第3章 2三相半波整流
三相半波可控整流电路ppt课件
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析和计算方法，与接续流管的
三相半波大电感负载相同。
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12
3.3 三相半波可控整流电路
❖ 各电量计算
(1) 负载电压平均值Ud和电流平均值Id
1) 0°≤α≤30°时
U d 1 .1U 2 7 co U sd 0cos
2) 30°≤α≤150°时
U d 3 0 . 4 U 2 [ 1 5 c6 o ) s 1 2 ] ( 0 . 6 U 2 7 [ 1 c 5 6 o )s
与单相全控桥反电势负载情况相 似，在电枢回路中串入电感量足 够大的Ld。这就为含有反电势的 大电感负载，其波形分析、各电 量计算式与大电感负载时相同 ， 仅电流计算公式不同
图3-17 三相半波可控整流电路，反电动 势负载的波形
Id
Ud E Rd
同样，为了扩大移相范围，并
使id波形更加平稳，也可在负载 两端并联续流管VD。其波形分
每管导通120°, 三相电源 轮流向负载供电，负载电压
u 2 =0 uα
R
ub
uc R
id
b)
O wt1
wt2
w t3
wt
ud为三相电源电压正半周包
uG c)
O
wt
络线。
ud
d)
O
wt
变压器二次绕组的电流:变
i VT 1
压器二次侧α 相绕组和晶闸管
e) O
f) u VT 1
wt
VT1的电流波形相同，变压器
（2） 30 ≤ α ≤150 时，负载电流断续，晶闸管
导通角减小，此时有：
ww U d 2 1 6 2 U 2 sit( n d t) 3 2 2 U 2 1 co 6 s ) ( 0 .6 1 7 c5 o 6 s ) (
3 三相可控整流电路
= 0° u u t1
Ⅰ u uv Ⅱ u uw Ⅲ u vw
uv
uw
t
Ⅳ u vu Ⅴ u wu uⅥ wv u uv u uw
O
t
i u
T 1
O
T 1
u uv
u uw
u vw
u vu
u wu
u wv
u uv
u uw
t
O
t
u uv
u uw
图3-11 三相桥式全控整流电路带电阻负载=0时的波形
第三章 三相可控整流电路
■其交流侧由三相电源供电。 ■当整流负载容量较大，或要求直流电压脉动较小、 易滤波时，应采用三相整流电路。 ■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、以及
双反星形可控整流电路、十二脉波可控整流电路等。
第三章 三相可控整流电路
第一节 三相半波可控整流电路 第二节 三相桥式全控整流电路 第四节 变压器漏抗对整流电路的影响
第二节 三相桥式全控整流电路
一、电阻性负载
◆当>60时
√因为id与ud一致，一旦ud降为至零，id也降至零，晶闸管关
断，输出整流电压ud为零，ud波形不能出现负值。 √=90时的波形见图3-15。
◆电阻负载时角的移相范围为0~120。
第二节 三相桥式全控整流电路
一、电阻性负载
u2 u d1 O u d2 u 2L ud
图3-12 三相桥式全控整流电路的触发脉冲
第二节 三相桥式全控整流电路
一、电阻性负载
■电路分析 ◆各自然换相点既是相电压的交点，同时也是线电压的交点。 是 计算 的起点。 ◆当≤60时 √ud波形均连续，对于电阻负载，id波形与ud波形的形状是一样 的，也连续。 √=0时，ud为线电压在正半周的包络线。波形见图3-11 。 √=30时，晶闸管起始导通时刻推迟了30，组成ud的每一段 线电压因此推迟30，ud平均值降低，波形见图3-13。 √=60时，ud波形中每段线电压的波形继续向后移，ud平均值 继续降低。=60时ud出现了为零的点，波形见图3-14。
三相半波可控整流电路PPT课件
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一、单相半波可控整流电路
❖基本数量关系
(1) 输出电压平均值Ud与输出电流平均值Id
ww 输U 出d 电2 1 π 压 p平2 均U 2 值sUidtd n t2 π U 2 1 c 2o 0 s .4 U 2 5 1 c 2os
O id
• 晶闸管导通角θ与α 无关，均为180。电流的平
i
VT
O
1,4
均值和有效值：
i
VT
O
2,3
O
i2
u
VT
O
1,4
Id Id
wt Id
wt
Id
wt
Id
wt
wt
O
wt
I dT
1 2
Id
1 IT 2Id 0.7 0I7d
b)
• 变压器二次侧电流i2的波形为正负各180的矩形波，其相位由α 角决定，有效 值I2=Id。
0 i2
wt
u2 正 半 周 承 受 电 压 - u2， 得 到 触
d) 0
wt
发脉冲即导通，当u2过零时关断。
图2-5 单相全控桥式
带电阻负载时的电路及波形
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二、单相桥式可控整流电路
➢数量关系
1)输出直流电压平均值Ud及有效值U（α 角的移相范围为0～180。）
p ww p U d 1 p2 U 2 sitd n (t) 22 U 21 c 2o 0 .9 s U 2 1 c 2o s
压由正到负过零点也不会关断，输出电压出现了负波形， 输出电压和电流的平均值减小；当大电感负载时输出电
压正负面积趋于相等，输出电压平均值趋于零，则Id也
三相半波可控整流电路
06
结论与展望
三相半波可控整流电路的优势与局限性
要点一
高效节能
要点二
输出波形质量高
三相半波可控整流电路具有较高的效率，能够减少能源浪 费。
该电路输出的电压波形较为平滑，减少了谐波干扰。
变压器还需要具有一定的电气隔离作用，以保 证整流电路的安全运行。
03
工作过程
触发脉冲的产生与控制
触发脉冲的产生
三相半波可控整流电路的触发脉冲通 常由专门的触发电路产生，该电路根 据所需的整流波形和控制要求，产生 相应的触发脉冲信号。
触发脉冲的控制
触发脉冲的宽度和相位可以通过调节 控制信号来改变，从而实现整流输出 电压和电流的控制。
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技术发展趋势与未来展望
数字化控制
随着数字技术的发展，未来三相半波可控整 流电路将更多地采用数字化控制方式，提高 控制精度和稳定性。
智能触发技术
智能触发技术能够提高整流电路的运行效率 和稳定性，减少对电网的干扰，是未来的重 要发展方向。
技术发展趋势与未来展望
• 多相整流技术：多相整流技术能够提高整流电路 的容量和稳定性，减少对电网的谐波干扰，是未 来的研究热点之一。
3
触发电路的性能直接影响整流电路的输出性能和 稳定性，因此需要保证触发脉冲的相位准确、稳 定。
变压器
变压器是三相半波可控整流电路中的重要组成 部分，主要用于实现电气隔离和电压变换。
在整流电路中，变压器通常采用三相变压器， 将输入的三相交流电变换为合适幅值的单相交 流电，以满足晶闸管和整流电路的需要。
三相半波可控整流电路
图3-17 三相半波可控整流电路，反电动 势负载的波形
3.3 三相半波可控整流电路
各电量计算
(1) 负载电压平均值Ud和电流平均值Id 1) 0°≤α ≤30°时
U 1 . 17 U cos U cos d 2 d 0
2) 30°≤α ≤150°时
2
1 U 3 0 . 45 U [ 1 cos( )] 0 . 675 U [ 1 cos ) 6 2 6
U 1 . 17 U 当α =0 时，Ud最大，为 U d d0 2
。
（2） 30 ≤ α ≤150 时，负载电流断续，晶闸管 导通角减小，此时有：
1 3 2 U 2 U sin td ( t ) U 1 cos( ) 0 . 675 1 cos( ) d 2 2 2 2 6 6 6 3
w w
Ud (2）负载电流平均值 I d R
(3）流过晶闸管的电流平均值IdT、有效值IT 以及承
受的最高电压UTM分别为
IT
1 Id 3
I dT
1 Id 3
U U TM 6 2
3.3 三相半波可控整流电路
3. 大电感负载接续流二极管
为了扩大移相范围并使负载电流 id 平 稳，可在电感负载两端并接续流二极 管，由于续流管的作用， ud 波形已不 出现负值，与电阻性负载 ud波形相同。
VD1导通，ud=uα
VD2导通，ud=ub VD3导通，ud=uc
ωt
•二极管换相时刻为自然 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。
三相半波可控整流电路的设计..
三相半波可控整流电路的设计..
三相半波可控整流电路是一种常用的电力电子系统，在工业控制领域得到广泛应用。
它可以将三相交流电源转换成直流电源，供给负载使用。
下面将介绍三相半波可控整流电路的设计，包括电路结构、工作原理、参数选择、电路图设计等方面。
1. 电路结构
三相半波可控整流电路包括三相变压器、三相桥式可控整流器、直流滤波电容、负载等部分。
其中三相变压器将三相输入电源变换成三相低压交流电源，然后经过三相桥式可控整流器，输出直流电源。
直流滤波电容可以使输出电压更加稳定，在负载端加上负载，使电路能够工作。
2. 工作原理
三相半波可控整流电路可以通过调节三相桥式可控整流器的触发角来控制输出电压大小。
当三相输入电压为正半周时，只有一个二极管导通，同时触发角为0°时，三相桥式可控整流器将完全导通，输出直流电源；当三相输入电压为负半周时，只有一个二极管导通，此时三相桥式可控整流器无法导通，电路不工作。
3. 参数选择
在设计三相半波可控整流电路时，需要选择合适的变压器、电容等参数，以保证电路工作稳定可靠。
（1）变压器的额定容量应该合理选择，以确保输入输出电压之间的变换符合负载要求。
（2）直流滤波电容需要选择足够大的电容值，使得输出电压的波动小于一定范围内，从而保证负载正常工作。
4. 电路图设计
通过以上措施，设计出来的三相半波可控整流电路可以在工业控制及相关领域中得到广泛的应用，实现电力的稳定供应。
三相半波整流电路设计
晶闸管三相半波整流电路的设计与仿真说明书学院：电信工程学院班级：电气工程及其自动化（2）班姓名：***学号：****************摘要三相整流电路有三相半波整流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路，由于整流电路涉及到交流信号、直流信号以及触发信号，同时包含晶闸管、电容、电感、电阻等多种元件，采用常规电路分析方法显得相当繁琐，高压情况下实验也难顺利进行。
Matlab提供的可视化仿真工具Simtlink可直接建立电路仿真模型，随意改变仿真参数，并且立即可得到任意的仿真结果，直观性强，进一步省去了编程的步骤。
本文利用Simulink对三相半波整流电路进行建模，对不同控制角、故障情况下进行了仿真分析，既进一步加深了三相半波整流电路的理论，同时也为现代电力电子实验教学奠定良好的实验基础。
关键词: 三相半波整流电路、晶闸管、MATLAB仿真目录第一章设计任务与设计要求 (4)1、设计任务 (4)2、设计要求 (5)第二章方案设计 (6)第三章系统设计 (7)1、主电路设计 (7)2、控制电路设计 (9)3、保护电路设计 (12)第四章系统参数计算 (16)1、主电路参数计算 (16)2、保护电路参数计算 (17)第五章系统仿真 (19)1、仿真电路 (19)2、仿真参数 (19)3、仿真波形 (20)设计体会 (29)参考文献 (30)第一章、设计任务及要求一、设计题目三相半波整流电路的负载分析。
二、设计目标及技术要求掌握三相半波整流电路的工作原理和分析方法，设计三相半波可控整流电路；利用MATLAB中的Simulink对三相半波整流电路进行建模，调整负载、触发角等参数进行系统仿真，输出相关波形并分析实验结果。
三、给定仿真或实验条件晶闸管三相半波整流电路，参数要求：电网频率 f=50Hz电网额定电压 U=380v负载性质：电阻（10Ω）电阻（10Ω）、电感（10mH）。
四、具体设计过程要求（1）了解整流和触发电路的基本原理。
什么是三相半波整流电路,三相半波整流电路的工作原理是什么,三相半波整流电路电路图
什么是三相半波整流电路，三相半波整流电路的工作原理是什么，三相半波整流电路电路图什么是三相半波整流电路：在电路中，当功率进一步增加或由于其他原因要求多相整流时，三相整流电路就被提了出来。
图1所示就是三相半波整流电路原理图。
在这个电路中，三相中的每一相都单独形成了半波整流电路，其整流出的三个电压半波在时间上依次相差120度叠加，整流输出波形不过0点，并且在一个周期中有三个宽度为120度的整流半波。
因此它的滤波电容器的容量可以比单相半波整流和单相全波整流时的电容量都小。
三相斑驳整流电路的工作原理及其特性：电阻性负载三相半波可控整流电路接电阻性负载的接线图如图3-10a）所示。
整流变压器原边绕组一般接成三角形，使三次谐波电流能够流通，以保证变压器电势不发生畸变，从而减小谐波。
副边绕组为带中线的星形接法，1．电阻性负载三相半波可控整流电路接电阻性负载的接线图如图3《？XML:NAMESPACE PREFIX = ST1 /》-10a）所示。
整流变压器原边绕组一般接成三角形，使三次谐波电流能够流通，以保证变压器电势不发生畸变，从而减小谐波。
副边绕组为带中线的星形接法，三个晶闸管阳极分别接至星形的三相，阴极接在一起接至星形的中点。
这种晶闸管阴极接在一起的接法称共阴极接法。
共阴极接法便于安排有公共线的触发电路，应用较广。
三相可控整流电路的运行特性、各处波形、基本数量关系不仅与负载性质有关，而且与控制角有很大关系，应按不同进行分析。
（1）＝0在三相可控整流电路中，控制角的计算起点不再选择在相电压由负变正的过零点，而选择在各相电压的交点处，即自然换流点，如图1b）中的1、2、3、1、等处。
这样，＝0意味着在t1时给a相晶闸管VT１门极上施加触发脉冲ug1；在t2时给b相晶闸管VT2门极上施加触发脉冲ug2；在t3时给c相晶闸管VT3门极上施加触发脉冲ug3，等等，如图1c）所示。
共阴极接法三相半波整流电路中，晶闸管的导通原则是哪相电压最高与该相相连的元件将导通。
三相半波可控整流电路
整流电路的输出电压波形为直流，其幅值和相位取决于输入电压波形、控制信号 以及整流元件的参数。通过对输入电压波形和整流元件参数的分析，可以推导出 输出电压波形的数学表达式。
输出电压与电流的调节
输出电压调节
通过调整触发脉冲的相位或宽度，可以改变整流电路输出电压的相位和幅值。在一定范围内，输出电压与触发脉 冲的相位和宽度呈线性关系。
二极管
二极管在整流电路中起到续流的作用 ，当晶闸管处于截止状态时，二极管 导通，使负载上的电流得以续流，保 持负载的正常工作。
二极管的反向恢复时间、正向压降和 额定电流等参数对整流电路的性能有 重要影响。
03
工作过程
触发脉冲的产生与控制
触发脉冲的产生
三相半波可控整流电路的触发脉冲通常由专门的触发电路产 生，该电路根据控制信号（如给定的直流电压或电流）来调 整触发脉冲的相位和宽度。
稳定性
由于整流器的工作原理，三相半波可控整流电路在运行过程中可能会受到各种干扰因素的影响，需要 采取相应的措施来提高系统的稳定性。
05
实际应用与优化
在电机控制中的应用
直流电机调速
通过改变整流电路的输出电压，可以调节直流电机的输入电压，从而实现电机的调速控 制。
交流电机软启动
利用可控整流电路的特性，可以实现交流电机的软启动，减小启动电流对电网的冲击。
触发脉冲的控制
触发脉冲的相位控制决定了整流电路输出电压的相位，而触 发脉冲的宽度控制则决定了输出电压的幅值。通过调整触发 脉冲的相位和宽度，可以实现对整流电路输出电压和电流的 有效控制。
整流波形分析
输入电压波形分析
在三相半波可控整流电路中，输入电压波形为三相正弦波，其幅值和相位取决于 电源参数和控制信号。
电力电子技术课件：第3章 整流电路
决定，有效值I2=Id。
23/131
3.1.2 单相桥式全控整流电路
■带反电动势负载时的工作情况 ◆当负载为蓄电池、直流电动机的电枢（忽略其中的电感）等时，负载可看
成一个直流电压源，对于整流电路，它们就是反电动势负载。
单相桥式全控整流电路接反电动 势——电阻负载时的电路及波形
ud
Oa q d id
0.45U2 R
1 cosa
2
☞流过晶闸管的电流有效值为：
IT
1
p
(
2U2 sinwt)2 d(wt) U2
2p a R
2R
1 sin 2a p a
2p
p
☞变压器二次侧电流有效值I2与输出直流电流有效值I相等， 为
I I2
1
p
(
2U2 sin wt)2 d (wt) U2
pa R
R
cosa )
0.45U 2
1
cos a
2
☞随着a增大，Ud减小，该电路中VT的a移相范围为180。
◆通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出电压大小的方 式称为相位控制方式，简称相控方式。
7/131
3.1.1 单相半波可控整流电路
■带阻感负载的工作情况
◆阻感负载的特点是电感对电流变化有抗拒作用，使得流过电感的电 流不能发生突变。
时整流电压ud的波形和负
0
p
wt
载电流id的波形与电感负载
电流连续时的波形相同，
ud的计算公式亦一样。
id
☞为保证电流连续所需的电感
O
wt
量L可由下式求出：
L 2 2U 2 2.87 103 U 2
pwI dmin