电力电子3-2

1. 在 0º≤α≤30º区，ud 波形不会出现负值。 如图所示。而电流id 波形为方波。 图中还给出了 电流id是由id1+id3+id5组成。

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分别说来：（ α=20º ） 输出电压波形：如图所示，在该区间， 输出电压不出现负值。假定电路已经稳 定，在自然换相点1后，A 相电压最高。 在ωt1时触发脉冲加到A 相的晶闸管DT1 上，DT1导通，输出电压：
逆变区

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α≥90º 区, ud波形出现的负值面积大于正 值的面积，平均电压Ud下降，为负值。 这一区域，可以提供了逆变的条件之一： 负电压。这一点在以后的章节中加以描 述。
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共阳极三相半波可控整流电路

三相半波整流电路中除了上面介绍的共阴极接 法外，还有一种把三只晶闸管阳极联接在一起， 而三个阴极分别接到三相电源上去，如图的电 路，称为共阳极的接法。

DT1、DT3、DT5接成共阴极电路，DT2、 DT4、DT6接成共阳极电路。同一相中A 相供给DT1 和DT4；B相供给DT3和DT6； C相供给DT5和DT2。
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三相全控桥电路为三相共阴组和三相共 阳组的串联，且控制角 α 完全相同。因 此，整流输出电压是三相半波的两倍： Ud=2×1.17U2cos α 很显然，三相全桥用晶闸管要求的最大 正反向电压比三相半波线路中的晶闸管 46 1 低一半。 2014-6-1

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电路输出A相移到B相的。
u d= ub；
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显见，共阳极接法的波形情况与共阴极接法 相位仅是输出极性相反，电感负载时共阳极 整流电压与α的关系为： Ud= –1.17U2cos α 电路各电量的计算与共阳极接法相同。
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显见，共阳极接法的波形情况与共阴极 接法相位仅是输出极性相反，电感负载 时共阳极整流电压与α的关系为： Ud= –1.17U2cos α 0º ≤α≤30 º
在该相电压 ua 过零时， 由于电感的续流作用，晶闸 管DT1并不关断，输出电压 出现负值。电感提供能量 , 输出电压ud1=ua, ua为负值.
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在 ωt2 时触发晶闸 管 DT3 导 通 ， 关 断前面导通的晶 闸 管 DT1 ， 输 出 电压ud=ub， 同样在该相电压 ub 过 零 时 ， 由 于 电感提供能量， 晶 闸 管 DT3 并 不 关断，输出电压 ud也出现负值；

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2。三相桥式可控整流电路
三相半波可控整流电路，不管是共阴极接法还 是共阳极接法，都只用三只晶闸管，接线简单， 一个周期输出电压有三个波头，波动频率为 150HZ。但要输出同样的Ud，晶闸管承受的正 反向峰值电压大。 另外变压器二次绕组，在交流电一个周期中每 相仅导通 120度，电流是单方向，所以，存在 直流磁化问题，（为了防止磁饱和，要加大铁 芯截面积，增大损耗）。 还有直流输出的电流要流入电网的零线，引起 额外的损耗。特别要加大零线的截面积。
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共阳极电路的特点：
可以把三只晶闸管的阳极固定在一块 大的散热片上，散热效果好，安装方 便。（ 原因是螺旋式晶闸管的阳极接 散热片） 2：触发电路要严格隔离。我们知道， 晶闸管工作是在阳极电位高于阴极电 位时，即阳极承受正相电压时由触发 信号才能导通。也就是说，三只晶闸 管各在交流电负半周才能触发导通。
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在交流电过零后靠什么来维持晶闸管导通呢？ 这是由于电感L的作用，当负载电流变化时，电 感两端电压uL就由感应电势eL来决定。当负载电 流从小变大时，感应电势来阻碍电流的增大； 当负载电流从大变小时，感应电势来阻碍电流 的减小。

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这样，即使电源电压过零变负，由


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ud =ud1+ ud3 + ud5 = u a+ u b + u c
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输出电流波形： 电流波形为方波。分别由iD1和iD3和 iD5组成： 电流 id = iD1 + iD3 + iD5

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2. 30<α≤90º 区

30<α≤90º 区 ud 波形出现负值，平均电压下降,但Ud 为正值。 见下图 我们分析如下：
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三相全控桥整流电路
工业上应用的三相桥式电路就是由三相 半波电路发展起来的。 三相全控桥整流电路一般用于直流电动 机、或要有能实现有源逆变的电路负载。 为了改善电流波形，有利于直流电动机 换相及减小火花，一般要串入电感量足 够大的平波电抗器。这就等同于大电感 负载。

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三相全控桥整流的工作原理：


为了搞清楚α变化时各晶闸管的导通规律性， 并分析输出波形的变化。 图3-12中给出了的情况。要求六路触发脉冲信 号先后向各自所控制的晶闸管的门极送信号： 共阴极组在三相电源相电压正半周的 1、3、5 点处分别触发晶闸管DT1、DT3、DT5。 而共阳组在三相电源相电压正半周的 2、4、6 点处分别触发晶闸管DT2、DT4、DT6。
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DT1承受电压的情况如下：
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对晶闸管DT1来说，分别承受三段电压： 1）导通段：UDT1为零；



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2）DT3导通段： UDT1为线电压uab；
3） DT5导通段： UDT1为线电压uac 。
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只要电感量足够大，导通的晶闸管就 会维持到下一个晶闸管（下一相）触发 导通。 当下一相的晶闸管导通时，就使原来 导通的晶闸管承受反向电压而关断，我 们称强迫关断，也称为换相。
第三章
三相可控整流 (电感负载）
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第三章2： 主要内容：
1。电感负载下的三相半波可控整流 1）三相半波可控整流（共阴） 2）三相半波可控整流（共阳） 2。三相桥式可控整流 1）三相桥式可控整流电路的形成 2）三相桥式可控整流电路 3）三相半桥可控整流电路

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在0 º ≤α≤30 º
电源电压均为 正值，波形连 续，续流二极 管不起作用。
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在30º <α≤150 °
当30º <α≤150º 时，
电源电压出现过 零变化时，续流 二极管及时导通， 为负载提供续流 回路，则晶闸管 承受反压而关断。 这样不出现负值。
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续 流 二极 管 起作 用 时 ， 晶 闸 管导 通角为： θt =150º -α 二极管D的导通 角为： Θd = 3×(α-30º )

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有续流二极管时的计算：
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1 ：由于三个阳极联结在一起 ( 等电位 ) ，

三相交流电的自然换相点分别为2、4、 6、8点，而且换相点总是换到阴极更负 的那一相去。
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在自然换相点2处，过α=30度，在 ωt1时 刻触发C相晶闸管DT5导通， 输出整流电压ud =uc ； 这时晶闸管DT1承受线电压uac ； 。

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上述缺点使三相半波整流电路多用在一 般中等偏小容量的设备上。 为了克服上述缺点，可利用共阴接法与 共阳极接法对同一台整流变压器二次绕 组相反的作用特点，克服直流磁化作用。
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三相全控桥整流电路组成


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如果两电路（两台电动机）的参数一样，要求调压 移相的控制角 α 也一样，两组电路各自独立工作， 但由于两组中流过中线的电流方向相反，大小相等， 所以中线合成电流为零。 这个电路我们看到了一个问题，中线上合成电流为 零，我们将中线取消，也不会影响工作，如果将两 组负载合并，就构成三相桥式整流电路。 43
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三相半波可控整流（电感负载）

如果负载是大电感性的，L值很大时， 整流输出电流基本是连续平直的。流过 晶闸管的电流近似为矩形波形。
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在大电感负载下，只要输出整流电压不为零，每 相晶闸管均导通120º ，与控制角 α无关。 其电流波形为方波。
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1. 0≤α≤30º 区
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=
当 A 相电压更负，所以在 ωt2 时触发 A 相 晶闸管 DT1, 晶闸管 DT1 导通负载电流由 DT1提供。 DT1导通使 DT5立即承受到线电压而关断。

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电路输出从C相移到A相。 ud = ua；
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同理ωt3时间B相电压更负，触发B相晶 闸管DT3导通， DT3导通后使DT1立即承受线电压而关断。
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在ωt3时触发晶闸 管DT5导通，关 断前面导通的晶 闸管DT5，输出 电压ud=uc，同样 在该相电压uc过 零时，由于电感 的续流作用，晶 闸管DT5并不关 断，输出电压ud 也出现负值； 。
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但由于每一个晶闸管导通中都有一个负值 区，最后输出平均电压Ud下降, 但输出直流 平均电压Ud仍保持正值。