第二节 三相半波可控整流电路
三相半波可控整流电路工作原理
三相半波可控整流电路工作原理三相半波可控整流电路是一种常见的电力电子器件，其工作原理是利用可控硅器件控制电流的通断，实现交流电到直流电的转换。
三相半波可控整流电路由三相交流电源、可控硅和负载组成。
其中，交流电源为三相交流电源，分别为A、B、C相，通过变压器进行降压和电压的匹配；可控硅是一种半导体器件，能够通过控制电流的方式实现通断；负载则是整流电路中电流流过的部分。
在三相半波可控整流电路中，每个可控硅的控制信号是通过控制电极与控制触发电路连接实现的。
当可控硅的控制电极电压大于门极电压时，可控硅通断，电流可以从交流电源中流入负载；当控制电极电压小于门极电压时，可控硅关闭，电流无法流入负载。
通过控制可控硅的通断，就可以控制整流电路中的电流流向，从而实现交流电到直流电的转换。
具体来说，当可控硅工作在通态时，正半周的电流流过负载，为直流电流；而当可控硅工作在断态时，负半周的电流无法通过可控硅，负载两端的电压为零。
通过这种方式，交流电信号就能够被转换成直流电信号。
在三相半波可控整流电路中，由于有三个可控硅，因此每个可控硅的工作时间只有1/3周期。
在交流电的每个周期内，只有一个可控硅工作，其余两个处于断态。
通过控制不同的可控硅，就能够实现单相整流、二相整流和三相整流。
同时，在整流过程中，要确保三个可控硅的触发角不同，以确保整流电路的稳定工作。
三相半波可控整流电路的应用非常广泛，特别是在工业领域中。
它可以将三相交流电转换成直流电，用于直流电机的驱动和电力输送等方面。
通过控制可控硅的通断，可以实现对电流的控制，从而实现对负载的控制。
此外，三相半波可控整流电路还具有体积小、效率高、操作方便等特点，广泛应用于各种类型的工业设备中。
总之，三相半波可控整流电路是一种重要的电力电子器件，通过可控硅的控制实现交流电到直流电的转换。
它在工业领域有着广泛的应用，可以实现对负载的精确控制，提高设备的效率和稳定性。
随着电力电子技术的发展，相信三相半波可控整流电路在未来会有更加广泛的应用。
三相半波可控整流电路接续流二极管
三相半波可控整流电路接续流二极管1.三相半波可控整流电路介绍三相半波可控整流电路是一种常用的电力控制电路，其基本原理是通过可控硅管对电源输入的交流电进行整流，调节电像的输出波形，从而满足不同的工作需求。
在三相半波可控整流电路中，接续流二极管发挥着重要的作用。
下面将逐一介绍这些内容。
2.可控硅管的工作原理可控硅管是一种具有双向导通能力的半导体元器件，由多个控制电极和主电极组成。
当控制电极接通一定的控制信号时，可控硅管的主电极会导通，从而使电路闭合，电流流通。
可控硅管的开关状态由心电控制电极的控制信号决定。
3.三相半波可控整流电路的工作原理三相半波可控整流电路是由三个单相半波可控整流电路组成的。
每个单相半波可控整流电路都包含了一个可控硅管和一个接续流二极管。
当三个单相半波可控整流电路依次导通时，就能够实现对三相交流电的整流。
在三相半波可控整流电路中，可控硅管控制电路通过接线板上的末端电极相连，当电源电压为正半周时，可控硅管会被触发，从而导通。
当电源反向时，可控硅管会自动关断。
接续流二极管的作用则是将电流导向电源负极端，防止电流回开发口。
同时，接续流二极管的负载能力比较强，能够承受较大的电流和电压，保证电路的稳定性。
4.三相半波可控整流电路的应用三相半波可控整流电路被广泛应用于工业、农业、交通运输等领域。
电力供应系统、钢铁冶金设备、机床、印刷机器等都需要使用该电路。
此外，在新能源领域中，三相半波可控整流电路也被广泛应用于太阳能、风力发电、储能等设备中。
5.三相半波可控整流电路在实际应用中需要注意的问题虽然三相半波可控整流电路具有较强的适用性和稳定性，但是在实际应用中也需要注意一些问题。
首先，需要注意电路的接线安全性，避免电路的短路。
其次，需要注意电路输出的波形稳定性，调节可控硅管的触发情况，保证输出电压的稳定。
此外，还需要对电路中的元器件进行定期维护和更换，保证电路的长期稳定运行。
6.结语三相半波可控整流电路是一种重要的电力控制电路，其工作原理和应用范围都十分广泛。
三相半波整流电路图
（二）输出电压 的平均值
Ud 1 T 1 u dt 0 T 0 2U 2 sin tdt
2 2 U 2 cos 0.9U 2 cos
（三）电感L上的电压及电阻R上的电压
uR U Rd uR ~ Ud
（四）输出电流
Id I0 I2
ω t α 阶段，晶闸管VT承受正向电压 在 ωt 0 到 但没有触发信号，晶闸管不会导通，u0 、i0 都等于零。
当 ω t α 的 ω t1 时刻，晶闸管 VT 被触发导通 . 导通 期间内有方程 u0 Ri0 L di0 2U 2 sin ω t
dt
解此方程可得输出电流为:
2 2π
U 2 (1 cosα )
图2-5 有续流二极管的单相半波 可控整流电路及其工作波形
3．输出电流平均值 I d I Rd
4．元件电压、元件电流
U Rd 2 U2 (1 cosα ) R 2π R
晶闸管 VT 所承受的断态正向峰值电压、反向峰值电压 及二极管VD的反向峰值电压都为 2U 。
④电源为三相对称系统，其表达式 如式 u 2U sin ω t
uV uW
U 2
2U 2 sin( ωt
2 π) 3 4 2U 2 sin( ωt - π) 3
2.4.1 电阻性负载 α 0时 （一）工作原理 那末，对上组（共阴连接组） R～S） 晶闸管，在ω t 30 ~ 150 （ 之间是 VT1 导通， VT 3 、 VT 5 承受 反压而关断；在 ω t 150 ~ 270 之间是 VT3 导通；在ω t 270 ~ 390 之间是 VT 5 导通。
图2-20 电阻性负载三相全控整流桥
三相半波可控整流电路
b
u
c
O u
G
w t
O u d iV O
T
w t w t1 w t
1
u
O
V T
1
u
w t
ac
O u
ab
w t
u
ac
α ≤30时的波形：负载电流连续，晶闸管导通角等于120 。 （α ＝30时负载电流连续和断续之间的临界状态）
（3）α =60时，波形如下图所示
u2
= 60° u
接入VD
图3-16 三相半波可控整流电路，阻 感负载(接续流管)时的波形
图3-15 三相半波可控整流电路，阻 感负载(不接续流管)时的波形
3.3 三相半波可控整流电路
3. 大电感负载接续流二极管
在0°≤α ≤30°区间，电源电 压均为正值， ud 波形连续，续 流管不起作用； 当 30 °＜ α ≤150°区间，电 源电压出现过零变负时，续流 管及时导通为负载电流提供续 流回路，晶闸管承受反向电源 相电压而关断。这样 ud 波形断 续但不出现负值。续流管 VD 起 作用时，晶闸管与续流管的导 通角分别为： 150 T
3.3 三相半波可控整流电路
一、 电阻性负载
1.电路的特点：
•变压器二次侧接成星形，
而一次侧接成三角形。
•三个晶闸管分别接入α 、
N
ud
id
b、c 三相电源，其阴极
连接在一起 —— 共阴极
接法 。
三角形
星形
3.3 三相半波可控整流电路
u
uα ud
N
自然换相点 （ α =0）
ub
uc
id
0 wt1 wt2 wt3 wt4
电气三相整流电路原理及计算
uT1
14
么么么么方面
• Sds绝对是假的
三相桥式全控
控电制阻角性α负＝载630°
1 1 11 33 33 55 55 11 6u6u 22 2u2ｖ 44 u4ｗ4 66 6u6u
ωt ωt
电阻性负载
135
id
u
v w ud R
4 62
uuv uuw uvw uvu uwu uwv uuv
3α
变换压相器过绕程组所漏对感应可的以时用间一用个电电感
L角B表度示表，示由，于叫漏换感向存重在叠，角使γ 电流 换向要经过一段时间，不能瞬时
完在成换相过程中，两相回路产
生一环流ik
iv=ik
iu=Id-ik
u LＢ
1
v LＢ
2
w LＢ
3
R
L
ud
uu
LB
di k dt
uv
LB
di k dt
uｄ
uu
22
2 U
22U s2isnin(nnt11s)in
nstidn((nt) 1)
n1
bnn
22
2U
22U c2ocson(snt11c)os
nctods((nt) 1)
n1
22 Ud U2 cos U U2
UR
1
U2
U
2 d
U2
1
8
cos2 2
2
u
UR Ud0
24
第四节 变压器漏抗对整流电路的影响
R id
uT1
uuv
晶闸管承受的最大反向
ωt 压降为 6U2
uuw
电流连续，１、２、３晶
三相半波可控整流电路
t
换相点开始计算，所以为 150。
6) 数量关系
整流输出电压平均值的计算
α ≤30时，负载电流连续，有：
p p U d2 1p 5 6 p 6
2 U 2sitnd (t)3 26U 2co s 1 .1U 7 2cos
3
当α =0时，Ud最大，为 UdUd01.1U 72 。
α >30时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有：
（如α =ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0时的波形如图所
示）
❖ua 过 零 时 ， VT1 不 关 断 ， 直到VT2的脉冲到来，才 换流，由VT2导通向负载 供电，同时向VT1施加反 压使其关断——ud波形中 出现负的部分。
电感性负载时， α的移相范围为90
原因是由于当α≥90时，Ud的波形正负对称，平均值为0， 失去意义。所以α的移相范围为90。
R
2)负载电压
一周期中，在ωt1~ ω t2期间，VT1导通，ud=ua 在ω t2~ ω t3期间， VT2导通，ud=ub 在ω t3~ ω t4期间，VT3导通，ud=uc
3)晶闸管的电压波形，由3段组 成：
第1段，VT1导通期间，uT1=0; 第2段，在VT1关断后，VT2导 通期间，uT1=ua-ub=uab，为一 段线电压;
2、到α≤30°，输出电压连续，导通角θ=120°； 当30° ＜α≤150°时，输出电压呈现断续，每个晶 闸管导通角为θ= 150°- α＜120°
3、控制角移相范围为0°~150°
2. 三相半波可控整流电路电感性负载
1) 特点：电感性负载，L值很大，id波形基本平直 ➢ α ≤30时：整流电压波形与电阻负载时相同 ➢ α >30时：ud波形中出现负的部分。 2) 电感性负载时， α的移相范围为90
三相半波可控整流电路(阻感负载)
1引言整流电路技术在工业生产上应用极广。
如调压调速直流电源、电解及电镀的直流电源等。
整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。
大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。
整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。
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。
滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。
变压器设置与否视具体情况而定。
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之间的电隔离（可减小电网与电路间的电干扰和故障影响）。
整流电路的种类有很多，有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。
把交流电变换成大小可调的单一方向直流电的过程称为可控整流。
整流器的输入端一般接在交流电网上。
为了适应负载对电源电压大小的要求，或者为了提高可控整流装置的功率因数，一般可在输入端加接整流变压器，把一次电压U1，变成二次电压U2。
由晶闸管等组成的全控整流主电路，其输出端的负载，我们研究是电阻性负载、电阻电感负载（如直流电动机的励磁绕组，滑差电动机的电枢线圈等）。
以上负载往往要求整流能输出在一定范围内变化的直流电压。
为此，只要改变触发电路所提供的触发脉冲送出的早晚，就能改变晶闸管在交流电压U2一周期内导通的时间，这样负载上直流平均值就可以得到控制。
2 三相可控整流电路当整流负载较大，或要求直流电压脉动较小，易铝箔时，应采用三相整流电路，其交流侧由三相电源供电。
三相可控整流电路中，最基本的是三相半波可控整流电路，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路，双反星形可控整流电路以及十二脉波可控整流电路等，均可在三相半波的基础上进行分析。
3 三相半波可控整流电路（阻感性负载）3.1 工作原理如果负载为阻感负载，且L 值很大，则整流电路Id 的波形基本是平直的，流过晶闸管的电流接近矩形波。
第二节：三相整流电路
一．基本电路和工作原理
1．电路的特点 ★ 变压器二次侧接成星形得到零线， 变压器二次侧接成星形得到零线， 一次侧接成三角形； 一次侧接成三角形； 可避免三次谐波电流流入电网 ★ VT1～2～3 分别接a、b、c三相电源， 分别接a 三相电源， 阴极连接在一起称：共阴极接法； 阴极连接在一起称：共阴极接法； ★ 在ωt1 ～ωt2 期间：ua 最大 期间： 在ωt2～ωt3 期间： ub 最大 期间： 在ωt3～ωt4 期间： uc 最大 期间： ★ 相电压的交点处称为：自然换向点 相电压的交点处称为： ★ 在三相整流电路中： 在三相整流电路中： 控制角 a 从自然换相点开始计算
ua
ub
uc
R
O
ω t 1
ω t 2
ω t 3
ω t
uG ud
O
ω t
iVT1
O
ω t
uVT1
O
ω t ω t
O
u
ab
u
ac
一．基本电路和工作原理
2．a = 0 ° 时的工作原理分析 ★ ud 波形为三相电压的包络线 波形为三相电压的包络线 ★ VT 两端的电压波形由三段组成： 两端的电压波形由三段组成： 第1段：VT1导通，uVT1≈ 0 导通， 第2段：VT2导通，VT1关断 导通， uVT1 ＝ ua－ub ＝ uab ，为线电压 第3段：VT3导通，VT1关断 导通， uVT1 ＝ ua－uc ＝ uac ，为线电压 ★ 增大 a 值，触发脉冲后移： 触发脉冲后移：
三 相 整 流 电 路
2.2.1 三相半波可控整流电路 2.2.2 三相桥式全控整流电路
输出的直流电压脉动较小，在载负容量较大时多采用； ★ 输出的直流电压脉动较小，在载负容量较大时多采用； 特点： 特点：易滤波 三相半波可控整流电路是基本的三相整流电路； ★ 三相半波可控整流电路是基本的三相整流电路； 三相桥式全控流电路是应用最广、最常用的电路。 ★ 三相桥式全控流电路是应用最广、最常用的电路。
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第二节 三相半波可控整流电路 一.电阻性负载
❖ (一)波形 ❖ 1. 控制角30<α<150 ❖ 2. 以α＝60为例
Ta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 自然关闭
❖ A相电流为id，其余为 零
Tb导通时刻
❖ Tb在换相角等于60度时触发导通， a 相承受Ua-Ub
❖ Tc在换相角等于30度 时触发导通，a相承受
Ua-Uc
❖ C相电流为id，其余为 零
α≤30°时工作小结
❖ Ａ相晶闸管的电压波形，由3段组成： 0， uab，uac ，最大电压为线电压峰值 (1.414UL)。
❖ 增大α值，输出整流波形后移，每管依次导通 120度；
❖ α=30°时，负载电流处于连续和断续之间的 临界状态
❖ 负载电流断续； ❖ 晶闸管导通角小120° ❖ 晶闸管的电压波形:由6
段组成：0，ua,uab， ua,ua，ua,c
导通角与电流连续关系
❖ α<30时，输出电压ud和输出电流id波形保持 连续状态，各相晶闸管保持导通120
❖ α=30正好是ud和id波形连续的临界状态，此 时各相保持导通120
❖ 当Tb电压变为零时，Tb自然关闭, 此时a相晶闸管承受电压ua
❖ B 相电流为 id ，其余为零
Tc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 电压变为零时，Tc 自然关 闭 , 此时 a 相承受电压为ua
❖ c 相电流为 id ，其余为零
30o< α < 150o时工作小结
当a=150°时，Ud等于零，也说明最大导通角 只能是150 °
电压量关系图
负载电流计算
❖ 负载电流平均值为
❖ 晶闸管轮流导通，所以平均值为负载的三分 之一
晶闸管电压额定值计算
❖ 闸管承受的最大反向电压，为变压器二次线 电压峰值，即
❖ 晶闸管阳极与阴极间的最大正向电压等于变 压器二次相电压的峰值，即
❖ α>30时，输出电压ud和id波形出现断续， 各相晶闸管导通小于120
平均电压计算
❖ 整流电压平均值的计算 ❖ a≤30°时，负载电流连续，有：
当a=0时，Ud最大为： Ud=Udo=1.17U2
平均电压计算
❖ 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：
二.电感性负载
❖ （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，只有当移相角为150度时，正负面积为零，此时
Ud为零
二.电感性负载
❖ （三）电感量较小时 ❖ 输出电压的平均值计算：与单相全桥类似
P23(式2-10)计算项一样，输出周期不一样全 桥时周期为π，三相半波时为2π/3计算结果 所以有个3/2倍数关系 ❖ 由于触发角起点定义的差别，相位上相差30
二.电感性负载
❖ （三）电感量较小时 ❖ Ud/U2与α关系曲线
终止于150度
二.电感性负载
❖ （三）电感量较小时 ❖ 控制特性与单相桥式相
类似P24页 比例不一样 纵坐标*3/2 横坐标-30度
三相半波共阳极可控整流电路
❖ 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
α＝０o工作小结
❖ 在共阴极电路中,那相电压最高,则该相绕 阻的整流管导通,其余两相上的整流管承受 反压而截止,ud波形为三相相电压的包络线 每相序每管依次导通120度。 ❖ 二极管换相时刻（三相相电压正半周波形的交点 ωt1 ωt2 ωt3 ）为自然换相点，是各相晶闸管 能触发导通的最早时刻，将其作为计算各晶闸管 触发角α的起点，即α =0°
流管情况相当于三个整流管 情况)
Ta导通时刻
❖ 在三相相电压正 半周波形的交点 t1处触发 ❖ 最高电压为a相， 所以a相SCR导通
Tb导通时刻
❖ 在三相相电压正 半周波形的交点t2处触发 ❖ 最高电压为b相所以b相
SCR导通 ❖ a相承受Ua-Ub
Tc导通时刻
❖ 在三相相电压正 半周波形的交点t3处触发 ❖ 最高电压为c相 所以c相SCR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-Uc
❖ c相电流为id，其余为零
平均电压计算
❖ 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，
当a=0时，Ud最大， 为Ud=Udo=1.17U2 当a=90时，Ud为零 所以移相范围内90o
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
导通
Ta导通时刻
1. 在三相相电压负半周波形的交 点后α角处触发
2. 最低电压为a相，所以a相SCR 导通
Tb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
Tc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c相，所以c相SCR导 通
可控整流电路
三相半波可控整流电路
第二节 三相半波可控整流电路
❖ 单相可控整流电路特点：元件少，电路简单; ❖ 缺点：Ud脉动较大，三相电网不平衡，仅适于小容
量设备。 ❖ 三相可控整流电路： ------三相半波； ------三相桥； ------带平衡电抗器双反星形等
三相可控整流电路·引言
❖ 交流测由三相电源供电。 ❖ 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
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。
总结
❖ 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=±1.17U2cos α
❖ a≤30°时：整流电压波形与电阻 负载时相同。
❖ a>30°时（如a=60°时的波形 ❖ 如图2-16所示）。 ---- u2过零时，VT1不关断，直到
VT2的脉冲到来，才换流，ud波 形中出现负的部分。 -----id波形有一定的脉动，但为简化 分析及定量计算，可将id近似为 一条水平线。 ❖ 阻感负载时的移相范围为90°。
第二节 三相半波可控整流电路 一.电阻性负载
❖ 电路结构: ❖ 1. 变压器二次侧接成星形得到零线，而一次侧接成三角形避
免3次谐波流入电网; ❖ 2.三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，其阴极连接在一
起 ❖ —共阴极接法
第二节 三相半波可控整流电路 一.电阻性负载
❖ (一)波形 ❖ 1.控制角α=0(相当于三个整
三相半波可控整流－电阻性负载
❖ (一)波形 ❖ 1.控制角α=30
Ta导通时刻
❖ 在换相角等于30度时Ta 触发导通
❖ A相电流为id，其余为 零
❖ 当其电压变为零时，正 好触发B相
Tb导通时刻
❖ Tb在换相角等于30度时 触发导通，a相承受UaUb
❖ B相电流为id，其余为 零
Tc导通时刻
三相半波共阳极可控整流电路
❖ 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 =-
1.17U2 cosα(大电感负载)
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
❖ 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
Tb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-Ub
❖ B相电流为id，其余为零
Tc导通时刻
❖ Tc 在换相角等于 60度时触发导 通，a相承受Ua-Uc
晶闸管电流额定值计算
1。α≤30时 2。30<α<150时
3。α=150时
电流量关系图
电感性负载
❖ 设L足够大 id连续；导通角：120度；
电感性负载
❖ （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
Ta导通时刻
❖ 晶闸管的额定电流为
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
❖ 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。
电压关系图
❖ Ud/U2与a成余弦关系，如图中的曲线所示。
阻感负载下三相半波可控整流电路
❖ 特点：阻感负载，L值很大，id波 形基本平直。