三相桥式全控整流电路幻灯片
三相桥式全控整流电路

8.2.6 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路相当于一组共阴极的三相半波和一组共阳极的三相半波可控整流电路串联起来构成的。
习惯上将晶闸管按照其导通顺序编号,共阴极的一组为VT1、VT3和VT5,共阳极的一组为VT2、VT4和VT6。
其电路如图8.22所示图8.22 三相桥式电阻性负载全控整流电路对于图8.22的电路,可以像分析三相半波可控整流电路一样,先分析若是不可控整流电路的情况,即把晶闸管都换成二极管,这种情况相当于可控整流电路的时的情况。
即要求共阴极的一组晶闸管要在自然换相点1、3、5点换相,而共阳极的一组晶闸管则会在自然换相点2、4、6点换相。
因此,对于可控整流电路,就要求触发电路在三相电源相电压正半周的1、3、5点的位臵给晶闸管VT1、VT3和VT5送出触发脉冲,而在三相电源相电压负半周的2、4、6点的位臵给晶闸管VT2、VT4和VT6送出触发脉冲,且在任意时刻共阴极组和共阳极组的晶闸管中都各有一只晶闸管导通,这样在负载中才能有电流通过,负载上得到的电压是某一线电压。
其波形如图8.23所示。
为便于分析,可以将一个周期分成6个区间,每个区间图8.23 三相桥式电阻性负载a=0°时波形区间,u相电位最高,在时刻,即对于共阴极组的u 相晶闸管VT1的的时刻,给其加触发脉冲,VT1满足其导通的两个条件,同时假设此时共阳极组阴极电位最低的晶闸管VT6已导通,这样就形成了由电源u相经VT1、负载及VT6回电源v相的一条电流回路。
若假设电流流出绕组的方向为正,则此时u相绕组的电流为正,v相绕组上的电流为负。
在负载电阻上就得到了整流后的直流输出电压,且,为三相交流电源的线电压之一。
过后到时刻,进入区间,这时u相相电压仍是最高,但对于共阳极组的晶闸管来说,由于w相相电压为最负,即VT2的阴极电位将变得最低。
所以在自然换相点2点,即时,给晶闸管VT2加触发脉冲,使其导通,同时由于VT2的导通,使VT6承受了反向的线电压而关断了。
三相桥式全控整流电路演示幻灯片

ⅤⅥ uca ucb
uab uac
O
i V T1
O u V T1
u a b u a c u bc u ba u c a u c b u a b u a c
O u ab u ac
?t
?t ?t ?t
返回 18
图-3
三相桥式全控整流电路
带电阻负载a=30?时的波形
u d 1 ? ?= 3 0 °u a
14
四、归纳比较
2. 全控器件也可组成可控整流电路
超前相角控制的波形不同于滞后 相角控制区别:前者的控制角 α由自 然换相点向左计算;后者的控制角 α 由自然换相点向右计算。六只晶体管 工作顺序与负载电压关系与晶闸管相 同。
整流变压器二次侧绕组相电流 i U 基波电流i a 1 超前于电源相电压u U一 个Ф角(Ф=α),实现了超前相角
ub
uc
? t1 O
ud2
ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
ud
uab
u a c u bc
uba u ca u cb u ab u ac
O
u V T1
u ac
u ac
O
uab
?t
?t
?t
返回
20
图-5
三相桥式全控整流电路
带电阻负载a=90?时的波形
u d1
ua
ub
uc
ua
ub
O
u d2 ud
u ab u ac
u bc u ba
波形图: a =90? ( 图-5) ? 带电阻负载时三相桥式全控整流电路 a角的移相范
围是120?
7
二、原理分析
2.电路工作波形
2 )阻感负载时的工作情况
三相桥式全控整流电路

������ ������
������������ +������ ������ ������ +������ ������
������ × ������ × ������������ ������������������(������ ������)������ ������������ = ������. ������������������������ ������������������ ������
图 11 线电流 Ia 的电流波形如图 12
图 12 总上所述,设定题目中所给定的参数,可以得到如上图 10,11,12 所需要的波形。 (2)建立线电压 380V,50Hz,阻感负载为 1ohm,L=1mH 的电路图如上图 4
图4 利用 MATLAB 建立仿真如下图 13,仿真图:
一, 三相桥式全控整流电路工作特性。 (答案均为加粗字体出现) 1, 电阻负载的移相范围是?揭示α 超出 120°后的工作状态。负载电流断流的临界 α 是多少?推导连续与不连续的输出电压的平均值公式。 2, 阻感负载的移相范围是?解释α 超出 180°后工作状态。推导连续时输出电压平 均值公式。 二, 三相全桥整流相控电路仿真,线电压 380V,50Hz,电阻负载 1ohm。阻感负载为 1ohm,L=1mH,解释波形。 (此题目选取α =60°来解释波形) 。 解,一 (1) 首先给出负载为纯电阻的三相桥式全控整流电路的电路图如下图 1,其中 L 值为 0.
解仿真模型如下: (1),建立线电压 380V,50Hz,电阻负载 1ohm 的电路模型如图 1,设置时将 L 设置为 0.
图1 利用 MATLAB 建立仿真如下图 6
图6 其中三相电压的波形如下图 7
图7 其中 6 相同步脉冲发生器选择双脉冲触发形式,得到的波形如图 8 下:
三相桥式全控整流电路

12
三、定量分析
➢ 4. 整流变压器视在功率计算
➢ 1). 流过整流变压器二次侧的电流在前面已经算得:
i
I
d
2π/3
0
π
2π/3
2π
ωt
TR二次侧电流有效值: TR二次侧电压有效值:
I2
2 3 Id
0.816Id
U2
Ud 2.34
TR二次侧视在功率:
S2
3U 2I2
3
Ud 2.34
0.816
I
O
id O iVT1 O
t
t
t t
返回
22
图-7
三相桥式全控整流电路
带阻感负载a=30时的波形
ud1 = 30°ua
ub
uc
O ud2 ud
t1
ⅠⅡ uab uac
Ⅲ ⅣⅤⅥ ubc uba uca ucb uab uac
O
id O ia O
t
t
t t
返回
23
三相桥式整流电路
图-8
带阻感负载,a=90时的波形
14
四、归纳比较
2. 全控器件也可组成可控整流电路
超前相角控制的波形不同于滞后 相角控制区别:前者的控制角α由自 然换相点向左计算;后者的控制角α 由自然换相点向右计算。六只晶体管 工作顺序与负载电压关系与晶闸管相 同。
整流变压器二次侧绕组相电流iU 基波电流ia1超前于电源相电压uU一 个Ф角(Ф=α),实现了超前相角
= 90°
ud1
ub
uc
ua
O
ud2 ud
t1
uab
ⅠⅡ uac ubc
ⅢⅣ uba uca
三相桥式全控整流电路(阻感负载)

晶闸管VT1的波形由 负载电流id波形决定, 和ud的波形不同
图3-2 三相桥式全控整流电路(阻感负载)α=0°的波形
α>60°,阻感负载与电阻 负载不同 阻感负载时,由于电 感L的作用,ud波形 会出现负的部分。
图3-3 三相桥式全控整流电路(阻感负载)α=90°的波形
若电感L值足够大, ud正负面积基本相等, ud平均值近似为零。
授课教师:谭阳
2 d
2
3
Id 3
数值计算
④ 晶闸管所承受的最大正反向电 压:
2 3U2 6U 2
⑤ 整流变压器二次侧正、负半周 内均有电流流过 每半周期内导通 120°,变压器二次侧电流有效值:
I2
2 3 Id
图3-1 三相桥式全控整流电路(阻感负载)
三相桥式全控整流电路 (阻感负载)
谢谢观看!
a 角移相范围为90
图3-3 三相桥式全控整流电路(阻感负载)α=90°的波形
电路分析 ☞①输出电压平均值Ud
整流输出电压在一周期内脉动六次, 且每次脉动的波形相同
因此,计算Ud 的平均值, 只需对一个脉波(即1/6 周期)进行计算即可
图3-4 三相桥式全控整流电路(阻感负载)α=90°的波形
设其表达式为
区别
三相桥式全控整流电 路电阻负载时α=0°, id波形和ud波形形状 一样
图3-2 三相桥式全控整流电路(电阻负载)α=0°的波形
区别
阻感负载时,由于电 感作用,使得负载电 流波形变得平直。
图3-1 三相桥式全控整流电路(电阻负载)α=0°的波形
区别
当电感足够大时,负 载电流的波形近似为 一条水平线。
重庆电力高等专科学校
三相桥式整流ppt课件

总结:
(1)电路结构:交流电源(Y或△)+换流桥+直流负载。
(2)前提假设:三相交流、晶闸管、平波电抗器理想,且负载电流平直无波纹
(3)数量关系: Ud 2.45U2 cosa 1.35Ul cosa Ud0 cosa
Id
Ud R
(4)触发角: 0<a<90°换流桥整流,平均电压正值。
(5)波形图: 变压器绕组副边电流(1/3正Id 、 1/30、1/3负Id)
O
t
ia
uab
uac
O
t
ud1 a= 60°ua
ub
uc
3)a=60时的波形
t1 O
t
ud2
ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
ud uab uac ubc uba uca ucb uab uac
O
t
uVT1
uac
O
uac t
uab
4)a=90时的波形 ud1 ua
ub
uc
ua
ub
O
t
ud2 ud
uab uac ubc uba uca ucb uab uac ubc uba
t
u d2 ud
u ab
ⅠⅡ u ac u bc
ⅢⅣ u ba u ca
ⅤⅥ ucb uab
u ac
O
u VT1
u ac
t u ac
O
t
u ab
(3)基本数量关系计算
1)负载输出平均值电压 对于电感性负载,电压波形总是连续:
2)负载输出平均值电流 3)晶闸管输出有效值电流 4)变压器二次测有效值电流
负载电压电流Id平直无波纹
a=3 0
ud1 a = 30°ua
三相桥式整流PPT学习教案
O
t
id
O
t
ia
O
t
第19页/共20页
Ud90 1.35Ul *(1 cos(180/ 3 90))
1.35Ul (1
3 2
)
1.35Ul
*
0.1
3
4
第10页/共20页
三相桥式全控整流电路阻感性负载
第11页/共20页
(1)电路结构描述
1)三相理想交流u2,电流i2 6个晶闸管桥式布置,一周一次触发,触发间隔60 导通120度,即1/3周期 2)负载为大电感与电阻,组成阻感性负载,负载上电流近似看成不变。
6)a=90 ,电压连续,平均电压为0,电流平直无波纹
a = 90° u d1
ub
uc
ua
O
t1
t
u d2 ud
u ab
ⅠⅡ u ac u bc
ⅢⅣ u ba u ca
ⅤⅥ u cb u ab
u ac
O
u VT1
u ac
t u ac
O
t
u ab
第16页/共20页
(3)基本数量关系计算
1)负载输出平均值电压 对于电感性负载,电压波形总是连续:
2)负载输出平均值电流 3)晶闸管输出有效值电流 4)变压器二次测有效值电流
第17页/共20页
总结:
(1) 电路结构:交流电源(Y或△)+换流桥+直流负载。
(2) 前提假设:三相交流、晶闸管、平波电抗器理想,且负载电流平直无波纹
(3) 数量关系:Ud 2.45U2 cosa 1.35Ul cosa Ud0 cosa
O t1
t
ud2
ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
ud
第二节:三相整流电路精品PPT课件
ia 为正;
ia
uab
uac
● 在VT4 处于通态的120 期间:
O
ωt
ia 的形状与同时段 ud 波形相同, 但 ia 为负值;
图2-20 三相桥式全控整流 电路带电阻负载 a = 30 时的波形
ud1 a = 30°ua
ub
uc
O ωt1
ωt
ud2
u g1,6 u g2,1 u g3,2 u g4,3 u g5,4 u g6,1 u g1,2
ud
ⅠⅡ
uab uac
uⅢbc
Ⅳ
uba
Ⅴ
uca
Ⅵ
ucb
uab uac
ωt
O1
O
ωt
a
uVT1
uab uac ubc uba uca ucb uab uac
O
ωt
ia
uab
uac
O
ωt
★ a=60 时工作情况
ud1 a = 60°ua
ub
uc
● ud 波形中每段线电压的波
wt1 O
wt
形继续后移; ● ud平均值继续降低;
输出电压 ud= ua
a)
★ 在ωt2 处,VD2导通;
输出电压 ud= ub
★ 在ωt3 处,VD3导通;
输出电压 ud= uc
b)
★ 相电压正半周交点处被称为:
u
a =0
u
a
2
T a
b
c u
d
u
uR
b
c
O wt
wt
wt
1
2
3
共阴极接法的自然换相点
u
G
c)
三相桥式全控整流电路(阻感负载)
α≤60°时
ud波形连续
特点二
电路的工作情况与带电阻负载时十 分相似
图3-2 三相桥式全控整流电路(电阻负载)α=0°的波形
电阻负载电路
晶闸管的通断
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。
整流输出 电压波形
晶闸管承受 的电压波形
图3-1 三相桥式全控整流电路(阻感负载)
电阻负载电路
在0°≤α≤90°范围 内负载电流连续
uUV 3 2U2 sint
线电压uUV超前于相电 压uU30°
负载上承受的是 线电压
图3-1 三相桥式全控整流电路(阻感负载)
电路分析
整流输出电压连续时
Ud
1
2 3
3
3
6U2 sintd (t) 2.34U2 cos
晶闸管VT1的波形由 负载电流id波形决定, 和ud的波形不同
图3-2 三相桥式全控整流电路(阻感负载)α=0°的波形
α>60°,阻感负载与电阻 负载不同 阻感负载时,由于电 感L的作用,ud波形 会出现负的部分。
图3-3 三相桥式全控整流电路(阻感负载)α=90°的波形
若电感L值足够大, ud正负面积基本相等, ud平均值近似为零。
重庆电力高等专科学校
3.4三相桥式全控整流电路(阻感负载)
《电力电子技术》在线课程
授课教师:谭阳
电路的结构
电阻负载电路 VT1、VT3、VT5共阴极连接 VT2、VT4、VT6共阳极连接
☞晶闸管的导通顺 序为VT1-VT2-VT3VT4-VT5-VT6。
图3-1 三相桥式全控整流电路(阻感负载)
2 d
三相桥式全控整流电路(阻感负载)
3.4三相桥式全控整流电路(阻感负载)
《电力电子技术》在线课程
授课教师:谭阳
电路的结构
电阻负载电路 VT1、VT3、VT5共阴极连接 VT2、VT4、VT6共阳极连接
☞晶闸管的导通顺 序为VT1-VT2-VT3VT4-VT5-VT6。
图3-1 三相桥式全控整流电路(阻感负载)
a 角移相范围为90
图3-3 三相桥式全控整流电路(阻感负载)α=90°的波形
电路分析 ☞①输出电压平均值Ud
整流输出电压在一周期内脉动六次, 且每次脉动的波形相同
因此,计算Ud 的平均值, 只需对一个脉波(即1/6 周期)进行计算即可
图3-4 三相桥式全控整流电路(阻感负载)α=90°的波形
设其表达式为
区别
三相桥式全控整流电 路电阻负载时α =0°, id波形和ud波形形状 一样
图3-2 三相桥式全控整流电路(电阻负载)α=0°的波形
区别
阻感负载时,由于电 感作用,使得负载电 流波形变得平直。
图3-1 三相桥式全控整流电路(电阻负载)α=0°的波形
区别
当电感足够大时,负 载电流的波形近似为 一条水平线。
晶闸管VT1的波形由 负载电流id波形决定, 和ud的波形不同
图3-2 三相桥式全控整流电路(阻感负载)α=0°的波形
α >60°,阻感负载与电阻 负载不同 阻感负载时,由于电 感L的作用,ud波形 会出现负的部分。
图3-3 三相桥式全控整流电路(阻感负载)α=90°的波形
若电感L值足够大, ud正负面积基本相等, ud平均值近似为零。
电阻负载电路
在0°≤α≤90°范围 内负载电流连续
uUV 32U2si nt
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控制角α=30工作情况
❖ 一. 电感负载设电感足 够大
❖ 负载电流连续。 ❖ 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
❖ 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:
❖ 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。
❖ 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
❖ 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
❖ 6. 接在同一相的两个SCR触发脉冲相位差180度。
❖ 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
❖ 设电感足够大, ❖ 负载电流连续。 ❖ 1.控制角α=0 ❖ 相当于六个二极管#43;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
❖ 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
❖ 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。
❖ 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。
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
T+a,T-b导通过程
T+a,T-c导通过程
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
三相桥式全控整流电路
❖ 电阻性负载 ❖ 控制角α≤60o情况
电阻性负载控制角α≤60度
T+c,T-b导通过程
晶闸管及输出整流电压的情况
小结:
❖ 1. SCR触发导通规律 ❖ 共阴极组:哪个阳极电位最高时,哪个SCR管应触发导通; ❖ 共阳极组:哪个阴极电位最低时,哪个SCR管应触发导通; ❖ 2. 自然换相点(控制角为0的点): ❖ 共阴极组: 三相相电压正半周波形的交点ωt1,ωt3,ωt5 ❖ 共阳极组: 三相相电压负半周波形的交点ωt2,ωt4, ωt6
三相桥式全控整流 电路幻灯片
优选第三章三相 桥式全控整流电
路
第三节 三相桥式全控整流电路
❖ 一.电路构成: (输出串联构成)
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
❖ 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
小结:
❖ 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。
❖ 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:
❖ 9. 整流后的输出电压为两相电压相减后的波 形,即线电压。
❖ 10. 控制角为零时输出电压为线电压正半周的 包络线
❖ 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:
❖ 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;
三相桥式全控整流电路触发顺序
❖ 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
❖ 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
❖ 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
❖ 控制角α=30o情况
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。
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。