電力電子課件三章

1、第章第章 相控整流電路相控整流電路 3.1 3.1 引引 言言 3.2 3.2 單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路 T VT R 0 a) u 1 u 2 u VT u d id t1 2 t t t t u 2 u g u d u VT 0 b) c) d) e) 0 0 圖圖3-1 單相半波可控整流電路及波形單相半波可控整流電路及波形 。 為分析電路方便，首先假設(shè)以下幾點(diǎn)：為分析電路方便，首先假設(shè)以下幾點(diǎn)： (1) (1) 開關(guān)元件是理想的開關(guān)元件是理想的，即開關(guān)元件，即開關(guān)元件( (晶閘管晶閘管) )導(dǎo)導(dǎo) 通時(shí)，通態(tài)壓降為零，關(guān)斷時(shí)電阻為無窮大；并通時(shí)，通態(tài)壓降為零，關(guān)斷時(shí)電阻為無

2、窮大；并 且開關(guān)瞬間完成且開關(guān)瞬間完成; ; (2) (2) 變壓器是理想的變壓器是理想的，即變壓器漏抗為零，繞組，即變壓器漏抗為零，繞組 的電阻為零、勵(lì)磁電流為零。的電阻為零、勵(lì)磁電流為零。 （1 1）在）在U U2 2的正半周，的正半周，VTVT承受正向電壓，承受正向電壓，0 0t1t1期間期間 ，無觸發(fā)脈沖，無觸發(fā)脈沖，VTVT處于正向阻斷狀態(tài)，處于正向阻斷狀態(tài)，U UVT VT U U2 2，U Ud d=0;=0; （2 2） t1t1以后，以后，VTVT由于觸發(fā)脈沖由于觸發(fā)脈沖U UG G的作用而導(dǎo)通，的作用而導(dǎo)通， 則則U Ud d=U=U2 2, U, UVT VT=0,Id=

3、U =0,Id=U2 2/R/R，一直到，一直到時(shí)刻；時(shí)刻； （3 3） 22期間，期間，U U2 2反向，反向，VTVT由于承受反向電壓而由于承受反向電壓而 關(guān)斷關(guān)斷,U,UVT VT=U =U2 2,U,Ud d=0=0。 以后不斷重復(fù)以上過程。以后不斷重復(fù)以上過程。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：為單拍電路，易出現(xiàn)變壓器直流磁化，應(yīng)用較為單拍電路，易出現(xiàn)變壓器直流磁化，應(yīng)用較 少。少。 工作過程和特點(diǎn)：工作過程和特點(diǎn)： 若干概念：若干概念： 單拍電路：單拍電路：指變壓器副邊在工作過程中只流過一個(gè)指變壓器副邊在工作過程中只流過一個(gè) 方向的電流，此時(shí)變壓器有直流磁化現(xiàn)象；方向的電流，此時(shí)變壓器有直流磁化現(xiàn)象；

4、 雙拍電路：雙拍電路：指變壓器副邊在工作過程中流過正反雙指變壓器副邊在工作過程中流過正反雙 向電流；向電流； “半波半波”整流：整流：u ud d為脈動(dòng)直流，波形只在為脈動(dòng)直流，波形只在u u2 2正半周正半周 內(nèi)出現(xiàn)，故稱之。內(nèi)出現(xiàn)，故稱之。 觸發(fā)延遲角觸發(fā)延遲角 ：從晶閘管開始承受正向陽極電壓從晶閘管開始承受正向陽極電壓 起到施加觸發(fā)脈沖止的電角度起到施加觸發(fā)脈沖止的電角度, ,用用表示表示, ,也稱觸發(fā)角也稱觸發(fā)角 或控制角。或控制角。 導(dǎo)通角導(dǎo)通角 ：晶閘管在一個(gè)電源周期中處于通態(tài)的晶閘管在一個(gè)電源周期中處于通態(tài)的 電角度稱為，用電角度稱為，用表示。在半波電路中表示。在半波電路中， 。

5、 的的移相范圍：移相范圍：指觸發(fā)角指觸發(fā)角可以變化的角度范圍?？梢宰兓慕嵌确秶?在不同的電路中，在不同的電路中， 有不同的角度范圍。如在單有不同的角度范圍。如在單 相半波電路中，相半波電路中， 的移相角度范圍是的移相角度范圍是0。 相控方式：相控方式：這種通過控制觸發(fā)脈沖的相位來控這種通過控制觸發(fā)脈沖的相位來控 制直流輸出電壓大小的方式稱為相位控制方式，制直流輸出電壓大小的方式稱為相位控制方式， 簡稱相控方式。簡稱相控方式。 直流輸出電壓平均值Ud （3-1） 說明：U2為電源電壓有效值（如AC 220V）； 時(shí)，Ud=0，可見可以通過調(diào)整調(diào)整Ud。 直流輸出電壓有效值U （3-2） 2

6、cos1 45. 0)cos1 ( 2 2 )(sin2 2 1 2 2 2 U U ttdUUd 基本數(shù)量關(guān)系：基本數(shù)量關(guān)系： 2 2sin 4 1 sin2 2 1 2 2 2 UtdtUU SCRSCR的若干參數(shù)關(guān)系：的若干參數(shù)關(guān)系： (1) IdT（流過SCR電流的平均值） （3-3） (2) IT（流過SCR電流的有效值） （3-4） (3) U VT （SCR承受的正反向峰值電壓）為 2 cos1 45. 0 2 R U R U I d dT 2 2sin 4 1 )sin 2 ( 2 1 2 2 2 R U tdt R U IT 2 2U 整流電路的功率因數(shù)整流電路的功率因數(shù)co

7、scos： cos（有功功率有功功率P P）/ /（電源視在功率（電源視在功率S S） 因?yàn)閷τ诮涣麟娫磥碚f，因?yàn)閷τ诮涣麟娫磥碚f，i2總是滯后于總是滯后于U2,這相當(dāng)于這相當(dāng)于 電源有一個(gè)感性負(fù)載，電源有一個(gè)感性負(fù)載，越大，越大，i2滯后滯后U2的角度也越大，的角度也越大， cos也就越小。也就越小。 P=P=負(fù)載的電壓有效值負(fù)載的電壓有效值負(fù)載的電流有效值負(fù)載的電流有效值 S S電源的電壓有效值電源的電壓有效值電源的電流有效電源的電流有效 值值 所以：所以： （3 35 5） 2 2sin 4 1 cos 2222 U U IU UI IU UI S P T TT 電感的特點(diǎn)電感的特點(diǎn):

8、: (1)電感對電流變化有抗拒作用，使得電感對電流變化有抗拒作用，使得 流過電感的電流不能發(fā)生突變。流過電感的電流不能發(fā)生突變。(2)在電感兩端產(chǎn)在電感兩端產(chǎn) 生的感應(yīng)電動(dòng)勢生的感應(yīng)電動(dòng)勢Ldi/dt。它的極性是阻止電流的變。它的極性是阻止電流的變 化?；?。(3)電感在電路的工作過程中，不消耗能量。電感在電路的工作過程中，不消耗能量。 即產(chǎn)生多少能量，就釋放多少。即產(chǎn)生多少能量，就釋放多少。 負(fù)載阻抗角負(fù)載阻抗角arctg(L/R)arctg(L/R) ，反映出負(fù)載中電，反映出負(fù)載中電 感所占的比重，該角度越大（感所占的比重，該角度越大（0900900 0之間），則電之間），則電 感量越大。當(dāng)

9、負(fù)載中的感抗感量越大。當(dāng)負(fù)載中的感抗L和和R相比不可忽略相比不可忽略 時(shí)，稱為電感性負(fù)載。時(shí)，稱為電感性負(fù)載。 2. 2. 單相半波電路帶電感性負(fù)載的工作情況單相半波電路帶電感性負(fù)載的工作情況 a)u 1 T VT R L u 2 u VT u d id u 2 0t12 t t t t t u g 0 u d 0 id 0 u VT 0 b) c) d) e) f) + + + 圖3-2 帶電感性負(fù)載的單相半波電路及其波形 （1）在U2的正半周，VT承受正向電壓，0t1期間 ，無觸發(fā)脈沖，VT處于正向阻斷狀態(tài)，UVTU2， Ud=0; （2） t1以后，VT由于觸發(fā)脈沖UG的作用而導(dǎo)通， 則

10、Ud=U2, UVT=0，一直到時(shí)刻。但由于L的作用，在 時(shí)刻，Ud=0，而L中仍蓄有磁場能， id 0； （3） t2期間，L釋放磁場能，使id逐漸減為0， 此時(shí)負(fù)載反給電源充電，電感L感應(yīng)電勢極性是上負(fù)下 正，使電流方向不變，只要該感應(yīng)電動(dòng)勢比U2大，VT 仍承受正向電壓而繼續(xù)維持導(dǎo)通，直至L中磁場能量釋 放完畢， VT承受反向電壓而關(guān)斷； （4） t2 2期間，VT承受反向電壓而處于關(guān) 斷狀態(tài)，UVTU2，Ud=0。 請同學(xué)們思考：請同學(xué)們思考： （a） L兩端的電壓何時(shí)變?yōu)樯县?fù)下正，如何簡兩端的電壓何時(shí)變?yōu)樯县?fù)下正，如何簡 單判斷？單判斷？ （b） id能否連續(xù)能否連續(xù)？為什么？為什么

11、？ （c)c)一個(gè)周期中一個(gè)周期中L L兩端的電壓波形如何？兩端的電壓波形如何？ 直流輸出電壓平均值直流輸出電壓平均值Ud （3-6） 由于從由于從ud的波形可以看出，此時(shí)輸出的平均電壓的波形可以看出，此時(shí)輸出的平均電壓Ud和和 電阻負(fù)載相比，有所下降。電阻負(fù)載相比，有所下降。 考慮一種極端情況：考慮一種極端情況： 如果為大電感負(fù)載，則如果為大電感負(fù)載，則ud中的中的 負(fù)面積接近正面積，輸出負(fù)面積接近正面積，輸出的直流平均電壓的直流平均電壓Ud0，則，則id也很也很 小，這樣的電路無實(shí)際用途。所以，實(shí)際的大電感電路中，小，這樣的電路無實(shí)際用途。所以，實(shí)際的大電感電路中， 常常在負(fù)載兩端并聯(lián)一個(gè)

12、續(xù)流二極管。常常在負(fù)載兩端并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極管。 2 1 2 )(sin2 2 1 ttdUUd 基本數(shù)量關(guān)系：基本數(shù)量關(guān)系： 3. 3. 帶電感性負(fù)載加續(xù)流二極管工作情況帶電感性負(fù)載加續(xù)流二極管工作情況 基本數(shù)量關(guān)系基本數(shù)量關(guān)系 (1) (1) 輸出電壓平均值輸出電壓平均值U Ud d與輸出電流平均值與輸出電流平均值I Id d 輸出電壓平均值輸出電壓平均值U Ud d 輸出電流平均值輸出電流平均值I Id d 2 cos1 45. 0 2 cos1 2 2 dsin 2 2 2 1 2d U U ttUU 2 cos1 0.45 dd d R U R U I (2) (2) 晶閘管的電流平均

13、值晶閘管的電流平均值I IdTdT與晶閘管的電流有效值與晶閘管的電流有效值I IT T 晶閘管的電流平均值晶閘管的電流平均值I IdTdT 晶閘管的電流有效值晶閘管的電流有效值I IT T d 2 - dT II d 2 )( 2 d 2 1 T ItdII (3) (3) 續(xù)流二極管的電流平均值續(xù)流二極管的電流平均值I IdDRdDR與續(xù)流二極管與續(xù)流二極管 的電流有效值的電流有效值I IDRDR (4) (4) 晶閘管和續(xù)流二極管承受的晶閘管和續(xù)流二極管承受的最大正反向電壓最大正反向電壓 均為電源電壓的峰值。均為電源電壓的峰值。 ddDR 2 II d 0 2 dDR 2 )( 2 1 I

14、tdII 2m 2UU v線路簡單、易調(diào)整，但輸出電流脈動(dòng)大，變線路簡單、易調(diào)整，但輸出電流脈動(dòng)大，變 壓器二次側(cè)電流中含直流分量，造成變壓器鐵壓器二次側(cè)電流中含直流分量，造成變壓器鐵 芯直流磁化；芯直流磁化； v實(shí)際上很少應(yīng)用此種電路；實(shí)際上很少應(yīng)用此種電路； R T u1u2 a) i2 a b VT1 VT3 VT2 VT4 ud id t t t0 0 0 i2 ud id b) c) d) ud(id) uVT 1,4 晶閘管晶閘管VT1和和VT4組成一對組成一對 橋臂，橋臂，VT2和和VT3組成另外一對組成另外一對 橋臂。在實(shí)際的電路中，一般都橋臂。在實(shí)際的電路中，一般都 采用這種

15、標(biāo)注方法，即上面為采用這種標(biāo)注方法，即上面為1、 3，下面為，下面為2、4。請同學(xué)們注意。請同學(xué)們注意。 兩組晶閘管的觸發(fā)信號相差兩組晶閘管的觸發(fā)信號相差180 度。度。 1 1、電阻負(fù)載的工作情況、電阻負(fù)載的工作情況 圖3-3 單相全控橋 帶電阻負(fù)載時(shí)的電路及波形 （1） 0 0 t1: U2為正，為正，VT1和和VT4無觸發(fā)脈沖截止，無觸發(fā)脈沖截止，VT1和和 VT4分擔(dān)分擔(dān)U2/2的正向電壓，的正向電壓，VT2和和VT3分擔(dān)分擔(dān)U2/2 的反向電壓的反向電壓, Ud=0; （2） t1 : : U2為正，為正， VT1和和VT4 由于觸發(fā)脈沖由于觸發(fā)脈沖UG的作的作 用而導(dǎo)通，用而導(dǎo)通，

16、 VT2和和VT3承受承受U2 的反向電壓，的反向電壓， i id =U=U2 2/R/R ； （3） t2( + t1) ： U2為負(fù)，為負(fù)，VT2和和VT3無觸發(fā)脈沖無觸發(fā)脈沖 截止，截止，VT2和和VT3分擔(dān)分擔(dān)U2/2的正向電壓，的正向電壓，VT1和和VT4分擔(dān)分擔(dān)U2/2 的反向電壓的反向電壓, Ud=0; （4） t2( + t1) 2: : U2為負(fù)，為負(fù)， VT2和和VT3 由于觸發(fā)由于觸發(fā) 脈沖脈沖UG的作用而導(dǎo)通，的作用而導(dǎo)通， VT1和和VT4承受承受U2 的反向電壓，的反向電壓， i id =U=U2 2/R/R，且方向保持不變，且方向保持不變 。 2 2） 基本數(shù)量關(guān)

17、系基本數(shù)量關(guān)系 直流輸出電壓平均值直流輸出電壓平均值U Ud d （3-73-7） 可見：在同樣的控制角可見：在同樣的控制角情況下，輸出的平均電壓情況下，輸出的平均電壓U Ud d是是 單相半波的兩倍；單相半波的兩倍； SCRSCR可控移相范圍為可控移相范圍為0 01801800 0； SCRSCR導(dǎo)通的電角度為導(dǎo)通的電角度為- 屬于雙拍電路。 屬于雙拍電路。 2 cos1 9 . 0)cos1 ( 2 )(sin2 1 2 2 2 U U ttdUUd 直流輸出電流平均值直流輸出電流平均值Id 和和SCR的平均電流的平均電流idT （3-8） 由于SCR輪流導(dǎo)電，所以流過每個(gè)SCR的平均電流

18、 idT只有負(fù)載上平均電流的一半。 （3-9） 2 cos1 9 . 0 2 cos122 22d d R U R U R U I 2 cos1 45.0 2 1 2 R U II ddT 直流輸出電流有效值直流輸出電流有效值I，即為變壓器二次側(cè)繞組，即為變壓器二次側(cè)繞組 電流有效值電流有效值I2 （3-10） SCR的有效電流的有效電流IT，由于，由于SCR輪流導(dǎo)電，所以輪流導(dǎo)電，所以 IT 為：為： （3-11） 2sin 2 1 )(d)sin 2 ( 1 2 2 2 2 R U tt R U II 2sin 2 1 2 )()sin 2 ( 2 1 2 2 2 R U tdt R U

19、IT 功率因數(shù)功率因數(shù): 2sin 2 1 cos 22 2 IU UI S P T a b R L a) u 1 u 2 i2 VT1 VT3 VT2 VT4 u d id u 2 O t O t O t u d id i2 b) Ot O t u VT 1,4 Ot Ot Id Id Id Id Id iVT 2,3 iVT 1,4 圖圖3-4 單相全控橋帶單相全控橋帶 電感性負(fù)載時(shí)的電路及波形電感性負(fù)載時(shí)的電路及波形 為便于討論，假設(shè)電路已工作為便于討論，假設(shè)電路已工作 于穩(wěn)態(tài)，于穩(wěn)態(tài)，id的平均值不變的平均值不變。 假設(shè)負(fù)載電感很大，負(fù)載電流假設(shè)負(fù)載電感很大，負(fù)載電流id 連續(xù)且波形近

20、似為一水平線：連續(xù)且波形近似為一水平線： u2過零變負(fù)時(shí)，由于電感的作用晶閘管過零變負(fù)時(shí)，由于電感的作用晶閘管VT1和和VT4 中仍流過電流中仍流過電流id，并不關(guān)斷；，并不關(guān)斷； 至至t=+ 時(shí)刻，給時(shí)刻，給VT2和和VT3加觸發(fā)脈沖，因加觸發(fā)脈沖，因 VT2和和VT3本已承受正電壓，故兩管導(dǎo)通，本已承受正電壓，故兩管導(dǎo)通，而而VT1和和 VT4立刻承受負(fù)電壓，故兩管關(guān)斷立刻承受負(fù)電壓，故兩管關(guān)斷。 VT2和和VT3導(dǎo)通后，導(dǎo)通后，u2通過通過VT2和和VT3分別向分別向VT1和和 VT4施加反壓使施加反壓使VT1和和VT4關(guān)斷，流過關(guān)斷，流過VT1和和VT4的的 電流迅速轉(zhuǎn)移到電流迅速轉(zhuǎn)移

21、到VT2和和VT3上，此過程稱上，此過程稱換相換相，亦，亦 稱稱換流換流。 1 1）電路工作特點(diǎn)）電路工作特點(diǎn) 整流電路輸出平均電壓整流電路輸出平均電壓 （3-12） 晶閘管移相范圍為晶閘管移相范圍為90 ，因?yàn)楫?dāng)，因?yàn)楫?dāng) 90 時(shí)，時(shí)，Ud0。 整流電路輸出平均電流整流電路輸出平均電流Id和和SCR的電流平均值的電流平均值IdT 變壓器二次側(cè)電流i2的波形為正負(fù)各180的矩形波，其 相位由角決定，有效值I2=Id。 cos9 . 0cos 22 )( dsin2 1 222d UUttUU R U I d dddT 2 1 II 2 2） 基本數(shù)量關(guān)系基本數(shù)量關(guān)系 功率因數(shù)功率因數(shù): cos

22、9 . 0cos 22 IU IU S P dd 為提高整流輸出電壓平均值，負(fù)載側(cè)并聯(lián)續(xù)流二極管請分析為提高整流輸出電壓平均值，負(fù)載側(cè)并聯(lián)續(xù)流二極管請分析P59-圖圖3.19 3. 3. 反電勢負(fù)載反電勢負(fù)載 (1) (1) 反電勢電阻負(fù)載的情況反電勢電阻負(fù)載的情況 3. 3. 反電勢負(fù)載反電勢負(fù)載 (1) (1) 反電勢電阻負(fù)載的情況反電勢電阻負(fù)載的情況 反電勢電阻負(fù)載的特點(diǎn)是：當(dāng)整流電壓的反電勢電阻負(fù)載的特點(diǎn)是：當(dāng)整流電壓的 瞬時(shí)值瞬時(shí)值u ud d小于反電勢小于反電勢E E 時(shí)，晶閘管承受反壓而時(shí)，晶閘管承受反壓而 關(guān)斷，這使得晶閘管導(dǎo)通角減小。晶閘管導(dǎo)通關(guān)斷，這使得晶閘管導(dǎo)通角減小。晶

23、閘管導(dǎo)通 時(shí)，時(shí)，u ud=d=u u2 2， 晶閘管關(guān)斷時(shí)，晶閘管關(guān)斷時(shí)，u ud=d=E E。與電阻負(fù)載相比晶。與電阻負(fù)載相比晶 閘管提前了電角度閘管提前了電角度 停止導(dǎo)電，停止導(dǎo)電， 稱作停止導(dǎo)電稱作停止導(dǎo)電 角。角。 2 2 arcsin U E R Eu i d d (2) (2) 反電勢電感性負(fù)載的情況反電勢電感性負(fù)載的情況 若負(fù)載為直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，此時(shí)負(fù)載性質(zhì)為反若負(fù)載為直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，此時(shí)負(fù)載性質(zhì)為反 電動(dòng)勢電感性負(fù)載，電感不足夠大，輸出電流波電動(dòng)勢電感性負(fù)載，電感不足夠大，輸出電流波 形仍然斷續(xù)。在負(fù)載回路串接平波電抗器可以減形仍然斷續(xù)。在負(fù)載回路串接平波電抗器可以減 小電流脈動(dòng)

24、，小電流脈動(dòng)，如果電感足夠大，電流就能連續(xù)，如果電感足夠大，電流就能連續(xù)， 在這種條件下其工作情況與電感性負(fù)載相同在這種條件下其工作情況與電感性負(fù)載相同，區(qū)，區(qū) 別在于別在于IdId的計(jì)算不同的計(jì)算不同： R EU I d d 單相全控橋式整流器主要適用于單相全控橋式整流器主要適用于4kW4kW左右的左右的 應(yīng)用場合，與單相半波可控整流器相比，整流電應(yīng)用場合，與單相半波可控整流器相比，整流電 壓脈動(dòng)減小，每周期脈動(dòng)兩次。變壓器二次側(cè)流壓脈動(dòng)減小，每周期脈動(dòng)兩次。變壓器二次側(cè)流 過正反兩個(gè)方向的電流，不存在直流磁化，利用過正反兩個(gè)方向的電流，不存在直流磁化，利用 率高。率高。 單相全控橋中，每個(gè)

25、導(dǎo)電回路中有單相全控橋中，每個(gè)導(dǎo)電回路中有2個(gè)晶閘管，個(gè)晶閘管， 為了對每個(gè)導(dǎo)電回路進(jìn)行控制，其實(shí)只需為了對每個(gè)導(dǎo)電回路進(jìn)行控制，其實(shí)只需1個(gè)晶閘個(gè)晶閘 管就可以了，另管就可以了，另1個(gè)晶閘管可以用二極管代替，從個(gè)晶閘管可以用二極管代替，從 而簡化整個(gè)電路。如此即成為而簡化整個(gè)電路。如此即成為單相橋式半控整流單相橋式半控整流 電路電路 （單相半控橋）。（單相半控橋）。 1 1、電阻負(fù)載的工作情況、電阻負(fù)載的工作情況 當(dāng)負(fù)載為阻性負(fù)載時(shí)，當(dāng)負(fù)載為阻性負(fù)載時(shí)， 單相半控橋與單相全控單相半控橋與單相全控 橋工作過程和波形完全橋工作過程和波形完全 一致。一致。 區(qū)別區(qū)別:在于在一個(gè)周期在于在一個(gè)周期

26、內(nèi)的（內(nèi)的（ ）、）、 （ ）期間，晶閘）期間，晶閘 管未導(dǎo)通，處于正向阻管未導(dǎo)通，處于正向阻 斷狀態(tài)時(shí)，晶閘管上承斷狀態(tài)時(shí)，晶閘管上承 受的正向電壓是受的正向電壓是 0 2 u 為便于討論，假設(shè)電路已工作為便于討論，假設(shè)電路已工作 于穩(wěn)態(tài)，于穩(wěn)態(tài)，id的平均值不變的平均值不變。 假設(shè)負(fù)載電感很大，負(fù)載電流假設(shè)負(fù)載電感很大，負(fù)載電流id 連續(xù)且波形近似為一水平線：連續(xù)且波形近似為一水平線： v在在U2正半周，觸發(fā)角正半周，觸發(fā)角處給晶閘管處給晶閘管T1加觸發(fā)脈沖，加觸發(fā)脈沖，U2經(jīng)經(jīng) T1和和D4向負(fù)載供電；向負(fù)載供電； v U2過零變負(fù)時(shí)，因電感作用使電流過零變負(fù)時(shí)，因電感作用使電流id連續(xù)

27、，連續(xù)，D4關(guān)斷、關(guān)斷、 D2導(dǎo)通，導(dǎo)通，T1和和D2為負(fù)載電流提供續(xù)流回路。此時(shí)輸出為負(fù)載電流提供續(xù)流回路。此時(shí)輸出 電壓電壓ud和變壓器二次電流為零；和變壓器二次電流為零； v在在U2負(fù)半周觸發(fā)角負(fù)半周觸發(fā)角時(shí)刻觸發(fā)時(shí)刻觸發(fā)T3，U2經(jīng)經(jīng)T3和和D2向負(fù)載供向負(fù)載供 電；電； vU2過零變正時(shí)，過零變正時(shí)， D2關(guān)斷、關(guān)斷、D4導(dǎo)通，導(dǎo)通，T3和和D4為負(fù)載電為負(fù)載電 流提供續(xù)流回路。此時(shí)輸出電壓流提供續(xù)流回路。此時(shí)輸出電壓ud和變壓器二次電流為和變壓器二次電流為 零；零； 1）工程過程分析）工程過程分析 2 2）半控橋的失控情況和續(xù)流二極管）半控橋的失控情況和續(xù)流二極管VzVz的作用的作

28、用 v當(dāng)當(dāng) 突然增大至突然增大至180 或觸發(fā)脈沖丟失時(shí)，會發(fā)生一或觸發(fā)脈沖丟失時(shí)，會發(fā)生一 個(gè)晶閘管持續(xù)導(dǎo)通而兩個(gè)二極管輪流導(dǎo)通的情況，個(gè)晶閘管持續(xù)導(dǎo)通而兩個(gè)二極管輪流導(dǎo)通的情況， 這使這使Ud成為正弦半波，即半周期成為正弦半波，即半周期ud為正弦，另外半為正弦，另外半 周期周期Ud為零，其平均值保持恒定，即為零，其平均值保持恒定，即 失去控制作失去控制作 用，稱為失控。用，稱為失控。 v有續(xù)流二極管有續(xù)流二極管Vz時(shí)，續(xù)流過程由時(shí)，續(xù)流過程由Vz完成，晶閘管關(guān)完成，晶閘管關(guān) 斷，避免了某一個(gè)晶閘管持續(xù)導(dǎo)通從而導(dǎo)致失控的斷，避免了某一個(gè)晶閘管持續(xù)導(dǎo)通從而導(dǎo)致失控的 現(xiàn)象。同時(shí)，續(xù)流期間導(dǎo)電回

29、路中只有一個(gè)管壓降，現(xiàn)象。同時(shí)，續(xù)流期間導(dǎo)電回路中只有一個(gè)管壓降， 有利于降低損耗。有利于降低損耗。 有續(xù)流二極管的單相橋式半控整流電路及其工作波形 2 2）半控橋的失控情況和續(xù)流二極管）半控橋的失控情況和續(xù)流二極管VzVz的作用的作用 v在在U2正半周，觸發(fā)角正半周，觸發(fā)角處給晶閘管處給晶閘管T1加觸發(fā)脈沖，加觸發(fā)脈沖， U2經(jīng)經(jīng)T1和和D4向負(fù)載供電；向負(fù)載供電； v U2過零變負(fù)時(shí)，因電感作用使電流過零變負(fù)時(shí)，因電感作用使電流id連續(xù)，電流通連續(xù)，電流通 過續(xù)流二極管過續(xù)流二極管Dz進(jìn)行續(xù)流，進(jìn)行續(xù)流，Ud為零。此時(shí)，為零。此時(shí)，T1承承 受負(fù)壓關(guān)斷，受負(fù)壓關(guān)斷，T3承受正壓，由于無觸發(fā)

30、脈沖而關(guān)斷。承受正壓，由于無觸發(fā)脈沖而關(guān)斷。 變壓器二次繞組無電流；變壓器二次繞組無電流； v在在U2負(fù)半周觸發(fā)角負(fù)半周觸發(fā)角時(shí)刻觸發(fā)時(shí)刻觸發(fā)T3，T3導(dǎo)通，導(dǎo)通，Dz承受承受 負(fù)壓而關(guān)斷，負(fù)壓而關(guān)斷，U2經(jīng)經(jīng)T3和和D2向負(fù)載供電。向負(fù)載供電。U2過零變正過零變正 時(shí)，電流再次通過續(xù)流二極管時(shí)，電流再次通過續(xù)流二極管Dz進(jìn)行續(xù)流，進(jìn)行續(xù)流，Ud又為又為 零。零。 帶續(xù)流二極管帶續(xù)流二極管VzVz的工作過程分析：的工作過程分析： 3 3、單相半控橋阻性和感性負(fù)載的基本數(shù)量關(guān)系、單相半控橋阻性和感性負(fù)載的基本數(shù)量關(guān)系 直流輸出電壓平均值直流輸出電壓平均值Ud、 、電流平均值 電流平均值Id（和全

31、控橋阻性 負(fù)載是相同） （3-13） (3-14) 可控移相范圍為1800； 屬于雙拍電路。 具體的各個(gè)電流有效值以及電流的平均值根據(jù)電流 的波形可以方便得出。 2 cos1 9 . 0)cos1 ( 2 )(sin2 1 2 2 2 U U ttdUUd R U I d d 單相橋式半控整流電路的另一種接法：單相橋式半控整流電路的另一種接法： 相當(dāng)于把圖3-5a中的T3和T4換為二極管VD3和 VD4，這樣可以省去續(xù)流二極管，續(xù)流由VD3和VD4 來實(shí)現(xiàn)。 負(fù) 載 T u 2 VD3VD4 VT1VT2 圖圖3-6 3-6 單相橋式半控整流電路的另一接法單相橋式半控整流電路的另一接法 a)

32、b) u1 T R u2 u2 i1 VT1 VT2ud ud i1 O O t t 圖3-7 單相全波可控整流電路及波形 單相全波可控整流電路又稱單相雙半波可控整流單相全波可控整流電路又稱單相雙半波可控整流 電路。電路。T T的副邊帶有中心抽頭。當(dāng)?shù)母边厧в兄行某轭^。當(dāng)2U2U2 2為上正下負(fù)時(shí)，為上正下負(fù)時(shí)， VT1VT1工作，當(dāng)工作，當(dāng)2U2U2 2為下正上負(fù)，為下正上負(fù)，VT2VT2工作。注意此時(shí)副工作。注意此時(shí)副 邊的電壓有效值為邊的電壓有效值為2U2U2 2； 單相雙半波與單相全控橋從直流輸出端或從交流單相雙半波與單相全控橋從直流輸出端或從交流 輸入端看波形均是基本一致的。輸入端看

33、波形均是基本一致的。 1 1）工作特點(diǎn)）工作特點(diǎn) （1）單相雙半波中變壓器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，繞組及鐵芯 對銅、鐵等材料的消耗多； （2）單相雙半波只用2個(gè)晶閘管，比單相全控橋 少2個(gè)，相應(yīng)地，門極驅(qū)動(dòng)電路也少2個(gè)；但是晶 閘管承受的最大電壓為 ，是單相全控橋的2 倍； （3）單相雙半波導(dǎo)電回路只含1個(gè)晶閘管，比單 相橋少1個(gè)，因而管壓降也少1個(gè)； 從上述（2）、（3）考慮，單相全波電路有利于 在低輸出電壓的場合應(yīng)用。 2 2）與單相橋式整流電路的區(qū)別）與單相橋式整流電路的區(qū)別 2 22U 3.5 3.5 三相半波可控整流電路相半波可控整流電路 負(fù)載容量較大，或要求直流電壓脈動(dòng)較小、易濾波負(fù)載容量較大

34、，或要求直流電壓脈動(dòng)較小、易濾波 時(shí)使用三相整流電路時(shí)使用三相整流電路; 基本的是三相半波可控整流電路，三相橋式全控整基本的是三相半波可控整流電路，三相橋式全控整 流電路應(yīng)用最廣。流電路應(yīng)用最廣。 a) b) c) d) e) f) u2 a b c T R ud id VT2 VT1 VT3 uaubuc =0 Ot1 t2t3 uG O ud O O uabuac O iVT 1 uVT 1 t t t t t 1) 電路的特點(diǎn)：電路的特點(diǎn)： 變壓器二次側(cè)接成星形得到變壓器二次側(cè)接成星形得到 零線，而一次側(cè)接成三角形零線，而一次側(cè)接成三角形 避免避免3次諧波流入電網(wǎng)。次諧波流入電網(wǎng)。 三個(gè)

35、晶閘管分別接入三個(gè)晶閘管分別接入a、b、c 三相電源，其陰極連接在一三相電源，其陰極連接在一 起起共陰極接法共陰極接法 。與之相。與之相 對應(yīng)的是將陽極連接在一對應(yīng)的是將陽極連接在一 起起共陽極接法共陽極接法 。 1. 1. 電阻負(fù)載電阻負(fù)載 圖圖3-8 三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路 共陰極接法電阻負(fù)載時(shí)的電路共陰極接法電阻負(fù)載時(shí)的電路 及及 =0 時(shí)的波形時(shí)的波形 2) 電路中的晶閘管換作二極管，成為三相半波不可控整流電路電路中的晶閘管換作二極管，成為三相半波不可控整流電路 此時(shí)，相電壓最大的一相所對應(yīng)的二極管導(dǎo)通，并使另兩此時(shí)，相電壓最大的一相所對應(yīng)的二極管導(dǎo)通，并使另兩 相的

36、二極管承受反壓關(guān)斷，輸出整流電壓即為該相的相電壓：相的二極管承受反壓關(guān)斷，輸出整流電壓即為該相的相電壓： 一周期中，一周期中， 在在t1 t2期間，期間，VD1導(dǎo)通，導(dǎo)通，ud=ua 在在 t2 t3期間，期間， VD2導(dǎo)通，導(dǎo)通，ud=ub 在在 t3 t4期間，期間，VD3導(dǎo)通，導(dǎo)通，ud=uc 二極管換相時(shí)刻為自然換相點(diǎn)，是各相晶閘管能觸發(fā)導(dǎo)通二極管換相時(shí)刻為自然換相點(diǎn)，是各相晶閘管能觸發(fā)導(dǎo)通 的最早時(shí)刻，將其作為計(jì)算各晶閘管觸發(fā)角的最早時(shí)刻，將其作為計(jì)算各晶閘管觸發(fā)角的起點(diǎn)，即的起點(diǎn)，即 =0 注意注意：這是三相電路和單相電路的一個(gè)區(qū)別，即：這是三相電路和單相電路的一個(gè)區(qū)別，即三相三相

37、 電路觸發(fā)角的起點(diǎn)電路觸發(fā)角的起點(diǎn)，是以自然換相點(diǎn)來計(jì)算的，而不是以過零，是以自然換相點(diǎn)來計(jì)算的，而不是以過零 點(diǎn)。點(diǎn)。 自然換相點(diǎn)自然換相點(diǎn)：是三個(gè)相電壓的交點(diǎn)。：是三個(gè)相電壓的交點(diǎn)。 3) 使用使用SCR時(shí)，時(shí)， =0 時(shí)的工作原理分析時(shí)的工作原理分析(圖圖3-8） 由變壓器二次側(cè)由變壓器二次側(cè)a相繞組和晶閘管相繞組和晶閘管VT1的電流波的電流波 形，變壓器二次繞組電流有直流分量；形，變壓器二次繞組電流有直流分量； 晶閘管的電壓波形，由晶閘管的電壓波形，由3段組成：段組成： 第第1段，段，VT1導(dǎo)通期間，導(dǎo)通期間，uT1=0; 第第2段，在段，在VT1關(guān)斷后，關(guān)斷后，VT2導(dǎo)通期間，導(dǎo)通期

38、間， uT1=ua-ub=uab，為一段線電壓，為一段線電壓; 第第3段，在段，在VT3導(dǎo)通期間，導(dǎo)通期間，uT1=ua-ub=uab為另為另 一段線電壓；一段線電壓； 增大增大值值,將脈沖后移將脈沖后移,整流電路的工作波形相應(yīng)地發(fā)整流電路的工作波形相應(yīng)地發(fā) 生變化。生變化。 4) =30 時(shí)的波形時(shí)的波形 負(fù)載電流處于連續(xù)和斷續(xù)之間的臨界狀態(tài)。負(fù)載電流處于連續(xù)和斷續(xù)之間的臨界狀態(tài)。 =30 u 2 u a u b u c Ot O t Ot O t Ot u G u d u ab u ac t1 iVT 1 u VT 1 u ac 圖圖3-9 三相半波可控整流電路，電三相半波可控整流電路，電

39、 阻負(fù)載，阻負(fù)載， =30 時(shí)的波形時(shí)的波形 特點(diǎn)：在特點(diǎn)：在t1 120 時(shí)刻，時(shí)刻， Ub開始開始Ua，此時(shí)，此時(shí)VT2承受正承受正 壓，但由于沒有觸發(fā)脈沖，所壓，但由于沒有觸發(fā)脈沖，所 以仍舊處于關(guān)斷狀態(tài)，隔斷以仍舊處于關(guān)斷狀態(tài)，隔斷b 相電壓，從而使相電壓，從而使a相的相的VT1繼繼 續(xù)導(dǎo)通，直至續(xù)導(dǎo)通，直至VT2觸發(fā)脈沖的觸發(fā)脈沖的 到來。到來。晶閘管導(dǎo)通角等于晶閘管導(dǎo)通角等于120 5) 30 的情況的情況 t t t t =60 u2 uaubuc O O O O uG ud iVT 1 圖3-10 三相半波可控整流電路， 電阻負(fù)載， =60時(shí)的波形 特點(diǎn)：負(fù)載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)

40、特點(diǎn)：負(fù)載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo) 通角小于通角小于120 。 請同學(xué)們分析請同學(xué)們分析電阻負(fù)載時(shí)電阻負(fù)載時(shí)角的角的 移相范圍？移相范圍？ 可以這樣分析：其實(shí)三相半波電可以這樣分析：其實(shí)三相半波電 路，相當(dāng)于三個(gè)單相半波電路的路，相當(dāng)于三個(gè)單相半波電路的 并聯(lián)。對于單相電路，移相范圍并聯(lián)。對于單相電路，移相范圍 為為1800。由于三相電路移相范圍。由于三相電路移相范圍 的起點(diǎn)從換相點(diǎn)開始計(jì)算，所以的起點(diǎn)從換相點(diǎn)開始計(jì)算，所以 為為150 。 6) 整流輸出電壓平均值的計(jì)算整流輸出電壓平均值的計(jì)算 （1） 30 時(shí)，負(fù)載電流連續(xù)，有時(shí)，負(fù)載電流連續(xù)，有: cos17. 1cos 2 63 )(sin2

41、 3 2 1 22 6 5 6 2d UUttdUU 2d0d 17. 1 UUU當(dāng)當(dāng) =0時(shí)，時(shí)，Ud最大，為最大，為 （2） 30 時(shí)，負(fù)載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角減小，此時(shí)有：時(shí)，負(fù)載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角減小，此時(shí)有： ) 6 cos(1675. 0) 6 cos(1 2 23 )(sin2 3 2 1 2 6 2d UttdUU （3-15） （3-16） 負(fù)載電流平均值為負(fù)載電流平均值為: R U I d d 222 45. 2632UUUU RM 2FM 2UU 晶閘管承受的最大反向電壓，為變壓器二次晶閘管承受的最大反向電壓，為變壓器二次線電壓峰值線電壓峰值，即，即: 由于晶閘管陰

42、極與零點(diǎn)間的電壓即為整流輸出電壓由于晶閘管陰極與零點(diǎn)間的電壓即為整流輸出電壓ud，其，其 最小值為零，而晶閘管陽極與零點(diǎn)間的最高電壓等于變壓最小值為零，而晶閘管陽極與零點(diǎn)間的最高電壓等于變壓 器二次相電壓的峰值，因此晶閘管陽極與陰極間的最大正器二次相電壓的峰值，因此晶閘管陽極與陰極間的最大正 向電壓等于變壓器二次向電壓等于變壓器二次相電壓的峰值相電壓的峰值，即，即: 綜合以上兩點(diǎn)，選擇綜合以上兩點(diǎn)，選擇SCR時(shí)，以時(shí)，以 為標(biāo)準(zhǔn)。為標(biāo)準(zhǔn)。 2 6U （3-17） （3-18） （3-19） 2. 三相半波可控整流電路電感性負(fù)載三相半波可控整流電路電感性負(fù)載 1) 特點(diǎn)：電感性負(fù)載，特點(diǎn)：電感性

43、負(fù)載，L值很大，值很大，id波形基本平直波形基本平直 30 時(shí)：整流電壓波形與電阻負(fù)載時(shí)相同時(shí)：整流電壓波形與電阻負(fù)載時(shí)相同 30 時(shí)（如時(shí)（如 =60 時(shí)的波形如圖時(shí)的波形如圖3-11所示）所示） ua過零時(shí)，過零時(shí)，VT1不關(guān)斷，直到不關(guān)斷，直到VT2的脈沖到來，才換的脈沖到來，才換 流，由流，由VT2導(dǎo)通向負(fù)載供電，同時(shí)向?qū)ㄏ蜇?fù)載供電，同時(shí)向VT1施加反壓使施加反壓使 其關(guān)斷其關(guān)斷ud波形中出現(xiàn)負(fù)的部分。波形中出現(xiàn)負(fù)的部分。 2) 電感性負(fù)載時(shí)，電感性負(fù)載時(shí)， 的移相范圍為的移相范圍為90 （請同學(xué)分析原請同學(xué)分析原 因因） 原因是由于當(dāng)原因是由于當(dāng)90 時(shí)，時(shí)，Ud的波形正負(fù)對稱，平

44、均的波形正負(fù)對稱，平均 值為值為0，失去意義。所以，失去意義。所以的移相范圍為的移相范圍為90 。 請同學(xué)們自己完成請同學(xué)們自己完成90 時(shí)的工作波形。時(shí)的工作波形。 a b c T R L u 2 u d e L i d VT 1 VT 2 VT 3 u d i a u a u b u c i b i c i d u ac u ab u ac Ot Ot Ot Ot Ot Ot u VT 1 圖圖3-11 三相半波可控整流電路，電感性負(fù)載時(shí)的電路及三相半波可控整流電路，電感性負(fù)載時(shí)的電路及 =60 時(shí)的波形時(shí)的波形 3) 基本參數(shù)計(jì)算基本參數(shù)計(jì)算 (1)直流輸出電壓平均值直流輸出電壓平均值U

45、d： (2)變壓器二次電流即晶閘管電流的有效值為變壓器二次電流即晶閘管電流的有效值為: (3)晶閘管最大正反向電壓峰值均為變壓器二次線電壓峰值晶閘管最大正反向電壓峰值均為變壓器二次線電壓峰值: cos17. 1cos 2 63 )(sin2 3 2 1 22 6 5 6 2d UUttdUU ddVT2 577. 0 3 1 IIII 22 45. 26UUUU RMFM （3-20） （3-21） （3-22） 3. 3. 反電動(dòng)勢感性負(fù)載反電動(dòng)勢感性負(fù)載 如果電感足夠大，電流就能連續(xù)，在這種條件下如果電感足夠大，電流就能連續(xù)，在這種條件下 其工作情況與電感性負(fù)載相同其工作情況與電感性負(fù)載相

46、同，區(qū)別在于，區(qū)別在于IdId的計(jì)的計(jì) 算不同算不同： R EU I d d 4. 4. 并聯(lián)續(xù)流二極管的感性負(fù)載并聯(lián)續(xù)流二極管的感性負(fù)載 感性負(fù)載并聯(lián)接續(xù)流二極管感性負(fù)載并聯(lián)接續(xù)流二極管, ,當(dāng)當(dāng)a30a300 0以后，輸出電壓波以后，輸出電壓波 形中不能出現(xiàn)負(fù)值部分，原來輸出電壓形中不能出現(xiàn)負(fù)值部分，原來輸出電壓出現(xiàn)負(fù)值出現(xiàn)負(fù)值的地方的地方 由由續(xù)流二極管導(dǎo)通提供負(fù)載電流通路（一個(gè)周期續(xù)流續(xù)流二極管導(dǎo)通提供負(fù)載電流通路（一個(gè)周期續(xù)流3 3 次），那么所有晶閘管關(guān)斷，輸出電壓次），那么所有晶閘管關(guān)斷，輸出電壓U Ud d=0=0。 附附：共陽極的三相半波可控整流電路：共陽極的三相半波可控整流

47、電路 共陽極接法時(shí)的晶閘管只能在 相電壓的負(fù)半周工作，其陰極 電位為負(fù)且有觸發(fā)脈沖時(shí)導(dǎo)通， 換相總是換到陰極電位更負(fù)的 那一相去。相電壓負(fù)半周的交 點(diǎn)就是共陽極接法的自然換流 點(diǎn)。與共陰極接法的區(qū)別在于 輸出極性相反。 三相半波可控整流電路雖然只用了三相半波可控整流電路雖然只用了 3 只晶閘管，只晶閘管， 接線和控制簡單。但與三相橋式整流電路相比，接線和控制簡單。但與三相橋式整流電路相比， 要得到相同的輸出電壓，晶閘管承受的正、反要得到相同的輸出電壓，晶閘管承受的正、反 向峰值電壓較高。向峰值電壓較高。 整流變壓器二次側(cè)繞組在一個(gè)周期內(nèi)僅工作整流變壓器二次側(cè)繞組在一個(gè)周期內(nèi)僅工作 120 ，變

48、壓器利用率較低。，變壓器利用率較低。 三相半波的主要缺點(diǎn)在于其變壓器二次電流中三相半波的主要缺點(diǎn)在于其變壓器二次電流中 含有直流分量，為此其應(yīng)用較少。含有直流分量，為此其應(yīng)用較少。 三相全橋的特點(diǎn)三相全橋的特點(diǎn): 應(yīng)用最為廣泛；應(yīng)用最為廣泛； 共陰極組共陰極組陰極連接在一起的陰極連接在一起的3 個(gè)晶閘管（個(gè)晶閘管（VT1，VT3，VT5）；）； 共陽極組共陽極組陽極連接在一起的陽極連接在一起的3 個(gè)晶閘管（個(gè)晶閘管（VT4，VT6，VT2）；）； 請注意編號順序：請注意編號順序：1、3、5和和4、6、 2，一般不特別說明，均采用這樣，一般不特別說明，均采用這樣 的編號順序。的編號順序。 由于零

49、線平均電流為零，所以可以由于零線平均電流為零，所以可以 不用零線。不用零線。 對于每相二次電源來說，一個(gè)工作對于每相二次電源來說，一個(gè)工作 周期中，即有正電流，也有負(fù)電流，周期中，即有正電流，也有負(fù)電流， 所以不存在直流磁化問題，提高了所以不存在直流磁化問題，提高了 繞組利用率。繞組利用率。 b a c T n 負(fù) 載 ia id ud VT 1VT3VT5 VT 4VT6VT2 d2 d1 圖圖3-12 三相橋式全控整流三相橋式全控整流 電路原理圖電路原理圖 u2 ud1 ud2 u2L ud uabuac uabuacubcubaucaucbuabuac uabuacubcubaucauc

50、buabuac uaucub t1 Ot Ot Ot Ot = 0 iVT 1 uVT 1 1. 帶電阻負(fù)載時(shí)的工作情況帶電阻負(fù)載時(shí)的工作情況 1) =0 時(shí)的情況時(shí)的情況 對于共陰極阻的對于共陰極阻的3個(gè)晶閘管，陽個(gè)晶閘管，陽 極所接交流電壓值最大的一個(gè)導(dǎo)極所接交流電壓值最大的一個(gè)導(dǎo) 通；通； 對于共陽極組的對于共陽極組的3個(gè)晶閘管，陰個(gè)晶閘管，陰 極所接交流電壓值最低（或者說極所接交流電壓值最低（或者說 負(fù)得最多）的導(dǎo)通；負(fù)得最多）的導(dǎo)通； 任意時(shí)刻共陽極組和共陰極組中任意時(shí)刻共陽極組和共陰極組中 各有各有1個(gè)個(gè)SCR處于導(dǎo)通狀態(tài)。其處于導(dǎo)通狀態(tài)。其 余的余的SCR均處于關(guān)斷狀態(tài)。均處于關(guān)

51、斷狀態(tài)。 觸發(fā)角觸發(fā)角的起點(diǎn)，仍然是從自然的起點(diǎn)，仍然是從自然 換相點(diǎn)開始計(jì)算，注意正負(fù)方向換相點(diǎn)開始計(jì)算，注意正負(fù)方向 均有自然換相點(diǎn)。均有自然換相點(diǎn)。 圖圖3-13 三相橋式全控整流三相橋式全控整流 電路帶電阻負(fù)載電路帶電阻負(fù)載 =0 時(shí)的波形時(shí)的波形 從線電壓波形看從線電壓波形看， ud為線電壓中最大的一個(gè)，因此 ud波形為線電壓的包絡(luò)線。 時(shí)時(shí) 段段IIIIIIIVVVI 共陰極組中導(dǎo)共陰極組中導(dǎo) 通的晶閘管通的晶閘管 VT1VT1VT3VT3VT5VT5 共陽極組中導(dǎo)共陽極組中導(dǎo) 通的晶閘管通的晶閘管 VT6VT2VT2VT4VT4VT6 整流輸出電壓整流輸出電壓 ud ua-ub

52、=uab ua-uc =uac ub-uc =ubc ub-ua =uba uc-ua =uca uc-ub =ucb 表3-1 三相橋式全控整流電路電阻負(fù)載 =0時(shí)晶閘管工作情況 2) 三相橋式全控整流電路的特點(diǎn)三相橋式全控整流電路的特點(diǎn) （1)兩個(gè)兩個(gè)SCR同時(shí)通形成供電回路，其中共陰極組和同時(shí)通形成供電回路，其中共陰極組和 共陽極組各有一個(gè)共陽極組各有一個(gè)SCR導(dǎo)通，且不能為同相的兩導(dǎo)通，且不能為同相的兩 個(gè)個(gè)SCR（否則沒有輸出），輸出為線電壓。（否則沒有輸出），輸出為線電壓。 （2）對觸發(fā)脈沖的要求：）對觸發(fā)脈沖的要求： 按按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的順序，相位

53、依的順序，相位依 次差次差60 ； 共陰極組共陰極組VT1、VT3、VT5的脈沖依次差的脈沖依次差120 ， 共陽極組共陽極組VT4、VT6、VT2也依次差也依次差120 ； 同一相的上下兩個(gè)橋臂，即同一相的上下兩個(gè)橋臂，即VT1與與VT4，VT3與與 VT6，VT5與與VT2，脈沖相差，脈沖相差180 。 （3）ud一周期脈動(dòng)一周期脈動(dòng)6次，每次脈動(dòng)的波形都一樣，所以次，每次脈動(dòng)的波形都一樣，所以 三相全橋電路稱為三相全橋電路稱為6脈波整流電路；脈波整流電路； （4）需保證同時(shí)導(dǎo)通的）需保證同時(shí)導(dǎo)通的2個(gè)晶閘管均有脈沖：個(gè)晶閘管均有脈沖： 可采用兩種方法：一種是寬脈沖觸發(fā)可采用兩種方法：一種

54、是寬脈沖觸發(fā)(大于大于600) 另一種是雙脈沖觸發(fā)（常用）：在另一種是雙脈沖觸發(fā)（常用）：在Ud的六個(gè)時(shí)的六個(gè)時(shí) 間段，均給應(yīng)該導(dǎo)通的間段，均給應(yīng)該導(dǎo)通的SCR提供觸發(fā)脈沖，而不提供觸發(fā)脈沖，而不 管其原來是否導(dǎo)通。所以每隔管其原來是否導(dǎo)通。所以每隔600就需要提供兩個(gè)就需要提供兩個(gè) 觸發(fā)脈沖。觸發(fā)脈沖。 實(shí)際提供脈沖的順序?yàn)椋簩?shí)際提供脈沖的順序?yàn)椋?,2 - 2,3 - 3,4 - 4,5 - 5,6 - 6,1 - 1,2，不斷重復(fù)。，不斷重復(fù)。 （5）晶閘管承受的最大正、反向電壓為：）晶閘管承受的最大正、反向電壓為： 2 45. 2UU RM 2 6 2 3 UU F M 3) =30

55、時(shí)的工作情況時(shí)的工作情況 晶閘管起始導(dǎo)通時(shí)刻推遲了晶閘管起始導(dǎo)通時(shí)刻推遲了30 ，組成，組成ud的每一段線電壓的每一段線電壓 因此推遲因此推遲30 ； 從從t1開始把一周期等分為開始把一周期等分為6段，段，ud波形仍由波形仍由6段線電段線電 壓構(gòu)成，每一段導(dǎo)通晶閘管的編號等仍符合表壓構(gòu)成，每一段導(dǎo)通晶閘管的編號等仍符合表3-1的規(guī)的規(guī) 律；律； 變壓器二次側(cè)電流變壓器二次側(cè)電流ia波形的特點(diǎn)：在波形的特點(diǎn)：在VT1處于通態(tài)的處于通態(tài)的 120 期間，期間，ia為正，為正，ia波形的形狀與同時(shí)段的波形的形狀與同時(shí)段的ud波形波形 相同，在相同，在VT4處于通態(tài)的處于通態(tài)的120 期間，期間，ia

56、波形的形狀也與波形的形狀也與 同時(shí)段的同時(shí)段的ud波形相同，但為負(fù)值。波形相同，但為負(fù)值。 3) =30 時(shí)的工作情況時(shí)的工作情況 4) =60 時(shí)工作情況時(shí)工作情況 = 60 ud1 ud2 ud uacuac uab uabu ac ubcubaucaucbuabuac ua ubuc O t t1 O t O t uVT 1 ud波形中每段線電壓的波波形中每段線電壓的波 形繼續(xù)后移，形繼續(xù)后移，ud平均值繼平均值繼 續(xù)降低。續(xù)降低。 =60 時(shí)時(shí)ud出現(xiàn)出現(xiàn) 為零的點(diǎn)。為零的點(diǎn)。 （因?yàn)樵谠擖c(diǎn)處，線電壓（因?yàn)樵谠擖c(diǎn)處，線電壓 為零）為零） 圖圖2-14 三相橋式全控整流三相橋式全控整流

57、電路帶電阻負(fù)載電路帶電阻負(fù)載 =60 時(shí)的波形時(shí)的波形 5) 當(dāng)當(dāng) 60 時(shí)，如時(shí)，如 =90 時(shí)時(shí)電阻負(fù)載情況電阻負(fù)載情況 u d1 u d2 u d u a u b u c u a u b tO tO tO tO t O i a i d u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac u bc u ba i VT 1 圖圖2-15 三相橋式全控三相橋式全控 整流電路帶電阻負(fù)載整流電路帶電阻負(fù)載 =90 時(shí)的波形時(shí)的波形 6) 小結(jié)小結(jié) 當(dāng)當(dāng) 60 時(shí)，時(shí)，ud波形均連續(xù)，對于電阻負(fù)波形均連續(xù)，對于電阻負(fù) 載，載，id波形與波形與ud波形一樣，也連續(xù)；波形一樣

58、，也連續(xù)； 當(dāng)當(dāng) 60 時(shí)，時(shí)，ud波形每波形每60 中有一段為零，中有一段為零， ud波形不能出現(xiàn)負(fù)值；波形不能出現(xiàn)負(fù)值； 帶電阻負(fù)載時(shí)三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載時(shí)三相橋式全控整流電路 角角 的移相范圍是的移相范圍是120 2電感性負(fù)載時(shí)的工作情況電感性負(fù)載時(shí)的工作情況 -ud波形連續(xù)，工作情況與帶電阻負(fù)載時(shí)十分相似，各波形連續(xù)，工作情況與帶電阻負(fù)載時(shí)十分相似，各 晶閘管的通斷情況、輸出整流電壓晶閘管的通斷情況、輸出整流電壓ud波形、晶閘管承受波形、晶閘管承受 的電壓波形等都一樣；的電壓波形等都一樣； -區(qū)別在于：由于負(fù)載不同，同樣的整流輸出電壓加到區(qū)別在于：由于負(fù)載不同，同樣的整流輸出

59、電壓加到 負(fù)載上，得到的負(fù)載電流負(fù)載上，得到的負(fù)載電流id波形不同。電感性負(fù)載時(shí)，波形不同。電感性負(fù)載時(shí)， 由于電感的作用，使得負(fù)載電流波形變得平直，當(dāng)電感由于電感的作用，使得負(fù)載電流波形變得平直，當(dāng)電感 足夠大的時(shí)候，負(fù)載電流的波形可近似為一條水平線。足夠大的時(shí)候，負(fù)載電流的波形可近似為一條水平線。 1) 60 時(shí)時(shí) ud1 u2 ud2 u2L ud id tO tO tO tO ua = 0 ubuc t1 uabuacubcubaucaucbuabuac iVT 1 ud1 = 30 ud2 ud uabuacubcubaucaucbuabuac tO tO tO tO id ia t

60、1 uaubuc 圖圖2-16 三相橋式全控整流三相橋式全控整流 電路帶電感性負(fù)載電路帶電感性負(fù)載 =0 時(shí)的波形時(shí)的波形 圖圖2-17 三相橋式全控整流三相橋式全控整流 電路帶電感性負(fù)載電路帶電感性負(fù)載 =30 時(shí)的波形時(shí)的波形 2) 60 時(shí)時(shí) = 90 ud1 ud2 uacubcubaucaucbuabuacuab ud uac uab uac tO tO tO ubucua t1 uVT 1 電感性負(fù)載時(shí)的工作情況與電感性負(fù)載時(shí)的工作情況與 電阻負(fù)載時(shí)不同，電阻負(fù)載電阻負(fù)載時(shí)不同，電阻負(fù)載 時(shí)時(shí)ud波形不會出現(xiàn)負(fù)的部分，波形不會出現(xiàn)負(fù)的部分， 而電感性負(fù)載時(shí)，由于電感而電感性負(fù)載時(shí)，