺序：a-cb-ac-b

54小结:1SCR触发导通规律共阴极组：哪个阳极电位最高时,哪个SCR管应触发导通；共阳极组：哪个阴极电位最低时,哪个SCR管应触发导通；55小结:2自然换相点（控制角为0的点）：共阴极组：

三相相电压正半周波形的交点ωt1ωt3ωt5

共阳极组：三相相电压负半周波形的交点ωt2ωt4ωt656小结:三相桥式全控整流电路，共阴极组和共阳极组必须各有一个SCR同时导通才能形成通路；非同相对共阴极组正半周触发，应依次触发T+aT+bT+c互差120度对共阳极组负半周触发，依次触发T-aT-bT-c互差120度接在同一相的两个SCR触发脉冲相位差180度57小结:为保证电源合闸或电流断续情况正常工作，触发脉冲应采用双脉冲或宽度大于60度58小结:

整流后的输出电压为两相电压相减，即线电压控制角为零时则为线电压正半周的包络线

SCR承受电压与三相半波一样，为线电压的峰值59第三节三相桥式全控整流电路电感性负载控制角α＝0º情况控制角α＝30º情况控制角α＝60º情况控制角α＝90º情况电阻性负载60一.电感性负载设电感足够大，负载电流连续。2.控制角α=30第三节三相桥式全控整流电路61T+a,T-b导通过程62T+a,T-c导通过程63T+b,T-c导通过程64T+b,T-a导通过程65T+c,T-a导通过程66T+c,T-a导通过程6730度移相角时工作情况当α＝30º时，此时每个晶闸管是从自然换相点后移一个角度开始换相由波形分析可见，由于α＝30º

，使得输出线电压的包络减小了一块相应于α＝30º的面积，因而使输出整流电压减小68第三节三相桥式全控整流电路电感性负载控制角α＝0º情况控制角α＝30º情况控制角α＝60º情况控制角α＝90º情况电阻性负载69线电压过零时恰好换流整流输出平均电压Ud进一步减小晶闸管上承受电压情况与三相半波相类似控制角α=60度第三节三相桥式全控整流电路70第三节三相桥式全控整流电路电感性负载控制角α＝0º情况控制角α＝30º情况控制角α＝60º情况控制角α＝90º情况电阻性负载71α>60º线电压瞬时值过零变负，电感释放能量维持导通α＝90º时，输出电压波形正负两部分面积相等，输出平均电压等于零电感性负载当电感大小能保证输出电流连续