第3講 可控整流電路3(三相全橋)

1、南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院1可控整流電路南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院22.2.2 三相全控橋式整流電路三相全控橋式整流電路一一.電路構(gòu)成電路構(gòu)成:共陰極三相半波+共陽極三相半波。南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院3南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院4共陰極組電路和共陽極組電路串聯(lián)，并接到變壓器次級(jí)繞組上兩組電路負(fù)載對稱，控制角相同，則輸出電流平均值相等，零線中流過電流為零三相橋式電路中變壓器繞組中，一周期既有正向電流，又有反向電流，提高了變壓器的利用率，避免直流磁化由于三相橋式整流電路是兩組三相半波整流電路的串聯(lián)，因此輸出電壓是三相半波的兩倍。南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院5阻性負(fù)載 一個(gè)周期等分為六段二、工作原理南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)

2、院6阻性負(fù)載 在自然換相點(diǎn)換相VT1、VT6導(dǎo)通二、工作原理南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院7阻性負(fù)載二、工作原理 在自然換相點(diǎn)換相VT1、VT2導(dǎo)通南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院8阻性負(fù)載二、工作原理 在自然換相點(diǎn)換相VT3、VT2導(dǎo)通南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院9阻性負(fù)載二、工作原理 在自然換相點(diǎn)換相VT3、VT4導(dǎo)通南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院10阻性負(fù)載二、工作原理 在自然換相點(diǎn)換相VT5、VT4導(dǎo)通南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院11阻性負(fù)載二、工作原理 在自然換相點(diǎn)換相VT5、VT6導(dǎo)通南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院12晶閘管及輸出整流電壓的情況如表所示時(shí) 段IIIIIIIVVVI共陰極組中導(dǎo)通的晶閘管+a+a+b+b+c+c共

3、陽極組中導(dǎo)通的晶閘管-b-c-c-a-a-b整流輸出電壓udua-ub=uabua-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院13 小結(jié)小結(jié):3 三相橋式全控整流電路，共陰極組和共陽極組必須各三相橋式全控整流電路，共陰極組和共陽極組必須各 有一個(gè)有一個(gè)SCR同時(shí)導(dǎo)通才能形成通路；一般非同相。同時(shí)導(dǎo)通才能形成通路；一般非同相。2 自然換相點(diǎn)（控制角為自然換相點(diǎn)（控制角為0的點(diǎn)）的點(diǎn)）： 共陰極組：共陰極組： 三相相電壓正半周波形的交點(diǎn)三相相電壓正半周波形的交點(diǎn)t1 t3 t5 共陽極組：三相相電壓負(fù)半周波形的交點(diǎn)共陽極組：三相相電壓

4、負(fù)半周波形的交點(diǎn)t2 t4 t61 SCR觸發(fā)導(dǎo)通規(guī)律觸發(fā)導(dǎo)通規(guī)律 共陰極組：哪個(gè)陽極電位最高時(shí)共陰極組：哪個(gè)陽極電位最高時(shí),哪個(gè)哪個(gè)SCR管應(yīng)觸發(fā)導(dǎo)通；管應(yīng)觸發(fā)導(dǎo)通； 共陽極組：哪個(gè)陰極電位最低時(shí)共陽極組：哪個(gè)陰極電位最低時(shí),哪個(gè)哪個(gè)SCR管應(yīng)觸發(fā)導(dǎo)通；管應(yīng)觸發(fā)導(dǎo)通；南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院14對共陰極組正半周觸發(fā)，應(yīng)依次觸發(fā)對共陰極組正半周觸發(fā)，應(yīng)依次觸發(fā)T+a T+b T+c互差互差 120度；對共陽極組負(fù)半周觸發(fā)，依次觸發(fā)度；對共陽極組負(fù)半周觸發(fā)，依次觸發(fā)T-a T-b T-c互差互差120度，接在同一相的兩個(gè)度，接在同一相的兩個(gè)SCR觸發(fā)脈沖相位差觸發(fā)脈沖相位差180度。度。為保證電源

5、合閘或電流斷續(xù)情況正常工作，觸發(fā)脈沖為保證電源合閘或電流斷續(xù)情況正常工作，觸發(fā)脈沖應(yīng)采用雙脈沖或?qū)挾却笥趹?yīng)采用雙脈沖或?qū)挾却笥?0度寬脈沖。度寬脈沖。在負(fù)載電流連續(xù)時(shí)，每個(gè)在負(fù)載電流連續(xù)時(shí)，每個(gè)SCR導(dǎo)通導(dǎo)通120度；三相橋式全度；三相橋式全控電路的整流電壓在一個(gè)周期內(nèi)脈動(dòng)六次，對于工頻控電路的整流電壓在一個(gè)周期內(nèi)脈動(dòng)六次，對于工頻電源脈動(dòng)頻率為電源脈動(dòng)頻率為650Hs300Hz，比三相半波時(shí)大一比三相半波時(shí)大一倍。倍。南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院15 整流后的輸出電壓為兩相電壓相減后的波形，即線電壓。整流后的輸出電壓為兩相電壓相減后的波形，即線電壓。 控制角為零時(shí)則為線電壓正半周的包絡(luò)線控制角為零

6、時(shí)則為線電壓正半周的包絡(luò)線SCR承受電壓波形與三相半波一樣，即為線電壓的承受電壓波形與三相半波一樣，即為線電壓的峰值。峰值。10 SCR的換流在共陰極組的換流在共陰極組T+a T+b T+c之間或共陽極組之間或共陽極組T-a T-b T-c之間進(jìn)行。整體看，之間進(jìn)行。整體看， 每隔每隔60度要觸發(fā)一個(gè)度要觸發(fā)一個(gè)SCR,順序?yàn)轫樞驗(yàn)?T+a T-c T+b T-a T+c T-b；南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院16為了便于記憶，可畫出三個(gè)相差為了便于記憶，可畫出三個(gè)相差120的矢量表示共陰極組晶閘管的矢量表示共陰極組晶閘管T的的下標(biāo)下標(biāo)+a、+b、+c然后相應(yīng)各差然后相應(yīng)各差180畫出共陽極組晶畫出共

7、陽極組晶閘管閘管T的下標(biāo)的下標(biāo)-a、-b、-c得到相鄰隔得到相鄰隔60的六個(gè)矢量，的六個(gè)矢量，則順時(shí)鐘所得時(shí)序即是各晶閘管換則順時(shí)鐘所得時(shí)序即是各晶閘管換流順序。流順序。南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院17此時(shí)，由于輸出電壓此時(shí)，由于輸出電壓U Ud d波形波形連續(xù)，負(fù)載電流波形也連續(xù)連續(xù)，負(fù)載電流波形也連續(xù)在一個(gè)周期內(nèi)每個(gè)晶閘管導(dǎo)在一個(gè)周期內(nèi)每個(gè)晶閘管導(dǎo)電電120120。 控制角控制角60度度南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院18以控制角等于以控制角等于9090度為例，當(dāng)度為例，當(dāng)線電壓過零時(shí)，線電壓過零時(shí)，SCRSCR關(guān)斷，關(guān)斷，電流波形斷續(xù)電流波形斷續(xù) 控制角控制角60度度南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院19 T+a,

8、T-b導(dǎo)通過程南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院20 T+a,T-c導(dǎo)通過程導(dǎo)通過程南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院21 T+b,T-c導(dǎo)通過程南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院22思考：在三相橋式全控整流電路中，電阻負(fù)載，如果一個(gè)晶閘管不通，此時(shí)整流電壓輸出波形如何？如果一個(gè)晶閘管被擊穿而短路，其它晶閘管受什么影響？南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院23二二.電感性負(fù)載電感性負(fù)載設(shè)電感足夠大，設(shè)電感足夠大，負(fù)載電流連續(xù)負(fù)載電流連續(xù)。南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院241.控制角控制角=0南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院25南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院26南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院27南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院28南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院29南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院30三相橋

9、式全控整流電路晶閘管及輸出整流電壓的情況如表所示時(shí) 段IIIIIIIVVVI共陰極組中導(dǎo)通的晶閘管+a+a+b+b+c+c共陽極組中導(dǎo)通的晶閘管-b-c-c-a-a-b整流輸出電壓udua-ub=uabua-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院31.控制角控制角=30南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院32南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院33南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院34南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院35南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院36南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院37 30度移相角時(shí)工作情況當(dāng)30時(shí)，此時(shí)每個(gè)晶閘管是從自然換相點(diǎn)后移一個(gè)角度開始換相。當(dāng)晶閘管Ta和T-c導(dǎo)

10、通時(shí)輸出線電壓Uac，經(jīng)過a相和b相間自然換相點(diǎn)，b相電壓雖然高于a相，但是了T+a尚未觸發(fā)導(dǎo)通，因而T+a,T-c繼續(xù)導(dǎo)通輸出電壓Uac,直到 30后觸發(fā)晶閘管了Tb，則了b受反壓關(guān)斷，電流由T+a換到了T+b，此時(shí)輸出線電壓Ubc由波形分析可見，由于30 ，使得輸出線電壓的包絡(luò)減小了一塊相應(yīng)于30的面積，因而使輸出整流電壓減小。南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院38當(dāng)當(dāng)大于大于6060時(shí)，當(dāng)相電壓時(shí)，當(dāng)相電壓瞬時(shí)值過零變負(fù)，由于電感瞬時(shí)值過零變負(fù)，由于電感釋放能量維持導(dǎo)通釋放能量維持導(dǎo)通從而使整流輸出乎均電壓從而使整流輸出乎均電壓UdUd進(jìn)一步減小。進(jìn)一步減小。.控制角控制角=60南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)

11、院39當(dāng)當(dāng) 9 90時(shí)，此時(shí)輸出電壓波時(shí)，此時(shí)輸出電壓波形正負(fù)兩部分面積相等，因而輸形正負(fù)兩部分面積相等，因而輸出乎均電壓等于零。出乎均電壓等于零。電感性負(fù)載當(dāng)電感大小能保證輸電感性負(fù)載當(dāng)電感大小能保證輸出電流連續(xù)時(shí)，控制角的最大移出電流連續(xù)時(shí)，控制角的最大移相范圍為相范圍為9090。.控制角控制角=90南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院40例例：三相橋式全控整流電路，=60，分析故障時(shí)ud波形。（1）1RD熔斷（輸入a相電壓斷開）南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院41 三相橋式全控整流電路計(jì)算波形可見，輸出電壓波形每隔3重復(fù)一次，所以計(jì)算輸出電壓平均值在60內(nèi)取其平均值即可。在自然換相點(diǎn)處，定義0，但是其線電壓相位

12、并不為0，初始相位為/3，所以積分上下限存在一個(gè)固定相位偏移南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院42當(dāng)整流輸出電壓連續(xù)時(shí)（即帶阻感負(fù)載時(shí)，或帶電阻負(fù)載a60 時(shí)）的平均值為： 帶電阻負(fù)載且a 60時(shí)，整流電壓平均值為：輸出電流平均值為 ：Id=Ud /Rcos34.2)(sin63123232dUttdUU)3cos(134.2)(sin63232dUttdUU當(dāng)120時(shí)，Ud0，控制角移相范圍為120南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院43關(guān)系曲線關(guān)系曲線:Ud/U2l- 2.34U2=1.35U2l三相全控橋輸出特性南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院44例：三相全控橋式整流電路如圖所示，要求從之間變化，試求：dU0.2,4 ,ddLH R 0220V不考慮延遲裕量，整流變壓器二次線電壓是多少？計(jì)算晶閘管電壓電流值？變壓器二次電流有效值計(jì)算整流變壓器二次容量控制角為時(shí)，電路功率因素當(dāng)觸發(fā)脈沖距對應(yīng)二次側(cè)相電壓波形原點(diǎn)為何處時(shí)，輸出電壓為零南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院45 總結(jié)總結(jié) 三相橋式全控整流電路特點(diǎn)：三相橋式全控整流電路特點(diǎn)：（與三相半波電路相比） 輸出電壓提高一倍（兩組半波電路串聯(lián)構(gòu)成）；輸出電壓提高一倍（兩組半波電路串聯(lián)構(gòu)成）； 輸出電壓的脈動(dòng)較?。ㄝ敵鲭妷旱拿}動(dòng)較?。? 6脈波）；脈波）； 變壓