三相橋式全控整流電路

1、1三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路第三節(jié)第三節(jié) 三相可控整流電路三相可控整流電路2n1.1.三相橋式電路是兩個(gè)三相半波電路的串聯(lián)三相橋式電路是兩個(gè)三相半波電路的串聯(lián)一、概述一、概述三相半波三相半波共陰極共陰極共陽極共陽極三相全控橋三相全控橋3n2. 2. 應(yīng)用：應(yīng)用：n反電動(dòng)勢負(fù)載，可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)反電動(dòng)勢負(fù)載，可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)一、概述一、概述4二、原理分析二、原理分析 1) 1) 三相全控橋整三相全控橋整流電路任一時(shí)刻必須有流電路任一時(shí)刻必須有兩只晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，兩只晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，才能形成負(fù)載電流，其才能形成負(fù)載電流，其中一只在共陽極組，另中一只在共陽極組，另一只在共陰極組

2、。一只在共陰極組。1.1.電路工作的基本原則電路工作的基本原則5 2) 2) 整流輸出電壓整流輸出電壓u ud d波形是由電源線電壓波形是由電源線電壓u uabab 、u uacac、 u ubcbc 、u ubaba 、u ucaca和和u ucbcb的輪流輸出所組成的的輪流輸出所組成的. .二、原理分析二、原理分析1.1.電路工作的基本原則電路工作的基本原則6VT6-VT1VT6-VT1VT1-VT2VT1-VT2 VT2-VT3 VT2-VT3 VT3-VT4 VT3-VT4 VT4-VT5 VT4-VT5 VT5-VT6 VT5-VT6uabuacubcubaucaucb二、原理分析二

3、、原理分析 ）六只晶閘管中每管導(dǎo)通）六只晶閘管中每管導(dǎo)通120120, ,每間隔每間隔6060 有一只晶閘管換流。有一只晶閘管換流。1.1.電路工作的基本原則電路工作的基本原則7二、原理分析二、原理分析2.2.電路工作波形電路工作波形 1）帶電阻負(fù)載時(shí)的工作情況當(dāng)a60時(shí)，ud波形均連續(xù)，對于電阻負(fù)載，id波形與ud波形形狀一樣，也連續(xù) 波形圖： a =0 （圖2 ） a =30 （圖3） a =60 （圖4） 當(dāng)a60時(shí)，ud波形每60中有一段為零，ud波形不能出現(xiàn)負(fù)值 波形圖： a =90 （ 圖5）帶電阻負(fù)載時(shí)三相橋式全控整流電路a角的移相范圍是1208 2）阻感負(fù)載時(shí)的工作情況）阻感負(fù)

4、載時(shí)的工作情況a60 時(shí)（時(shí)（a =0 圖圖6；a =30 圖圖7）ud波形連續(xù)，波形連續(xù)，工作情況與帶電阻負(fù)載時(shí)十分相似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各晶閘管的通斷情況 輸出整流電壓輸出整流電壓ud波形波形 晶閘管承受的電壓波形晶閘管承受的電壓波形區(qū)別在于區(qū)別在于：得到的負(fù)載電流：得到的負(fù)載電流id波形不同。波形不同。 當(dāng)電感足夠大的時(shí)候，當(dāng)電感足夠大的時(shí)候， id的波形可近似為一條水平線。的波形可近似為一條水平線。a 60 時(shí)（時(shí)（ a =90 圖圖8）阻感負(fù)載時(shí)的阻感負(fù)載時(shí)的工作情況與電阻負(fù)載時(shí)不同工作情況與電阻負(fù)載時(shí)不同。 電阻負(fù)載時(shí)，電阻負(fù)載時(shí)，ud波形不會(huì)出現(xiàn)

5、負(fù)的部分波形不會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分 阻感負(fù)載時(shí)，阻感負(fù)載時(shí)，ud波形會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分。波形會(huì)出現(xiàn)負(fù)的部分。帶阻感負(fù)載時(shí)，三相橋式全控整流電路的帶阻感負(fù)載時(shí)，三相橋式全控整流電路的a角移相范圍角移相范圍為為90 。二、原理分析二、原理分析2.2.電路工作波形電路工作波形9二、原理分析二、原理分析3.3.對觸發(fā)脈沖的要求對觸發(fā)脈沖的要求 1 1）. .雙窄脈沖雙窄脈沖在觸發(fā)某一相晶閘管在觸發(fā)某一相晶閘管時(shí)，觸發(fā)電路能同時(shí)時(shí)，觸發(fā)電路能同時(shí)給前一相晶閘管補(bǔ)發(fā)給前一相晶閘管補(bǔ)發(fā)一個(gè)脈沖一個(gè)脈沖(稱輔助脈稱輔助脈沖沖) 2 2）. .單寬脈沖單寬脈沖10 當(dāng)整流輸出電壓連續(xù)時(shí)（即帶阻感負(fù)載時(shí)，或帶當(dāng)整流輸出電壓

6、連續(xù)時(shí)（即帶阻感負(fù)載時(shí)，或帶 電阻負(fù)載電阻負(fù)載a60 時(shí)）的平均值為：時(shí)）的平均值為： 帶電阻負(fù)載且?guī)щ娮柝?fù)載且a 60 時(shí)，整流電壓平均值為：時(shí)，整流電壓平均值為： cos34.2)(sin63123232dUttdUU)3cos(134.2)(sin63232dUttdUU三、定量分析三、定量分析1. 整流輸出電壓整流輸出電壓11三相橋式全控整流電路接反電勢阻感負(fù)載時(shí)，在負(fù)載電三相橋式全控整流電路接反電勢阻感負(fù)載時(shí)，在負(fù)載電感足夠大足以使負(fù)載電流連續(xù)的情況下，感足夠大足以使負(fù)載電流連續(xù)的情況下，電路工作情況與電路工作情況與電感性負(fù)載時(shí)相似電感性負(fù)載時(shí)相似，電路中各處電壓、電流波形均相同，電

7、路中各處電壓、電流波形均相同，僅在計(jì)算僅在計(jì)算Id時(shí)有所不同時(shí)有所不同，接反電勢阻感負(fù)載時(shí)的，接反電勢阻感負(fù)載時(shí)的Id為：為：REUIdd式中式中R和和E分別為負(fù)載中的電阻值和反電動(dòng)勢的值。分別為負(fù)載中的電阻值和反電動(dòng)勢的值。三、定量分析三、定量分析2. 輸出電流平均值為輸出電流平均值為 ：Id=Ud /R 晶閘管電壓、電流等的定量分析與三相半波時(shí)一致。晶閘管電壓、電流等的定量分析與三相半波時(shí)一致。12ddddIIIII816. 03232)(3221222三、定量分析三、定量分析0it2/32/32Id3.當(dāng)整流變壓器二次側(cè)電流當(dāng)整流變壓器二次側(cè)電流其有效值為：正負(fù)半周各寬正負(fù)半周各寬120

8、 、前沿相差、前沿相差180 的矩形波：的矩形波：134. 整流變壓器視在功率計(jì)算三、定量分析三、定量分析1). 流過整流變壓器二次側(cè)的電流在前面已經(jīng)算得流過整流變壓器二次側(cè)的電流在前面已經(jīng)算得:0it2/32/32IdddIII816.0322TR二次側(cè)電流有效值：二次側(cè)電流有效值：34.22dUUTR二次側(cè)電壓有效值：二次側(cè)電壓有效值：dddddPIUIUIUS05.105.1816.034.233222TR二次側(cè)視在功率：二次側(cè)視在功率：TR一次側(cè)視在功率：一次側(cè)視在功率： S1=S2 14四、歸納比較四、歸納比較1. 三相全控橋式整流電路與三相半波可控整流電路相比三相全控橋式整流電路與

9、三相半波可控整流電路相比* 整流輸出的電壓高；紋波幅度低、頻率高；控制靈敏；整流輸出的電壓高；紋波幅度低、頻率高；控制靈敏； * 電力電子器件用的多，但在要求相同輸出電壓的情況電力電子器件用的多，但在要求相同輸出電壓的情況下器件耐壓低；下器件耐壓低； * 整流變壓器二次側(cè)無直流分量；整流變壓器二次側(cè)無直流分量； * 適用于大功率場合。適用于大功率場合。15四、歸納比較四、歸納比較 2. 全控器件也可組成可控整流電路 超前相角控制的波形不同于滯后超前相角控制的波形不同于滯后相角控制區(qū)別：前者的控制角相角控制區(qū)別：前者的控制角由自由自然換相點(diǎn)向左計(jì)算；后者的控制角然換相點(diǎn)向左計(jì)算；后者的控制角由自

10、然換相點(diǎn)向右計(jì)算。六只晶體管由自然換相點(diǎn)向右計(jì)算。六只晶體管工作順序與負(fù)載電壓關(guān)系與晶閘管相工作順序與負(fù)載電壓關(guān)系與晶閘管相同。同。 整流變壓器二次側(cè)繞組相電流整流變壓器二次側(cè)繞組相電流iU基波電流基波電流ia超前于電源相電壓超前于電源相電壓uU一一個(gè)個(gè)角（角（），實(shí)現(xiàn)了超前相角），實(shí)現(xiàn)了超前相角控制，電網(wǎng)向晶體管整流裝置提供的控制，電網(wǎng)向晶體管整流裝置提供的是超前的無功電流。是超前的無功電流。 16要點(diǎn)提示要點(diǎn)提示:*電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)兩個(gè)三相半波電路串聯(lián)兩個(gè)三相半波電路串聯(lián)*定性分析定性分析畫出三個(gè)參量電路波形畫出三個(gè)參量電路波形(ud、id、uT)*工作原理工作原理遵循三條基本工作原則遵循

11、三條基本工作原則*定量分析定量分析計(jì)算三項(xiàng)常見應(yīng)用數(shù)據(jù)計(jì)算三項(xiàng)常見應(yīng)用數(shù)據(jù)(ud、id、 idT)*驅(qū)動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)方式現(xiàn)有二種觸發(fā)脈沖信號現(xiàn)有二種觸發(fā)脈沖信號(雙窄雙窄、 單寬單寬)17三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載帶電阻負(fù)載a=0=0 時(shí)的波形時(shí)的波形u2ud1ud2u2Luduabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuaucubt1OtOtOtOt= 0iVT1uVT1各線電壓正半波交點(diǎn)分別是VT1VT6的自然換相點(diǎn)圖圖-218三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載帶電阻負(fù)載a=0=0 時(shí)的波形

12、時(shí)的波形u2ud1ud2u2Luduabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuaucubt1OtOtOtOt= 0iVT1uVT1圖圖-319三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載帶電阻負(fù)載a=30=30 時(shí)的波形時(shí)的波形ud1ud2= 30iaOtOtOtOtuduabuacuaubuct1uabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuVT1圖圖-320三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載帶電阻負(fù)載a=60=60 時(shí)的波形時(shí)的波形= 60ud1ud2

13、uduacuacuabuabuacubcubaucaucbuabuacuaubucOtt1OtOtuVT1圖圖-421三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載帶電阻負(fù)載a=90=90 時(shí)的波形時(shí)的波形ud1ud2uduaubucuaubtOtOtOtOtOiaiduabuacubcubaucaucbuabuacubcubaiVT1圖圖-522三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載帶阻感負(fù)載a=0=0 時(shí)的波形時(shí)的波形ud1u2ud2u2LudidtOtOtOtOua= 0ubuct1uabuacubcubaucaucbuabuaciVT1圖圖-623三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載帶阻感負(fù)載a a=30=30 時(shí)的波形時(shí)的波形ud1= 30ud2uduabuacubcubaucaucbuabuactOtOtOtOidiat1uaubuc圖圖-724三相橋式整流電路三相橋式整流電路帶阻感負(fù)載，帶阻感負(fù)載，a=9