三相整流电路

2-3
2.2.1 三相半波可控整流电路
整流电压平均值的计算
a≤30时，负载电流连续，有：
1 Ud 2 3

5 a 6 a
2U 2 sin wtd (wt )
6
3 6 U 2 cos a 1.17U 2 cos a 2
（2-18）
当a=0时，Ud最大，为U d U d0 1.17U 2 。
2）阻感负载
特点：阻感负载， L 值很大， id波形基本平直。 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。
3 2
a
a g
5 6
5 6
di 3 LB k d(wt ) dt 2

Id
0
wLBdik
3 X BId 2
（2-31）
2-21
2.3 变压器漏感对整流电路的影响
换相重叠角g的计算
dik (ub ua ) 2 LB dt 6U 2 sin( wt 2 LB 5 ) 6
dik dik ua ub ud ua LB ub LB dt dt 2
（2-30）
换相压降——与不考虑变压器漏感时相比，ud平均值 降低的多少。
dik 1 a g 56 3 a g 56 U d ( u u ) d ( w t ) [ u ( u L )]d(wt ) 5 5 b d b b B 2 / 3 a 6 2 a 6 dt
2-15
触发脉冲
2.2.2
三相桥式全控整流电路
2) 阻感负载时的工作情况
a≤60时（a =0 图2－22；a =30 图2－23）
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。
2-19
2.3 变压器漏感对整流电路的影响
考虑包括变压器漏感在内的交流侧电感的影响， 该漏感可用一个集中的电感LB表示。 现以三相半波为例，然后将其结论推广。
VT1换相至VT2的过程：
因a、b两相均有漏感，故ia、 ib均不能突变。于是VT1和VT2 同时导通，相当于将a、b两相 短路，在两相组成的回路中产 生环流ik。 ik=ib是逐渐增大的， 而ia=Id-ik是逐渐减小的。 当ik增大到等于Id时，ia=0，VT1 关断,换流过程结束。
ud ua ub uc
O ia
a
wt
ib
wt wt wt
O ic O id O
O
阻 感 负 载 时 的 移 相 范 围 为 图2-16 三相半波可控整流电路，阻 感负载时的电路及a =60时的波形 90。
2-7
O u ac
wt
wt
2.2.1 三相半波可控整流电路
数量关系
由于负载电流连续， Ud可由式（2-18）求出，即
（2-32）
由上式得：
dik 6U 2 5 sin( wt ) dwt 2X B 6
（2-33）
进而得出：
ik
wt
5 6
a
6U 2 6U 2 5 5 sin( wt )d(wt ) [cos a cos(wt )] 2X B 6 2X B 6
（2-34）
2-22
Ud （2-20） Id R 晶闸管承受的最大反向电压，为变压器二次线电压峰值，
即
U RM 2 3U 2 6U 2 2.45U 2
（2-21）
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
U FM 2U 2
（2-22）
2-6
2.2.1 三相半波可控整流电路
2.3 变压器漏感对整流电路的影响
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。
2-14
2.2.2
Ud/U2随a变化的规律如图2-15中的曲线1所示。
1.2 1.17
Ud/U2
0.8 0.4 2 0 30 60 90 a/(° ) 120 150 1 3
图2-15 三相半波可控整流电路Ud/U2随a变化的关系 1－电阻负载 2－电感负载 3－电阻电感负载
2-5
2.2.1 三相半波可控整流电路
负载电流平均值为
2.2
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 。
2-1
2.2.1 三相半波可控整流电路
1)电阻负载
电路的特点：
a)
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。 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 。
Ud

1

2 a 3 a
（2-26） 6U 2 sin wtd (wt ) 2.34U 2 cos a
3 带电阻负载且a >60时，整流电压平均值为：
Ud 3
3



3
a
6U 2 sin wtd (wt ) 2.34U 2 1 cos( a ) （2-27） 3
（2-28）
晶闸管电压、电流等的定量分析与三相半波时一致。
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，接反电势阻感负载时的Id为：
Id Ud E R
（2-29）
式中R和E分别为负载中的电阻值和反电动势的值。
wt3
wt
c)
O ud
O i VT
1
wt
a=30的波形（图2-13）
特点：负载电流处于连续和断续 之间的临界状态。
d)
wt
e) f)
u VT
O
1
wt wt
u ab u ac
O
a>30的情况（图2-14 ）
特点：负载电流断续，晶闸管导 通角小于120 。
图2-12 三相半波可控整流电路共 阴极接法电阻负载时的电路及a =0时的波形
三相桥式全控整流电路
三相桥式全控整流电路的特点
（ 3 ） ud 一周期脉动 6 次，每次脉动的波形都一样，故该 电路为6脉波整流电路。 （4）需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲 可采用两种方法：一种是宽脉冲触发 一种是双脉冲触发（常用） (5）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管 承受最大正、反向电压的关系也相同。
ud
aia ib ic ia Id
wt
g
wt
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 2-20
2.3 变压器漏感对整流电路的影响
换相重叠角——换相过程持续的时间，用电角度g表示。 换相过程中，整流电压 ud 为同时导通的两个晶闸管所对 应的两个相电压的平均值。
IV
VT3 VT4 ub-ua =uba
V
VT5 VT4 uc-ua =uca
VI
VT5 VT6 uc-ub =ucb
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
请参照图2－18
2-13
2.2.2
三相桥式全控整流电路
三相桥式全控整流电路的特点
（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：
图2-15 三相半波可控整流电路 Ud/U2随a变化的关系 1－电阻负载 2－电感负载 3－电阻电感负载
2-8
2.2.1 三相半波可控整流电路
变压器二次电流即晶闸管电流的有效值为
I 2 I VT
晶闸管的额定电流为
1 I d 0.577 I d 3
（2-23）
I VT(AV)
晶闸管最大正、反向电压峰值均为变压器二次线 电压峰值
导通顺序：
VT1－VT2 －VT3－ VT4 －VT5－VT6
三相桥是应用最为广泛的整流电路
共 阴 极 组 —— 阴 极连接在一起的 3 个晶闸管（ VT1 ， VT3，VT5）
图2-17 三相桥式 全控整流电路原理图
共阳极组 —— 阳 极连接在一起的 3个晶闸管（VT4， VT6，VT2）
2-11
图2-12 三相半波可控整流电路共阴极接 法电阻负载时的电路及a =0时的波形
2-2
2.2.1 三相半波可控整流电路
a =0时的工作原理分析
变压器二次侧 a 相绕组和晶闸管 VT1的电流波形为例。
晶闸管的电压波形，由 3 段组成。
a)
R
u2 b)
a =0 u a wt2
ub
uc
O wt1 uG
a >60时（ a =90图2－24）
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。
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 。