双反星型整流电路

目录2.6

大功率可控整流电路三相半波整流电路电原理与整流波形图2-25考虑变压器漏感时的三相半波可控整流电路及波形2.3大功率可控整流电路

2.6.1

带平衡电抗器的双反星形可控整流电路

2.6.2

多重化整流电路2.6带平衡电抗器的双反星形可控整流电路的特点：适用于低电压、大电流的场合多重化整流电路的特点：在采用相同器件时可达到更大的功率可减少交流侧输入电流的谐波或提高功率因数，从而减小对供电电网的干扰。大功率可控整流电路2.6带平衡电抗器的双反星形可控整流电路电解电镀等工业中应用低电压大电流（例如几十伏，几千至几万安）可调直流电源图2-35带平衡电抗器的双反星形可控整流电路2.6.1电路结构的特点变压器二次侧为两组匝数相同极性相反的绕阻，分别接成两组三相半波电路。

变压器二次侧两绕组的极性相反可消除铁芯的直流磁化。

设置电感量为Lp的平衡电抗器是为保证两组三相半波整流电路能同时导电。与三相桥式电路相比，在采用相同晶闸管的条件下，双反星形电路的输出电流可大一倍。图2-35带平衡电抗器的双反星形可控整流电路带平衡电抗器的双反星形可控整流电路2.6.1绕组的极性相反的目的：消除直流磁通势如何实现？如图可知，虽然两组相电流的瞬时值不同，但是平均电流相等而绕组的极性相反，所以直流安匝互相抵消。图2-36双反星形电路，=0时两组整流电压、电流波形带平衡电抗器的双反星形可控整流电路2.6.1接平衡电抗器的原因：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n1和n2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。

考虑到ip后，每组三相半波承担的电流分别为Id/2ip。为了使两组电流尽可能平均分配，一般使Lp值足够大，以便限制环流在负载额定电流的1%～2%以内。带平衡电抗器的双反星形可控整流电路2.6.1双反星形电路中如不接平衡电抗器，即成为六相半波整流电路：只能有一个晶闸管导电，其余五管均阻断，每管最大导通角为60o，平均电流为Id/6。当α=0o

时，Ud为1.35U2，比三相半波时的1.17U2略大些。六相半波整流电路因晶闸管导电时间短，变压器利用率低，极少采用。双反星形电路与六相半波电路的区别——有无平衡电抗器。平衡电抗器的作用：使得两组三相半波整流电路同时导电。对平衡电抗器作用的理解是掌握双反星形电路原理的关键。带平衡电抗器的双反星形可控整流电路2.6.1由于平衡电抗器的作用使得两组三相半波整流电路同时导电的原理分析：平衡电抗器Lp承担了n1、n2间的电位差，它补偿了u’b和ua的电动势差，使得u’b和ua两相的晶闸管能同时导电。时，u’b>ua，VT6导通，此电流在流经LP时，LP上要感应一电动势up，其方向是要阻止电流增大。可导出Lp两端电压、整流输出电压的数学表达式如下：（2-97）（2-98）图2-37平衡电抗器作用下输出电压的波形和平衡电抗器上电压的波形图2-38平衡电抗器作用下两个晶闸管同时导电的情况带平衡电抗器的双反星形可控整流电路2.6.1原理分析(续)：虽然，但由于Lp的平衡作用，使得晶闸管VT6和VT1同时导通。

时间推迟至u’b与ua的交点时，u’b=ua

，。之后u’b<ua

，则流经u’b相的电流要减小，但Lp有阻止此电流减小的作用，up的极性反向，Lp仍起平衡的作用，使VT6继续导电。

直到u’c>u’b

，电流才从VT6换至VT2。此时变成VT1、VT2同时导电。每一组中的每一个晶闸管仍按三相半波的导电规律而各轮流导电。图2-37平衡电抗器作用下输出电压的波形和平衡电抗器上电压的波形图2-38平衡电抗器作用下两个晶闸管同时导电的情况带平衡电抗器的双反星形可控整流电路2.6.1由上述分析以可得：平衡电抗器中点作为整流电压输出的负端，其输出的整流电压瞬时值为两组三相半波整流电压瞬时值的平均值，见式（2-98），波形如图2-37a中蓝色粗线所示。（2-98）图2-37平衡电抗器作用下输出电压的波形和平衡电抗器上电压的波形带平衡电抗器的双反星形可控整流电路2.6.1谐波分析将图2-36中ud1和ud2的波形用傅氏级数展开，可得当

=0时的ud1、ud2，即由式（2-97）和（2-98）可得

可见，

ud中的谐波分量比直流分量要小得多，且最低次谐波为六次谐波。（2-99）（2-100）（2-101）（2-102）带平衡电抗器的双反星形可控整流电路2.6.1

=30、

=60和

=90时输出电压的波形分析需要分析各种控制角时的输出波形时，可先求出两组三相半波电路的ud1和ud2波形，然后根据式（2-98）做出波形(ud1+ud2)/2。双反星形电路的输出电压波形与三相半波电路比较，脉动程度减小了，脉动频率加大一倍，f=300Hz。电感负载情况下，移相范围是90。如果是电阻负载，移相范围为120。图2-39当

=30、60、90时，双反星形电路的输出电压波形

带平衡电抗器的双反星形可控整流电路2.6.1整流电压平均值与三相半波整流电路的相等，为:

Ud=1.17U2cos

将双反星形电路与三相桥式电路进行比较可得出以下结论：

（1）三相桥为两组三相半波串联，而双反星形为两组三相半波并联，且后者需用平衡电抗器。（2）当U2相等时，双反星形的Ud是三相桥的1/2，而Id是单相桥的2倍。（3）两种电路中，晶闸管的导通及触发脉冲的分配关系一样，ud和id的波形形状一样。带平衡电抗器的双反星形可控整流电路2.6.1多重的化整漫流电皆路整流秧装置焰功率栋进一骂步加弟大时奸，所罢产生暂的谐仆波、女无功孙功率眠等对恨电网理的干亭扰也叠随之挡加大之，为璃减轻穴干扰渴，可稠采用拣多重棋化整辛流电非路。1.移相垦多重裤联结2个三相漠桥并敢联而成献的12脉波肠整流宏电路。图2-广40并联些多重起联结宾的12脉波枪整流哨电路2.听6.哨2移相30构成凑的串林联2重联辆结电申路星形三角扰形图2-睁41移相30串联2重联过结电庙路图2-娃42移相30串联2重联乓结电估路电窜流波惯形整流叙变压递器二谦次绕订组分恩别采菌用星库形和今三角章形接脸法构友成相迁位相差30、大苦小相拳等的欧两组纳电压辱，接饰到相凑互串恳联的2组整躬流桥炎。多重听化整来流电糖路2.建6.匠2iA基波狮幅值Im1和n次谐加波幅鉴值Imn分别棉如下捆：即输滥入电龙流谐室波次穷数为12k±1，其棚幅值俱与次辛数成狱反比挎而降霉低。该电些路的升其他牛特性呜如下颤：直流英输出镜电压位移盯因数co碌sj1=c揭osa（单翼桥时淹相同恭）功率爹因数l=nco胁sj1=0滋.9均88走6c倚osa（2-贵10增3）（2-肢10搬4）多重墓化整怖流电尚路2.贿6.拌2利用丧变压胖器二胡次绕唤阻接智法的渗不同张，互厉相错糠开20，可哪将三鸭组桥坐构成串联3重联横结电苗路：整流刃变压屡器采匀用星赌形三狗角形喊组合酬无法循移相20，需排采用五曲折搂接法双。整流俗电压ud在每藏个电传源周泡期内木脉动18次，罩故此色电路扎为18脉波民整流健电路。交流披侧输扫入电周流谐猫波更梯少，寒为18k±1次（k=1巡寿,治2,勿3缸…），ud的脉还动也厅更小疼。输入怒位移张因数势和功刊率因暮数分敬别为命：co耀sj1=c摇osa=0常.9为94盘9c羡osa多重悟化整进流电膜路2.撑6.满2将整撑流变救压器货的二村次绕脖组移奏相15，可蛮构成串联4重联犹结电脊路为24脉波井整流商电路其交列流侧场输入志电流封谐波腐次为24k±1，k=1，2，3…。输入宜位移往因数屋功率缎因数践分别毙为：co亲sj1=c倚osa=0抚.9芳97傲1c损osa采用愉多重强联结至的方驻法并痰不能忙提高蔬位移兰因数毒，但哲可使伯输入扬电流泡谐波也大幅夸减小熔，从荒而也掏可以纯在一固定程迟度上敢提高孙功率脖因数转。多重板化整瘦流电龟路2.喉6.廉22.多重拐联结解电路锻的顺弟序控蛇制只对制多重菠整流章桥中振一个勿桥的角进墓行控轻制，应其余币各桥题的工回作状贡态则烈根据则需要却输出员的整夜流电昂压而旅定。或者昌不工族作而吴使该挽桥输泛出直球流电描压为腥零。或者=0而使猫该桥怪输出迹电压蓬最大晃。根据糠所需斜总直溉流输愤出电盯压从体低到逆高的读变化革，按井顺序岗依次下对各般桥进叶行控叹制，山因而竿被称炎为顺序祥控制。并不铃能降起低输帅入电烦流谐吧波。隔但是举各组乌桥中缠只有渗一组愈在进馆行相移位控发制，遭其余芒各组捷或不圈工作角，或猴位移无因数碑为1，因盘此总功暮率因奶数得歇以提泰高。我国幅电气翠机车灵的整躬流器兵大多日为这泡种方猾式。多重荣化整凝流电煎路2.鸦6.望23重晶典闸管离整流数桥顺初序控均制当需肌要的判输出卸电压兼低于屿三分敬之一返最高回电压鼓时，云只对暴第I组况桥储的角进照行控螺制，柱连续墓触发VT23、VT24、VT33、VT34使其蛙导但通，慕这样毛第II、II佳I组桥允的输损出电棒压就绪为零挎。图2-遮43单相蹄串联3重联潜结电奔路及撞顺序土控制展时的尝波形从电闪流i的波午形可毁以看宪出，舅虽然馆波形剃并为逮改善时，但圣其基让波分屋量比及电压认的滞谊后少质，因记而位冠移因斗数高症，从宏而提彼高了杀总的起功率膀因数吧。多重邻化整感流电闷路2.颤6.乌21．脉斩冲形阀成环辣节控制断电压uco加在V4基极邪上。V4、V5——脉冲桌形成V7、V8——脉冲共放大图2-准54同步茧信号乎为锯社齿波寸的触图发电精路同步次信号贯为锯控齿波禽的触临发电特路2.画9.的1uco对脉谈冲的佣控制随作用智及脉刷冲形宏成：uco=0时，V4截止蜓。V5饱和债导通矩。V7、V8处于包截止茂状态唐，无杀脉冲每输出绪。电径容C3充电冈，充纠满后厨电容卷两端洋电压蛛接近2E1(3灿0V酱)。电容C3放电猜和反仓向充宵电，惨使V5基极润电位，直描到ub5>-E1(-切15嘱V)，V5又重酸新导郑通。全使V7、V8截止伴，输寒出脉裤冲终牌止。

时，V4导通，A点电位由+E1(+15V)1.0V左右，V5基极电位约-2E1(-30V)，

V5立即截止。V5集电极电压由-E1(-15V)

到+2.1V，V7、V8导通，输出触发脉冲。脉冲先前沿楚由V4导通铃时刻酱确定巧，脉捎冲宽砖度与父反向繁充电搬回路蹈时间秀常数R11C3有关喘。电路事的触推发脉栏冲由钳脉冲注变压毕器TP二次乓侧输铁出，葵其一梢次绕船组接段在V8集电笔极电头路中腥。图2-坑54同步偿信号涉为锯角齿波旦的触蛋发电御路输出同步属信号除为锯勺齿波暴的触攀发电绳路2.咐9.勿12.锯齿客波的内形成厌和脉蛾冲移重相环倦节锯齿锹波电嘴压形爆成的聪方案抓较多蜓，如文采用高自举振式电倾路、脸恒流堡源电支路等疫；本尼电路鸣采用品恒流姻源电皇路。恒流石源电烫路方嘴案，由V1、V2、V3和C2等元蛇件组阁成V1、VS、RP2和R3为一俗恒流抖源电闹路图2-赞54同步盆信号丹为锯纠齿波摊的触妙发电默路同步孝信号指为锯鸡齿波馆的触月发电满路2.泽9.歼1工作兵原理占：V2导通卷时，谅因R4很小心故C2迅速季放电鉴，ub3电位响迅速狐降到状零伏患附近屯。V2周期叮性地蜓通断断，ub3便形阿成一爆锯齿眼波，耻同样ue3也是哄一个呆锯齿闸波。图2-眯54同步块信号革为锯歇齿波李的触杯发电妥路同步贸信号紧为锯定齿波气的触讽发电覆路2.逢9.压1

V2截止时，恒流源电流I1c对电容C2充电，

调节RP2，即改变C2的恒定充电电流I1c，可见RP2是用来调节锯齿波斜率的。射极光跟随言器V3的作瞒用是详减小盲控制寄回路谷电流界对锯把齿波绿电压ub3的影塘响。'''图2-槐55同步珠信号蝇为锯丹齿波灿的触锈发电斜路的禾工作搅波形工作连原理码（续灯）：同步揪信号泥为锯农齿波攀的触惊发电驶路2.央9.链1加up的目咬的是弃为了据确定啊控制镜电压uco=0时脉谦冲的给初始妹相位闸。M点是V4由截盏止到莲导通允的转女折点睛，也推就是键脉冲猴的前摘沿。当uco为正婶值时羡，b4点的接波形泉由uh+up+uco确定那。如果uco=0，up为负余值时肚，b4点的漆波形周由uh+up确定傍。V4基极往电位蔬由锯肥齿波狭电压高、控栽制电茧压uco、直雾流偏陡移电末压up三者嚷作用捆的叠誉加所溉定。图2-筐54同步尤信号睛为锯衡齿波伐的触照发电辫路三相抽全控鼠桥时隐的情绪况:接感垒性负常载电吧流连粒续时共，脉亡冲初穷始相圈位应央定在=9跌0；如果停是可肺逆系裕统，乒需要哈在整惩流和租逆变择状态贤下工建作，作要求绳脉冲存的移顽相范畏围理片论上穴为18雕0（由案于考嫌虑mi塌n和bmin，实呜际一感般为12陈0），宝由于电锯齿镰波波渐形两刺端的程非线亿性，昂因而今要求炭锯齿傲波的潮宽度阁大于18捏0，例储如24纪0，此渣时，爷令uco=0，调谷节up的大龄小使呆产生吵脉冲境的M点移虽至锯服齿波24菌0的中肥央（12个0处）煌，相征应于=9述0的位洁置。如uco为正论值，M点就木向前蓄移，扑控制抬角<9突0，晶闸此管电雾路处筑于整母流工签作状犹态如uco为负忽值，M点就键向后困移，戚控制依角>9米0，晶闸祝管电馅路处裁于逆堂变状寻态。同步贡信号旁为锯煮齿波足的触起发电倍路2.匀9.宅13.同步田环节同步——要求纠触发卡脉冲丧的频燥率与扰主电路路电敬源的畅频率进相同栋且相绒位关炊系确巩定。锯齿荒波是冬由开努关V2管来验控制转的。V2开关眠的频部率就裳是锯齿裁波的惧频率——由同桌步变箱压器畏所接紫的交业流电轮压决申定。V2由导盈通变牵截止案期间趋产生主锯齿扔波——锯齿忆波起合点基本睡就是跟同步蚂电压菜由正暗变负锣的过击零点宜。V2截止选状态格持续勾的时舌间就酸是锯齿叮波的密宽度——取决石于充号电时寄间常询数R1C1。同步共信号照为锯巷齿波肺的触匠发电以路2.漏9.浩14.双窄已脉冲返形成栽环节内双判脉冲汗电路V5、V6构成凭“或帆”门当V5、V6都导俭通时帖，V7、V8都截湾止，纱没有晃脉冲愤输出窝。只要V5、V6有一摧个截冈止，袭都会调使V7、V8导通歪，有划脉冲侵输出浩。第一柱个脉圣冲由再本相驾触发遭单元滩的uco对应啦的控巷制角产生劝。隔60的第先二个晓脉冲探是由榜滞后60相位慰的后劳一相买触发矛单元慌产生第（通过V6）。三相像桥式捧全控叉整流刃电路仆的情荣况(自学)同步侧信号敞为锯坦齿波甲的触碰发电没路2.归9.注1集成筒触发伸器可靠琴性高佛，技件术性咽能好识，体肺积小野，功谢耗低驰，调舒试方棕便。晶闸咐管触株发电凝路的瓣集成侍化已揪逐渐泛普及会，已拒逐步减取代斧分立牺式电毒路目腹前国南内常塔用的调有KJ系列诵和KC系列泽，下惩面以KJ系列寻为例都。KJ屋00窑4与分万立元营件的毯锯齿板波移喷相触油发电盛路相己似,分为申同步鸟、锯工齿波锋形成烤、移盖相、委脉冲巷形成胸、脉忍冲分群选及割脉冲寇放大转几个肚环节造。图2-拌56佩KJ旦00刚4电路臣原理艺图2.趟9.领2完整氧的三亩相全笨控桥树触发搂电路3个KJ戴00此4集成湖块和1个KJ性04奥1集成低块，衰可形晌成六鞭路双议脉冲珍，再乱由六凤个晶全体管包进行辫脉冲介放大前即可束。图2-签57三相在全控放桥整饮流电序路的剥集成羊触发独电路集成磁触发拳器2.循9.脖2KJ择04唯1内部批是由12个二耳极管窝构成欠的6个或津门。也有伟厂家听生产上了将缸图2-躲57全部歉电路俱集成铲的集免成块档，但胜目前全应用霜还不按多。模拟怎与数荷字触凉发电妨路以上泉触发害电路概为模拟的，优点：结细构简知单、铅可靠惑；缺点：易倒受电尼网电支压影要响，结触发损脉冲卵不对粒称度游较高鞋，可疤达3~4，精团度低弹。数字触发讯电路近：脉兰冲对束称度疮很好粮，如蜜基于8位单迟片机死的数肢字触茶发器瞧精度沿可达0.侦7~1街.5。集成密触发凶器2.撞9.邀2触发肿电路精的定残相触发医电路将的定研相——触发畜电路劲应保姿证每倍个晶枪闸管境触发乞脉冲手与施代加于块晶闸窃管的定交流丸电压款保持继固定唇、正模确的睁相位籍关系衫。措施：同步材变压斩器原尽边接挨入为携主电己路供能电的静电网信，保羽证频国率一蜜致。触发页电路悼定相映的关判键是面确定陪同步译信号沈与晶蛋闸管舍阳极话电压朱的关舱系。图2-山58三相激全控慢桥中幸同步哄电压吊与主封电路济电压子关系释示意该图2.叔9.稍3三相润桥整刚流器壤，采覆用锯拴齿波欢同步术触发禁电路悲时的融情况同步欠信号蓝负半幅周的酒起点享对应冬于锯攀齿波受的起晶点，陆通常尿使锯却齿波愉的上怠升段慌为24边0，上蔑升段提起始挨的30和终等了的30线性炒度不置好，悄舍去笔不用臣，使宣用中止间的18档0。锯绣齿波哈的中徒点与昨同步逐信号义的30登0位置乒对应廉。使Ud=0的触俯发角为90。当<9睛0时为某整流怜工作咬，>9毛0时为英逆变畜工作哥。将=9化0确定弄为锯绕齿波恨的中袭点，霜锯齿留波向竿前向锈后各溜有90的移集相范芹围。匠于是=9坏0与同梢步电恐压的30困0对应辟，也王就是=0与同歇步电技压的21倒0对应慕。由拴图2-剪58及2.酬2节关仍于三畅相桥绸的介馒绍可心知，=0对应说于ua的30的位桨置，姑则同授步信乔号的18失0与ua的0对应竭，说启明VT1的同药步电摧压应伙滞后金于ua18右0。触发枕电路烤的定池相2.而9.去3变压孙器接等法：眨主电址路整有流变坡压器麻为D,捷y-恋11联结元，同椒步变近压器钞为D,脾y-缺11痰,5联结千。图2-座59同步纵变压笔器和蔑整流做变压客器的戒接法蚁及矢思量图触发瓜电路弯的定岁相2.细9.组3表2-锹4三相炊全控尖桥各贱晶闸冒管的益同步联电压腊（采逃用图2-爆59变压型器接惰法时兰）晶闸管VT1VT2VT3VT4VT5VT6主电路电压+ua-uc+ub-ua+uc-ub同步电压-usa+usc-usb+usa-usc+usb触发长电路朗的定辱相2.掘9.盛3为防敞止电勇网电基压波妇形畸章变对风触发机电路桃产生异干扰剧，可差对同竹步电鼻压进未行R-材C滤波强，当R-春C滤波絮器滞固后角弟为60时，欺同步察电压呆选取帐结果还如表2-踩5所示坦。表2-内5三相肺桥各姻晶闸表管的柿同步兰电压说（有R-欧C滤波戒滞后60）晶闸管VT1VT2VT3VT4VT5VT6主电路电压+ua-uc+ub-ua+uc-ub同步电压+usb-usa+usc-usb+usa-usc触发膀电路绩的定爸相2.丢9.厚3本章困小结可控疫整流雄电路巩，重竞点掌幅握：朽电力议电子