三相桥式全控整流电路

当 α>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。因此 α=90°时的波形如图 6 所 示。
图 6 三相桥式全控整流电路带电阻负载α=90°时的波形
由以上分析可得三相桥式全控整流电路在每个时刻均需 2 个晶闸管同时导 通，形成向负载供电的回路，共阴极组的和共阳极组的各 1 个，且不能为同一相 的晶闸管。 2．对触发脉冲的要求 ① 6 个晶闸管的脉冲按 VT1—VT2—VT3—VT4—VT5—VT6 的顺序，相位依次差 60° ② 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° ③ 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° 3．带阻感负载时的工作情况
已测得电源电压 U2=62V，R=555Ω，再根据公式 Ud=2.34U2cosα ，Id=Ud/R 求出其理论值，如表 1 所示
α
0° 15° 30° 45° 60°
表 1 三相桥式全控整流电路带电阻负载α不同时的整流输出值
实际值
Ud
Id
153V
0.276A
150V
0.271A
132V
0.238A
③ α=90°时
图 8 三相桥式全控整流电路带阻感负载α=30°时的波形
图 9 三相桥式全控整流电路带阻感负载α=90°时的波形
当 α>60°时，由于电感 L 的作用，ud 波形会出现负的部分。因此 α=90°时的 波形如图 9 所示。
4．基本数量关系
带电阻负载时三相桥式全控整流电路 α 角的移相范围是 120°；带阻感负载
图 5 三相桥式全控整流电路带电阻负载α=60°时的波形
如图 5 所示，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， 此时 ud 出现了为零的点。
由图 3、图 4、图 5 看到，当 α≤60°时，ud 的波形均连续，而对于电阻负载， id 波形与 ud 波形的形状是一样的，因此也连续。 ④ α=90°时
各自然换相点既是相电压的交点，同时也是线电压的交点。 ① α=0°时
电路中晶闸管的工作情况如下
当 α=0°时，ud 为线电压在正半周的包络线，波形如图 3 所示。
② α=30°时
图 3 三相桥式全控整流电路带电阻负载α=0°时的波形
图 4 三相桥式全控整流电路带电阻负载α=30°时的波形
如图 4 所示，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。 ③ α=60°时
和电流的理论计算公式一致，如表 2 所示
α
0° 15° 30° 45° 60°
表 2 三相桥式全控整流电路带阻感负载α不同时的整流输出值
实际值
Ud
Id
153V
0.272A
150V
0.266A
131V
0.233A
119V
0.212A
142V
0.251A
Ud 145.08V 140.14V 125.64V 102.59V 72.54V
实验三 三相桥式全控整流电路实验
一、实验目的 1．熟悉 NMCL-33 组件。 2．掌握三相桥式全控整流电路的接线及工作原理。 二、实验设备与仪器 1．教学实验台主控制屏 2．NMCL—33 组件 3．NMEL—03 组件 4．NMCL—31A 组件 5．NMEL-02 组件或 NMCL—35 组件 6．双踪示波器、万用表 三、实验线路与原理
实验线路如图 1 所示，主电路由三相全控变流电路及作为逆变直流电源的三 相不控整流桥组成。触发电路为数字集成电路，可输出经高频调制后的双窄脉冲 链。
图 1 三相桥式整流电路实验线路图
三相桥式全控整流电路的工作原理图则如图 2 所示。
图 2 三相桥式全控整流电路原理图
其中，阴极连接在一起的 3 个晶闸管（VT1，VT3，VT5） 称为共阴极组； 阳极连接在一起的 3 个晶闸管（VT4，VT6，VT2 ）称为共阳极组共阴极组中与 a，b，c 三相电源相接的 3 个晶闸管分别为 VT1，VT3，VT5，共阳极组中与 a， b，c 三相电源相接的 3 个晶闸管分别为 VT4，VT6，VT2。因此晶闸管的导通顺 序为 VT1—VT2—VT3—VT4—VT5—VT6。 1．带电阻负载时的工作情况
119V
0.215A
140V
0.254A
Ud 145.08V 140.14V 125.64V 102.59V 72.54V
理论值
Id 0.2614A 0.2525A 0.2264A 0.1848A 0.1307A
②三相桥式全控整流电路带阻感性负载 已知电源电压 U2=62V，负载 R=555Ω，L=700mH，阻感负载整流输出电压
理论值
Id 0.2614A 0.2525A 0.2264A 0.1848A 0.1307A
3．绘制α = 30°、60°时 ud、uVT 的波形 ①R 负载
α = 30°
ud
uVT
α = 60°
ud
uVT
②RL 负载
α = 30°
ud
uVT
α = 60°
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ud
uVT
4．理论分析α = 90°时 ud 的波形 ①R 负载
当 α≤60°时，ud 波形连续，电路的工作情况与带电阻负载时十分相似，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等都一样。区别 在于电流，当电感足够大的时候，id、iVT、ia 的波形在导通段都可近似为一条水平 线。 ① α=0°时
② α=30°时
图 7 三相桥式全控整流电路带阻感负载α=0°时的波形
当 α>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，因此带电阻负载 α=90°时的波 形如图 10(a)所示。 ②RL 负载
当 α>60°时，由于电感 L 的作用，ud 波形会出现负的部分，因此带阻感负载 α=90°时的波形如图 10(b)所示。
+
cos
3
+
α]
②整流输出电流平均值
Id
=
Ud R
③带反电势阻感负载时的整流输出电流平均值
Id
=
Ud − R
E
四、实验内容 1．调节 α 移相范围
令 Uct=0，调节偏移电压 Ub，示波器观察 uVT 的波形，得到 α 角的移相范围
α ϵ [ 0 , 60° ]
2．观察记录并计算α = 0°、15°、30°、45°、60°时 Ud 和 Id 的实际值与理论值 ①三相桥式全控整流电路带电阻性负载
时，三相桥式全控整流电路的 α 角移相范围为 90°。
①整流输出电压平均值
带阻感负载时，或带电阻负载 α≤60°时
Ud
=
1 π 3
23π+α
∫
π3+α
√6U2
sin ωt d(ωt)
=
2.34U2 cos α
带电阻负载且 α>60°时
3π
������
Ud
=
π
∫
π3+α
√6U2
sin
ωt
d(ωt)
=
2.34U2[1
(a)带电阻负载
(b)带阻感负载
图 10 三相桥式全控整流电路整流输出电压α=90°时的波形
5．观察并描绘α = 30°、45°、60°时，丢失一脉冲情况下 ud 的波形
α=30°
α=45°
α=60°