第三章三相桥式全控整流电路

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三相桥式全控整流电路

三相桥式全控整流电路
0
三相桥式全控整流电路的特点(1)
(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
能为同一相器件。
(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。
共阴极组VT1 、VT3 、VT5 的脉冲依次差120,共阳
ud的波形 更平直
u2 i2 ud

0


t
a)
i2的上升 平缓
b)
2.4.2 电容滤波的三相不可控整流 电路
1. 基本原理
ud u ab u uac d VD1 VD3 VD5 id T ia a b c iC ud + iR C R id ia 3
0
t
VD4 VD6 VD2 a)
2.阻感负载(L很 大)
当 60 时, ud波形连续,电路的工 作情况与带电阻负载时 十分相似,区别在于负 载不同时,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。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=0º
α=30º

当 时,由 于电感L的作用,电 源电压过零后,晶 闸管仍然导通,直 到下一个晶闸管触 发导通为止。这样, 输出电压波形出现 负的部分。
–使功率因数降低。
常用于小功率单相交流输入的场合,如目前大量普及 的微机、电视机等家电产品的开关电源中。 放电 1. 工作原理及波形分析 充电
id VD1 i2 u1 u2 VD2 VD3 i,ud iC iR C R 0 i ud
2.4电容滤波的不可控整流电路 2.4.1 电容滤波的单相不可控整流电路 (1)

三相桥式电路

三相桥式电路

半导体变流技术
1U
TR U
1V V
1W
N1
LB1
N
1U 1V 1W iU
N1
LB1
N
LB2
uB2 uB1
TR W U
N1 N2
V VTW1
iU
U
V
U VT3 V
uB1 W
ud1
VWT5 ud1 Rd
ud
ud2Rd
U'
VT1
VT3
VT5
Id VT4
Id
K
N1 N2
(VD1) (VD1)
(VD3)
(VD5K)
1) U d 1.17U 2φ cos
(0o<α <30o) (30o<α <150 o)
2) 3)
Ud
1.17U 2φ
1
cos(30 0 3
)
4)
Id
Ud Rd
I dT

Id 3
UT 6U2φ
半导体变流技术
2. 数量关系:
1) U d 1.17U 2φ cos
(0o<α <30o) (30o<α <150 o)
半导体变流技术
电阻性负载工作原理:
1)0o<α <30o时:每个晶闸管始终轮流导通 120o, α =30 o时,负载端电压处于临界连 续状态。 2)30o<α <150 o时:负载端电压出现断续, θ T <120o, α =60 o时,θ T =90o 。 3) α =150 o时,Ud=0。所以α 的移相范围为 0~150 o。
t
半导体变流技术
α≤60o时(α=30o为例 )ud uu uv uw uu

电力电子技术第3章 三相可控整流电路

电力电子技术第3章 三相可控整流电路
19
第二节 时
三相全控桥式整流电路
整流电压为三相半波时的两倍,在大电感负载
20
图 3.9 三相桥式全控整流电路
21
图 3.10 三相全控桥大电感负载 α =0°时的波形
22
图 3.11 三相全控桥大电感负载 α =30°时的电压波形
23
图 3.12 三相全控桥大电感负载 α =60°时的电压波形
3
图 3.2是 α =30°时的波形。设 VT3 已导通, 当经过自然换流点 ωt0 时,因为 VT1的触发脉冲 ug1还没来到,因而不能导通,而 uc 仍大于零,所 以 VT3 不能关断,直到ωt1 所处时刻 ug1触发 VT1 导通,VT3 承受反压关断,负载电流从 c相换到 a 相。
4
图 3.2 三相半波电路电阻负载 α =30°时的波形
32
一、双反星形中点带平衡电抗器的可控整流电路 在低电压大电流直流供电系统中,如果要采用 三相半波可控整流电路,每相要多个晶闸管并联, 这就带来均流、保护等一系列问题。如前所述三相 半波电路还存在直流磁化和变压器利用率不高的问 题。
33
图 3.15 带平衡电抗器双反星形可控整流电路
34
图 3.16 带平衡电抗器双反星形可控整流 ud 和 uP 波形
26
图 3.14 三相桥式半控整流电路及波形 (a)电路图 (b)α =30° (c)α =120°
27
一、电阻性负载 控制角 α =0时,电路工作情况基本与三相全 控桥 α =0时一样,输出电压 ud波形完全一样。输 出直流平均电压最大为 2.34U2Φ。
28
由图 3.14( b),通过积分运算可得Ud 的计 算公式
12
当 α >30°时,晶闸管导通角 θV=150°- α。 因为在一个周期内有 3次续流,所以续流管的导通 角 θVD=3( α -30°)。晶闸管平均电流为

三相桥式全控整流电路带电阻负载=时的波形

三相桥式全控整流电路带电阻负载=时的波形
@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。 @对于每相二次电源来说,一个工作周期中, 即有正电流,也有负电流,所以不存在直流 磁化问题,提高了绕组利用率。
1
ua u2 = 0° ud 1
ub
uc
1. 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。
13
u2 u d1 O u d2 u 2L ud
= 0° u a t1
Ⅰ u ab Ⅱ u ac Ⅲ u bc
ub
uc
t
Ⅳ u ba Ⅴ u ca uⅥ cb u ab u ac
O
t
i VT
1 1
O u VT
u ab
u ac
u bc
u ba
u ca
u cb
u ab
u ac
t
O
t
u ab
☞对触发脉冲的要求 √6个晶闸管的脉冲按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 。
图3-21 三相桥式全控整流电路带电阻负载=60时的波形 16

三相桥式全控整流电路

三相桥式全控整流电路

三相桥式全控整流电路⽬录摘要 (1)1 概述 (2)2 三项桥式全控整流电路 (3)2.1电阻性负载 (3)2.1.1 ⼯作原理 (3)2.2 感性负载 (5)2.2.1 原理 (5)3仿真 (7)3.1 MATLAB 介绍 (7)3.2 电路仿真模型建⽴和参数设置 (8)3.2.1 三相桥式全控整流电路的分析 (8)3.3三相桥式整流电路的仿真 (8)3.3.1 带阻感性负载的仿真 (8)3.4 仿真设置及仿真结果 (14)3.5 带阻感性负载三相桥式全控整流电路的仿真分析 (15)3.6 纯电阻负载三相桥式全控整流电路的仿真 (18)⼩结 (19)参考⽂献 (20)带电阻负载的三相桥式全控整流电路设计摘要整流电路就是把交流电能转换成直流电能的电路。

⼤多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器组成。

它在直流电机的调速、发电机的激励调节电解、电镀等领域得到⼴泛应⽤。

整流电路主要有主电路、滤波器、变压器组成。

20世纪70年代以后,主电路多⽤硅整流⼆极管和晶闸管组成。

滤波器接在主电路和负载之间,⽤于滤除波动直流电压中的交流部分。

变压器设置与否视情况⽽定。

变压器的作⽤是实现交流输⼊电压与直流输出电压间的匹配以及交流电⽹与整流电路间的电隔离。

整流电路的种类有很多,半波整流电路、单项桥式半控整流电路、单项桥式全控整流电路、三项桥式半控整流电路、三项桥式全控整流电路。

关键词:整流、变压、触发、电感1 概述在电⼒系统中,电压和电流应是完好的正弦波.但是在实际的电⼒系统中,由于⾮线性负载的影响,实际的电⽹电压和电流波形总是存在不同程度的畸变,给电⼒输配电系统及附近的其它电⽓设备带来许多问题,因⽽就有必要采取措施限制其对电⽹和其它设备的影响。

随着电⼒电⼦技术的迅速发展,各种电⼒电⼦装置在电⼒系统、⼯业、交通、家庭等众多领域中的应⽤⽇益⼴泛,⼤量的⾮线性负载被引⼊电⽹,导致了⽇趋严重的谐波污染.电⽹谐波污染的根本原因在于电⼒电⼦装置的开关⼯作⽅式,引起⽹侧电流、电压波形的严重畸变.⽬前,随着功率半导体器件研制与⽣产⽔平的不断提⾼,各种新型电⼒电⼦变流装置不断涌现,特别是⽤于交流电机凋速传动的变频器性能的逐步完善,为⼯业领域节能和改善⽣产⼯艺提供了⼗分⼴阔的应⽤前景.相关资料表明,电⼒电⼦装置⽣产量在未来的⼗年中将以每年不低于10%的速度递增,同时,由这类装置所产⽣的⾼谐谐波约占总谐波源的70%以上。

第3章 3三相全桥整流

第3章 3三相全桥整流

--电力电子技术--
整流电路小结: 电阻电感负载,电流连续
比较项目 直流输出电压一周脉波数 单相全桥 2 三相半波 3 三相全桥 6
直流输出电压
触发脉冲方式 变压器利用率
0.9U2cosα
窄脉冲 1
1.17U2cosα
窄脉冲 1/3
2.34U2cosα
双窄或宽脉冲 2/3
直流磁化
电流连续的条件

θ≥180°
9
自动化与信工程学院电气系
--电力电子技术-三相全控桥式整流波形
2、基本数量关系 1) 负载电压Ud
Ud

3
2 3
6U 2 sin tdt
Ud Rd
3 6U 2
3

cos 2.34U 2 cos
负载电流Id
Id
与三相半波的 关系
2)晶闸管电压: 晶闸管电流: 平均值
作业:
P.95 习题 12、13
20
自动化与信工程学院电气系
--电力电子技术--
α =0°
i2 u2
α =60°
id
VT1
a
T u1
VT3Leabharlann ud bLR
VT2
a)
α =90°
21
单相全桥
VT4
自动化与信工程学院电气系
--电力电子技术--
α =0°
α =60°
T u2 a b VT2 c VT1 L eL id ud R VT3
三、 Disussion1: Resistive Load --—R Load
四、Disussion2: Resistive 、 Inductive and Back Electromotive Force Load

三相桥式全控整流电路

三相桥式全控整流电路

输出电压与输入电压的关系
01
输出电压与输入电压的有效值成 正比,与触发脉冲的相位角有关 。
02
当触发脉冲在合适的相位角触发 晶闸管时,输出电压接近于输入
电压的最大值。
随着触发脉冲相位角的减小,输 出电压逐渐减小。
03
当触发脉冲相位角为0度时,输出 电压为0。
04
03
电路参数
整流元件的参数选择
额定电压
整流元件的额定电压应大 于电路的最大输出直流电 压。
额定电流
整流元件的额定电流应大 于电路的最大输出直流电 流。
反向耐压
整流元件的反向耐压应大 于电路的最大反向电压。
变压器的参数选择
额定功率
变压器的额定功率应大于电路的最大输出功率。
匝数比
变压器的匝数比应与电路的输入输出电压要求 相匹配。
磁芯材料
变压器的磁芯材料应具有较高的磁导率和较低的损耗,以提高变压器的效率。
常见故障与排除方法
故障1
整流输出电压异常
排除方法
检查输入电源是否正常,检查整流管是否损坏 ,检查电路连接是否良好。
故障2
可控硅不导通
排除方法
检查触发脉冲是否正常,检查可控硅控制极的连接 是否正确。
电路发热严重
故障3
排除方法
检查电路的散热情况,确保散热器安装良好,检查负载 是否过重。
维护与保养建议
滤波电容器的参数选择
电容量
滤波电容器的电容量应根据电路的输出电流和电压纹波的要求进 行选择。
耐压值
滤波电容器的耐压值应大于电路的最大输出直流电压。
温度特性
滤波电容器的温度特性应与电路的工作温度要求相匹配。
04
电路分析

第三章-三相桥式全控整流电路

第三章-三相桥式全控整流电路
可控整流电路
三相桥式全控整流电路
1
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。
2
第三节 三相桥式全控整流电路
❖ 一.电路构成: (输出串联构成)
3
三相桥式全控整流电路
❖ 共阴极组电路和共阳极组电路串联,并接到变压器 次极绕组上
❖ 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
29
三相桥式全控整流电路
❖ 由波形可见,输出电压波形每隔π/3重复一次,所以计算输出电压平均 值在60o内取其平均值即可。
❖ 在自然换相点处,定义α=0,但是其线电压相位并不为0,初始相位为 π/3,所以积分上下限存在一个固定相位偏移
30
三相桥式全控整流电路
❖ 电阻性负载 ❖ 控制角α≤60o情况
27
控制角α=60度
❖ 当 α 大于 60o 时,相电压瞬时值 过零变负,由于电感释放能量维 持导通
❖ 从而使整流输出乎均电压Ud进一 步减小。
28
控制角α=90度
❖ 当α =90时,此时输出 电压波形正负两部分面 积相等,因而输出平均 电压等于零。
❖ 电感性负载当电感大小 能保证输出电流连续时, 控制角的最大移相范围 为90。
31
电阻性负载控制角α≤60度
❖ 此时,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通 120o,输出电压波形与电感性负 载时相同。
32
电阻性负载控制角α>60度
❖ 以控制角等于90度为例, 线电压过零时,负载电 压电流为0, SCR 关断, 电流波形断续
33
T+a,T-b导通过程
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T+a,T-b导通过程
T+a,T-c导通过程
T+b,T-c导通过程
T+b,T-a导通过程
T+c,T-a导通过程
T+c,T-b导通过程
晶闸管及输出整流电压的情况
小结:
v 1. SCR触发导通规律 v 共阴极组:哪个阳极电位最高时,哪个SCR管应触发导通; v 共阳极组:哪个阴极电位最低时,哪个SCR管应触发导通; v 2. 自然换相点(控制角为0的点): v 共阴极组: 三相相电压正半周波形的交点ωt1,ωt3,ωt5 v 共阳极组: 三相相电压负半周波形的交点ωt2,ωt4, ωt6
v 当晶闸管T+a和T-c导通时输出线电压Uac,经过b 相 和a相间的自然换相点,b相电压虽然高于a相,但 是T+ b尚未触发导通,因而T+a,T-c继续导通输出电压 Uac, 直到α=30触发晶闸管T+b,则T+a受反压关断, 电流由T+a换到了T+b,此时输出线电压Ubc
v 由波形分析可见,由于α> 0,使得输出电压波形在 线电压的正向包络线基础上减小了一块相应于α= 30的面积,因而使输出整流平均电压减小。
40
结束语
当你尽了自己的最大努力时,失败也是伟大的, 所以不要放弃,坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人:XXXXXX 时 间:XX年XX月XX日
T+b,T-c导通过程
电阻性负载控制角α>60度
v 负载电流波形断续 v 在一个周期内每个晶闸管导通
120-α v 在一个周期内每个晶闸管需触发
导通两次
三相桥式全控整流电路
v 当整流输出电流连续时(即带阻感负栽,或带电阻负载 a≤60°时)的平均值为:
v 带电阻负载且a >60°时,电流断续,整流电压平均值为:
控制角α=30工作情况
v 一. 电感负载设电感足 够大
v 负载电流连续。 v 1.控制角α=30
T+a,T-b导通过程
T+a,T-c导通过程
T+b,T-c导通过程
T+b,T-a导通过程
T+c,T-a导通过程
T+c,T-a导通过程
控制角30度时工作情况
v 当α=30时,此时每个晶闸管是从自然换相点后移 一个角度α开始换相。
小结:
v 7. 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度的宽 脉冲。
v 8. 在负载电流连续时,每个SCR导通120度; 三相桥式全控电路的整流电压在一个周期内 脉动六次,对于工频电源,脉动频率为 6×50HZ=300Hz,比三相半波时大一倍。
小结:
v 9. 整流后的输出电压为两相电压相减后的波 形,即线电压。
三相桥式全控整流电路
v 由波形可见,输出电压波形每隔π/3重复一次,所以计算输出电压平均 值在60o内取其平均值即可。
v 在自然换相点处,定义α=0,但是其线电压相位并不为0,初始相位为 π/3,所以积分上下限存在一个固定相位偏移
三相桥式全控整流电路
v 电阻性负载 v 控制角α≤60o情况
电阻性负载控制角α≤60度
控制角α=60度
v 当 α 大于 60o 时,相电压瞬时值 过零变负,由于电感释放能量维 持导通
v 从而使整流输出乎均电压Ud进一 步减小。
控制角α=90度
v 当α =90时,此时输出 电压波形正负两部分面 积相等,因而输出平均 电压等于零。
v 电感性负载当电感大小 能保证输出电流连续时, 控制角的最大移相范围 为90。
v 10. 控制角为零时输出电压为线电压正半周的 包络线
v 11. SCR承受电压波形与三相半波一样,最大 为线电压的峰值。
小结:
v 12. SCR的换流:共阴极组在T+a,T+b,T+c之间, 共阳极组在T-a,T-b,T-c之间进行。整体看, 每 隔60度要触发一个SCR, 顺序为 T+a,T-c,T+b,Ta,T+c,T-b;
可控整流电路
三相桥式全控整流电路
第三节 三ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ桥式全控整流电路
v 一.电路构成: v 共阴极三相半波+共阳极三相半波。
第三节 三相桥式全控整流电路
v 一.电路构成: (输出串联构成)
三相桥式全控整流电路
v 共阴极组电路和共阳极组电路串联,并接到变压器 次极绕组上
v 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
v 此时,由于输出电压Ud波形连续, 负载电流波形也连续
v 在一个周期内每个晶闸管导通 120o,输出电压波形与电感性负 载时相同。
电阻性负载控制角α>60度
v 以控制角等于90度为例, 线电压过零时,负载电 压电流为0, SCR 关断, 电流波形断续
T+a,T-b导通过程
T+a,T-c导通过程
小结:
v 3. 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;一般非同 相。
v 4. 对共阴极组正半周触发,应依次触发T+a,T+b,T+c 互差120度
v 5. 对共阳极组负半周触发,应依次触发T-a,T-b,T-c 互 差120度
v 6. 接在同一相的两个SCR触发脉冲相位差180度。
三相桥式全控整流电路触发顺序
v 为了便于记忆,可画出三个 相差120o的矢量表示共阴 极组晶闸管T的下标+a、+b、 +c
v 然后相应各差180o画出共 阳极组晶闸管T的下标-a、b、-c得到相邻间隔60o的六 个矢量
v 顺时钟所得时序即是各晶闸 管触发顺序
三相全桥全控整流电路
v 控制角α=30o情况
v 输出电流平均值为:Id=Ud /R v 电阻负载当α=120时,Ud=0,控制角移相范围为120
三相全控桥输出特性
v 关系曲线:Ud/U2l --- α v 2.34U2=1.35U2l
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
v 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
v 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。
一.电感性负载电感性负载
v 设电感足够大, v 负载电流连续。 v 1.控制角α=0 v 相当于六个二极管整流
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