三相可控整流电路

三相可控整流电路

主要内容：三相半波整流电路的波形分析及计算。三相全控桥的工作原理、波形分析及计算。
重点：三相全控桥的工作原理、波形分析及计算。
难点：三相半波整流电路的波形分析及计算。三相全控桥的工作原理、波形分析及计算。
基本要求：掌握三相半波、三相全控整流电路在不同性质负载下的工作原理及波形分析，控制角移相范围，电流有效值、平均值的计算，对相位控制触发脉冲的基本要求。理解以带平衡电抗器的双反星性电路为代表的大功率整流电路工作原理。
    负载容量较大，或要求直流电压脉动较小、易滤波时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。
（1）三相半波可控整流电路
a 电阻负载
    电路的特点：
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a、b、c三相电源，其阴极连接在一起——共阴极接a =0°时的工作原理分析假设将电路中的晶闸管换作二极管，成为三相半波不可控整流电路。此时，相电压最大的一个所对应的二极管导通，并使另两相的二极管承受反压关断，输出整流电压即为该相的相电压一周期中，在t1~wt2期间，VD1导通，ud=ua在wt2~wt3期间， VD2导通，ud=ub在wt3~ wt4期间，VD3导通，ud=uc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a的起点，即a =0°变压器二次侧a相绕组和晶闸管VT1的电流波形，变压器二次绕组电流有直流分量晶闸管的电压波形，由3段组成：

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

第1段，VT1导通期间，为一管压降，可近似为uT1=0第2段，在VT1关断后，VT2导通期间，uT1=ua-ub=uab，为一段线电压第3段，在VT3导通期间，uT1=ua-uc=uac为另一段线电压增大a值，将脉冲后移，整流电路的工作情况相应地发生变化  a=30°时的波形负载电流处于连续和断续之间的临界状态  a>30°的情况。
特点：负载电流断续，晶闸管导通角小于120°电阻负载时a角的移相范围为150°整流电压平均值的计算

图2-13 三相半波可控整流电路，电阻负载，a =30°时的波形

（2）三相桥式全控整流电路

应用最为广泛，共阴极组——阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1，VT3，VT5）共阳极组——阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4，VT6，VT2）
编号：1、3、5，4、6、2

a 带电阻负载时的工作情况
    a =0°时的情况
假设将电路中的晶闸管换作二极管进行分析对于共阴极阻的3个晶闸管，阳极所接交流电压值最大的一个导通对于共阳极组的3个晶闸管，阴极所接交流电压值最低（或者说负得最多）的导通
任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个晶闸管处于导通状态
从相电压波形看，共阴极组晶闸管导通时，ud1为相电压的正包络线，共阳极组导通时，ud2为相电压的负包络线，ud=ud1 - ud2是两者的差值，为线电压在正半周的包络线直接从线电压波形看， ud为线电压中最大的一个，因此ud波形为线电压的包络线。
  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：
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°。
表2-1 三相桥式全控整流电路电阻负载a=0°时晶闸管工作情况
时  段  I II  III IV   V  VI
共阴极组中导通的晶闸管 VT1  VT1  VT3   VT3 VT5  VT5
共阳极组中导通的晶闸管 VT6 VT2  VT2 VT4  VT4 VT6
整流输出电压Ud  Ua-Ub=Uab Ua-Uc=Uac  Ub-Uc=Ubc Ub-Ua=Uba Uc-Ua=Uca Uc-Ub=Ucb
（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：一种是宽脉冲触发另一种方法是双脉冲触发（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  a=30°时的工作情况从wt1开始把一周期等分为6段，ud波形仍由6段线电压构成，每一段导通晶闸管的编号等仍符合表2-1的规律区别在于：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°变压器二次侧电流ia波形的特点：在VT1处于通态的120°期间，ia为正，ia波形的形状与同时段的ud波形相同，在VT4处于通态的120°期间，ia波形的形状也与同时段的ud波形相同，但为负值。a=60°时工作情况ud波形中每段线电压的波形继续后移，ud平均值继续降低。a=60°时ud出现为零的点。

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