電力電子第3章 2三相半波整流3

1、可控整流電路（可控整流電路（AC-DC）( (二）二）Controlled Rectifier主講：孫向東、伍文俊主講：孫向東、伍文俊 自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)-2 三相半波可控整流三相半波可控整流 Three-phase half-wave controlled rectifier (the basic circuit among three-phase rectifiers) 三相橋式全控整流三相橋式全控整流 Three-phase bridge full-controlled rectifier (the most widely used

2、 circuit among three-phase rectifiers)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)- 目錄目錄基本概念基本概念阻性負(fù)載阻性負(fù)載阻感負(fù)載阻感負(fù)載小結(jié)小結(jié)3自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)-4 3.2 三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路 (Three-Phase Half-Wave Controlled Rectifier) 1、三相電壓關(guān)系、三相電壓關(guān)系22222sin22sin()322sin()36sin()6abcabuUtuUtuUtuUt電壓時(shí)序uaubucuabubcu

3、cauacubaucb一、基本概念一、基本概念自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)-5整流變壓器接法：整流變壓器接法：變壓器二次側(cè)接成星形得到零線，而一次側(cè)一次側(cè)接成三角形避免接成三角形避免3次諧波流入電網(wǎng)次諧波流入電網(wǎng)。2、三相半波可控整流電路形式、三相半波可控整流電路形式共陰極接法共陰極接法共陽(yáng)極接法共陽(yáng)極接法何時(shí)SCR正向偏置？主電路主電路接法：接法：自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)-6自然換相點(diǎn)：自然換相點(diǎn)： 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)角的起點(diǎn)，即

4、 =0。共陰極接法：2相相電壓的正向交點(diǎn)，第3相電壓負(fù)向峰值相電壓的時(shí)刻。每次只能導(dǎo)通一個(gè)晶閘管每次只能導(dǎo)通一個(gè)晶閘管3、自然換相點(diǎn)、自然換相點(diǎn)電壓時(shí)序共陰極接法：共陰極接法：自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)-7自然換相點(diǎn)：自然換相點(diǎn)： 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)角的起點(diǎn)，即 =0。共陽(yáng)極接法：2相相電壓的負(fù)向交點(diǎn)，第3相電壓正向峰值相電壓的時(shí)刻。每次只能導(dǎo)通一個(gè)晶閘管每次只能導(dǎo)通一個(gè)晶閘管電壓時(shí)序共陽(yáng)極接法：共陽(yáng)極接法：Back自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電

5、力電子技術(shù)-8二、Resistive Load -R Load電壓時(shí)序ud波動(dòng)頻率為波動(dòng)頻率為3倍工頻頻率倍工頻頻率!1、共陰極接法、共陰極接法自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)-9TRudidVT2VT1VT3= 30電壓時(shí)序脈沖與導(dǎo)通順序：脈沖與導(dǎo)通順序：脈沖：脈沖：按VT1、VT2、VT3順序每隔120發(fā)一次脈沖，分別對(duì)應(yīng)VT1、VT2和VT3 ；導(dǎo)通：導(dǎo)通：每隔120 度換一次相，導(dǎo)通一個(gè)管子，連續(xù)情況下每管導(dǎo)通120 。自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)-10TRudidVT2VT1VT3= 60晶閘管兩

6、端電壓晶閘管兩端電壓電壓時(shí)序三相半波可控整流-電阻負(fù)載-共陰.schSCR正反向阻斷承受電壓正反向阻斷承受電壓自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)-2、共陽(yáng)極接法、共陽(yáng)極接法-R Load自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)-共陽(yáng)極接法共陽(yáng)極接法-R Load24624電壓時(shí)序自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)-24624脈沖與導(dǎo)通順序：脈沖與導(dǎo)通順序：脈沖：脈沖：按VT2、VT4、VT6順序每隔120發(fā)一次脈沖，分別對(duì)應(yīng)VT2、VT4和VT6 ；導(dǎo)通：導(dǎo)通：每隔120 度換一次

7、相，導(dǎo)通一個(gè)管子，連續(xù)時(shí)每管導(dǎo)通120 。自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)-24624三相半波可控整流-電阻負(fù)載-共陽(yáng).sch電壓時(shí)序自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)-15 30（電流連續(xù)） cos17. 1cos263)(sin2321226562UUttdUUd)6cos(1675. 0)6cos(1223)(sin2321262UttdUUdRUIdd數(shù)值分析：數(shù)值分析：1 1）負(fù)載電壓平均值）負(fù)載電壓平均值2 2）負(fù)載電流平均值）負(fù)載電流平均值 30（電流斷續(xù)）自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息

8、工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)-163 3）移相范圍）移相范圍4 4）晶閘管）晶閘管0 150 226,2UU最大正反向電壓：平均電流：3dIIVT5 5）變壓器）變壓器有直流磁化，利用率最大1/3，電流同晶閘管。都不通通通通aacabTuVTuVTuVTu32110電壓時(shí)序三相半波阻性負(fù)載波形Back自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)-17abcTRLu2udeLidVT1VT2VT3 三、Resistive and Inductive Load -RL Load（L）= 60電壓時(shí)序三相半波阻感負(fù)載波形SCR正反向阻斷承受電壓自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電

9、氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)-18abcTRLu2udeLidVT1VT2VT3 -RL Load（L）= 0電壓時(shí)序三相半波阻感負(fù)載波形自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)-19abcTRLu2udeLidVT1VT2VT3 -RL Load（L）= 30電壓時(shí)序三相半波阻感負(fù)載波形自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)-20電流連續(xù)與斷續(xù)的條件電流連續(xù)與斷續(xù)的條件： =120：臨界連續(xù)； 120：連續(xù)(Continuous Conduction ModeCCM)； 120：斷續(xù)(Discont

10、inuous Conduction ModeDCM)。波形分析結(jié)論：波形分析結(jié)論： 30時(shí)，大電感負(fù)載電壓波形與電阻負(fù)載時(shí)相同。 30后，負(fù)載電感Ld中感應(yīng)電勢(shì)eL的作用，使得交流電壓過(guò)零時(shí)晶閘管不會(huì)關(guān)斷。電壓時(shí)序三相半波阻感負(fù)載波形自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)-30后，負(fù)載電感Ld中感應(yīng)電勢(shì)eL的作用，使得交流電壓過(guò)零時(shí)晶閘管不會(huì)關(guān)斷，導(dǎo)致ud中出現(xiàn)負(fù)壓，降低ud平均值。自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)-22cos17. 12UUd平均電流平均電流 ：,31dVTIIdddVTRIIII578. 0313

11、601202VTRII 2最大正反向電壓：最大正反向電壓：26U數(shù)值分析：數(shù)值分析：1 1）負(fù)載電壓平均值）負(fù)載電壓平均值RUIdd2 2）負(fù)載電流平均值）負(fù)載電流平均值3 3）移相范圍）移相范圍0 904 4）晶閘管）晶閘管5 5）變壓器）變壓器有直流磁化，利用率最大1/3，電流同晶閘管。三相半波阻感負(fù)載波形電流有效值電流有效值 ： = 90時(shí)，時(shí)，ud正負(fù)面積相等，平均值為正負(fù)面積相等，平均值為0！自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)-23四、RL and Electromotive Force Load 如果負(fù)載電流連續(xù)，則負(fù)載電壓、電流等波形與阻感

12、負(fù)載電流連續(xù)情況一致。負(fù)載電流因反電勢(shì)的影響有所減小。 如果負(fù)載電流斷續(xù)，則要視具體情況定。三相半波阻感負(fù)載波形Back自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)-24五、小結(jié)小結(jié)1、脈沖與導(dǎo)通順序：、脈沖與導(dǎo)通順序：共陰極接法共陰極接法脈沖：脈沖：按VT1、VT2、VT3順序每隔120發(fā)一次脈沖，分別對(duì)應(yīng)VT1(a ) 、VT2(b )和VT3(c)；共陽(yáng)極接法共陽(yáng)極接法脈沖：脈沖：按VT2、VT4、VT6順序每隔120發(fā)一次脈沖，分別對(duì)應(yīng)VT2(c)、VT4(a)和VT6(b)；導(dǎo)通：導(dǎo)通：每隔120 度換一次相，導(dǎo)通一個(gè)管子，連續(xù)情況下每管導(dǎo)通120 。自

13、動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)-25五、小結(jié)小結(jié) 2、如果負(fù)載電流連續(xù)，則對(duì)電阻負(fù)載、阻感負(fù)載、阻感+反電動(dòng)式負(fù)載而言，負(fù)載電壓、晶閘管耐壓等波形基本一致。 如果負(fù)載電流斷續(xù)，則要視具體情況定。 3 3、三相半波可控整流電路的主要缺點(diǎn)在于、三相半波可控整流電路的主要缺點(diǎn)在于其變壓器二次電流中含有其變壓器二次電流中含有直流分量直流分量，為此其應(yīng)用，為此其應(yīng)用較少。較少。自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)-26作業(yè)作業(yè):P.95 習(xí)題習(xí)題 1、3、5 習(xí)題習(xí)題 7、8、 11自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)-27三相半波可控整流電路電阻、阻感負(fù)載三相半波可控整流電路電阻、阻感負(fù)載 =0阻感負(fù)載 =0電阻負(fù)載自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-電力電子技術(shù)-28三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路 電阻、阻感負(fù)載電阻、阻感負(fù)載 =30電阻負(fù)載 =30阻感負(fù)載自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系自動(dòng)化與信息工程學(xué)院電氣工程系-