三相整流

带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的a角移相范围为90 。
2. 定量分析
（1） 直流输出电压平均值Ud：
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）的平均值为：
Ud

1

2 3
（3-21） 6U 2 sin td (t ) 2.34U 2 cos
3 带电阻负载且a >60时，整流电压平均值为：
Ud 3
3



3

6U 2 sin td (t ) 2.34U 2 1 cos( ) 3
（2）输出电流平均值为 ：Id=Ud /R
（3）变压器二次侧电流有效值I2：
当整流变压器采用星形接法，带阻感负载时，变压器二 次侧电流有效值为：
VT6
uuv
uuw
uvw
uvu
uwu
uwv
uM
= 30 ° uu
uv
u w
(2）α ＝30O时 O u (即触发脉冲 距离自然换相 uG 点300处给出) u
N
t1
Ⅰ
VT1
t
Ⅱ
VT2
Ⅲ
VT3
Ⅳ
VT4
Ⅴ
VT5
Ⅵ
VT6 VT1 VT2 VT3 VT4
d
uuv
uuw
u vw
uvu
u wu
uwv
t
O
t
图中给出了u 相电流iu的波 形，是交流电。 其它相情况相 同。
u VT
1
O
t
iu
VT1
O
uuv
uuw
VT4
VT1
VT4
t
uM
= 60°
uu
uv
uw
(3）α ＝60O时 ud波形处于临界 连续。
t1
O uN
VT6
t
Ⅱ
VT2
uG
Ⅰ
VT1
Ⅲ
VT3
Ⅳ
VT4
Ⅴ
VT5
Ⅵ
VT6 VT1 VT2 VT3
负载两端的电压为线电压uUV。
负载电压
2. 工作原理 变压器副边电压 u u2U u2V u2W
– u +
t
N
V1 V3 V5 U
iL RL
o
uo

V
W V4 V6 V2
2
+ uL –
在 t2 ~ t3 期间 共阴极组中U点电位最高，V1 导通； 共阳极组中W点电位最低，V2导通。
o
t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t
特点：
（1）2管同时通形成供电回 路，其中共阴极组和 共阳极组各1，且不能 为同1相器件。
（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。
M
N
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。
ud
uuv
uuw
uvw
uvu
uwu
uwv
t
可见，当α ≤60 时，ud波形均连 续，对于电阻负 载，id波形与ud 波形形状一样， 也连续。
O
t
u VT
1
uuw
uuw
O
t
uuv
(4) 当α >60时，ud波形断续，每60中有一段为零，例如 α ＝900时
uM O uN u uv uuw u vw u vu uwu uwv uab uac uu uv uw uu uv
u vu
u wu
uwv
t
O
t
uuv
uuw
M
输出电压 ud一周期内脉动 6次， 下表是一个周期内各晶闸管 导通及输出整流电压情况：
N
时
段
I
II
III
IV
V
VI
共阴极组中 导通的晶闸 管 共阳极组中 导通的晶闸 管 整流输出电 压 ud
VT1
VT1
VT3
VT3
VT5
VT5
VT6
VT2
VT2
VT4
VT4
ud波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相似。
主要 包括 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
区别在于：得到的负载电流id波形不同。当电感足够大的时候， id的波形可近似为一条水平线。
a >60时（ a =90图3－18）
阻感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。 阻感负载时，ud波形会出现负的部分。
1 2 2 2 （3-24） 2 2 I2 I d ( I d ) I d 0.816I d 2 3 3 3
（4） 晶闸管电压、电流等的定量分析与三相半波时一致。 （5）接反电势阻感负载的情况： 接反电势阻感负载时，在负载电流连续的情况下，电路 工作情况与电感性负载时相似，电路中各处电压、电流 波形均相同。仅在计算 Id 时有所不同，接反电势阻感负 Ud E 载时的Id为： （3-25） Id R
t
ud
O
t
id O iVT1 O iu O
t t t
显然，α 越大，ud波形面积越小，当α ＝1200时，输出为零
电阻负载时三相桥式全控整流电路a角的移相范围是0～120
（二）带阻感负载的工作情况
1. 工作原理及波形分析
a≤60时（a =30 图3－16；a =60 图3－17）
负载两端的电压为线电压。
负载电压
3. 参数计算
(1) 整流电压平均值 UL :
UL≈2.34 U2
(2) 整流电流平均值 IL:
U2 IL 2.34 RL RL
UL
(3) 流过每管电流平均值 IF :
1 IF I L 3
(4) 每管承受的最高反向电压 URM :
URM 2 3U 2 2.45 U 2 1.05 UL
二、三相桥式全控整流电路
（一） 带电阻负载的工作情况
M
1. 电路结构
N
三相桥是应用最为广泛的整流电路
2. 工作原理及波形
以自然换相点1，3 ， 5… 作 为 VT1 、 VT3 、 VT5 控制角 α ＝ 0 的 点。以自然换相点2 ， 4 ， 6…作为 VT2 、 V T4 、 VT6 控制角 α ＝ 0 的点，则： (1) α ＝0时（即 在自然换相点处给出 触发脉冲，使晶闸管 换相）触发
4.例题
例4-4 一直流电源,采用三相桥式整流,负载电压和电流分 别为60V和450A,整流二极管的实际工作电流和最高反向工 作电压各为多少? 解:根据公式可得整流二极管的工作电流为: :
1 I F I L 450 150 A 3 3
整流二极管承受的最高反向工作电压为:
U RM 1.05UL 1.05 60 63 V
一、三相桥式不可控整流电路
1. 电路
L1 L2 L3
共阴极组
T
– u +
N
V1 V3 V5 U V
W
iL RL + uL –
三相变压器原绕组接成三 角形，副绕组接成星形
V4 V6 V2
2. 工作原理 共阳极组 在每一瞬间，根据优先导通原则。 共阴极组中阳极电位最高的二极管导通； 共阳极组中阴极电位最低的二极管导通。
T u v w
u v w
VT 1 VT3 VT5
id ud Rd
u v w
T
u v w
VT1 i
u
id ud Ld Rd
VT3 iv VT5 iw
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，存在直 流磁化问题，为此其应 用较少。 变压器绕组利用率较低， 每相的二次绕组一周期 最多工作１２０Ｏ 负载电流经过电网零线， 会引起额外损耗．
负载两端的电压为线电压uVU。
负载电压
2. 工作原理 u2 变压器副边电压 u2U u2V u2W
– u +
t
N
V1 V3 V5 U
iL RL
o
uL
T
V
W V4 V6 V2

2
+ uL –
结论： 在一个周期中，每个二极管只 有三分之一的时间导通（导通 角为120°）。
o
t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t
3 三相可控整流电路
交流侧由三相电源供电。 负载容量较大，或要求直流电压脉动较小、容易滤波。 基本的是三相半波可控整流电路，三相桥式全控整流电路 应用最广 。
3.1
3.2
三相半波可控整流电路
三相桥式全控整流电路
3.3
3.4
带平衡电抗器的双反星型可控整流电路
变压器漏抗对整流电路的影响
小结：
三相半波不可控整流电路 三相半波可控整流电路（共阴极） • 带电阻性负载的工作原理 • 带电感性负载的工作原理 三相半波可控整流电路（共阳极）
负载两端的电压为线电压uVW。
负载电压
2. 工作原理 u2 变压器副边电压 u2 u2V u2W
U
– u +
t
N
V1 V3 V5 U
iL RL
o
uL

V
W
2
+ uL –
V4 V6 V2
在 t4 ~ t5 期间 共阴极组中V点电位最高，V3 导通； 共阳极组中U点电位最低，V4导通。
o
t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t