三相可控整流电路

T 150
D 3 ( 30 )
图9
4 反电动势负载
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
Ud E Id 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。其波形分析和计算方法， 与接续流管的三相半波大电感负载相 同。
α ≤60时（α =0 如图12所示；α =30 如图13所示）
• ud波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相似。
主要 • 区别在于： 包括 id的波形可近似为一条水平线。
α >60时（ α =90如图14所示）
• 阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同。
电阻负载时，ud波形不会出现负面积
1
wt
wt wt 1 wt wt wt
uab uac
O uVT u 1 ac O
图4
（3）α =60时，波形如图5所示
u2 =60° ua
α
ub
uc
O uG O ud O iVT
1
wt
α
>30的 情况：负 载电流断 续，晶闸 管导通角 小于120 。
移相范围： 0 ~150
wt wt
wt
wt
e) f) u VT O
1
wt wt
O
uα b
uα c
图3 三相半波可控整流电路 α =0时的波形
（2）α =30时，波形如图4所示
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）
u2
=30 ° u
a
ub
uc
O uG O ud O iVT
O
wt
图5
一、 三相半波可控整流电路
T
（二） 阻感负载
1 工作原理及波形分析
阻感负载是指负载既有电阻也有
ud O ia O ib O ic O id O uVT O
1
u2
a b VT2 c
VT1
L eL ud id R
ua
ub
uc
VT3
电感，当L值很大时，id波形基本平 直
0

wt
与电阻负载时相同。
Ud

1 3

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

3


3
6U 2 sin wtd (wt ) 2.34U 2 1 cos( ) 3
图8 三相半波可控整流电路，阻感负载(不接续 流管)时的波形
三相半波可控整流电路 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：
1
wt wt
O
图12 三相桥式全控整流电路 带阻感负载α =0时的波形
ud 1
= 30° u
a
ub
uc
O ud 2 ud
wt 1
Ⅰ uab Ⅱ uac Ⅲ ub c Ⅳ ub a Ⅴ uca Ⅵ ucb
wt
uab
uac
O
wt
id O ia O
wt wt
图13 三相桥式全控整流电路 带阻感负载α =30时的波形
阳极电压最大的导通
导通过程：
① VT1 、VT2、VT6导通 ② VT3、VT4、VT2导通 ③ VT5、VT6、VT4导通
阴极电压最低的导通 图11 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）
二、三相桥式全控整流电路
2. 阻感负载时的工作情况
自然换相点 （
α=0）
u
uα ub uc
ud id 上图为二极管整流电路，二极管 换相时刻为自然换相点，将其作 为计算各晶闸管触发角α 的起点， 即α=0。 N
0 wt1
wt2
wt3
wt4
ωt
VD1导通，ud=uα
VD2导通，ud=ub VD3导通，ud=uc 图2
三相半波可控整流电路 3. 工作原理：
ud1
= 90°
ub
uc
ua
O ud2 ud
wt1
uab Ⅰ uac Ⅱ ubc Ⅲ uba Ⅳ uca Ⅴ ucb Ⅵ uab
wt
uac
O
wt
uVT
1
uac
uac
O uab
wt
图14 三相桥式整流电路 带阻感负载，α =90时的 波形
二、三相桥式全控整流电路
3 定量分析
当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负载α ≤60时）的平均值为：
输出电流平均值为 ：Id=Ud /R
二、三相桥式全控整流电路
晶闸管及输出整流电压的情况如下表所示
时
段
I
II
III
IV
V
VI
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
VT1
VT1
VT3
VT3
VT5
VT5
VT6
VT2
VT2
VT4
VT4
VT6
uα -ub =uα b
uα -uc =uα c
ub-uc =ubc
ub-uα =ubα
uc-uα =ucα
uc-ub =ucb
二、三相桥式全控整流电路
4. 三相桥式全控整流电路的特点
（1）2管同时导通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各1管，且
不能为同1相器件。
（2）对触发脉冲的要求：
- 按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60。
1 IT Id 3
I dT
1 Id 3
U TM 6U 2
一、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。
接入VD
图7 三相半波可控整流电路，阻感负载(接 续流管)时的波形
30
≤α ≤30时：整流电压波形
wt wt wt wt
时的波形于图6所示）。 特点：晶闸管导通角均为120°， 与控制角α无关；移相范围为90 ； 晶闸管电流波形近似为方波。
＜α≤90°时：（如α =60
uac uab
uac
wt
图6 三相半波可控整流电路，阻感负载 时的电路及 =60时的波形
①同步的概念
触发脉冲必须在管子阳极电压为正时的某一区间内出现，晶闸管才能
被触发导通。
②同步电压的获取
正确选择同步信号电压相位以及得到不同相位同步电压的方法，称为 晶闸管电路的同步或定相。
以三相桥式全控整流电路来说明：
3 集成电路脉冲触发器
4 主电路与触发电路的同步
图15
四、三相桥式全控整流电路的作用
该整流电路应用极广，现列几例： 1. 同步电动机可控硅励磁； 2.中频铸钢炉； 3.直流电机调速； 4.直流电焊机； 5.电气化铁路等。
思考
1 三相桥式全控整流电路为什么要将主电路与 触发电路同步? 2 三相半控整流与三相桥式全控整流有何区别? 3 如果有一个可控硅元件的控制极脉冲失去， 会怎样？如果有一个可控硅元件击穿会如何？
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图10 三相半波可控整流电路，反电动 势负载的波形
思考
1 三相半波可控整流电路为什么要将电源变压器的次级接 成星形？ 2 阻感负载时为何接有续流二极管？ 3 如果有一个可控硅元件击穿会怎样？
二、三相桥式全控整流电路
1.工作原理
共阴极组——阴 极连接在一起的 3 个晶闸管（ VT1， VT3，VT5）
阻感负载时，ud波形会出现负面积
带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的 α 角移相范围 为: 0 ~90 。
ua u2 = 0° ud1 O wt 1 ud2 u2L ud Ⅰ uab Ⅱ uac
ub
uc
wt
Ⅲ Ⅳ ubc uba Ⅴ uca Ⅵ ucb
uab
uac
O
wt
id O iVT
三相可控整流电路
原理与应用
一、 三相半波可控整流电路
（一）
电阻性负载
1 电路的特点：
变压器一次侧接成三角形，而二次侧 必须接成星形。因为星形点是直流电 的负极； 三个晶闸管分别接入α 、b、c三相电 源，其阴极连接在一起——共阴极接 法。 图1 N ud
三角形
id
星形
一、三相半波可控整流电路
2 自然换相点
三相半波可控整流电路 2.各电量计算
(1) 输出电压平均值 ud
5 1 6 Ud 2U sin wtd (wt ) 1.17U cos 2 2 2 / 3 6
(2）负载电流平均值
Ud Id 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
- 可采用两种方法：单宽脉冲触发、双窄脉冲触发