電力電子技術(shù)第二章整流電路(1)

1、1第第2 2章章 整流電路整流電路(AC/DC(AC/DC變換）變換）2.1 單相半波可控整流電路2.2 單相全控橋式整流電路2.3 單相半控橋式整流電路2.4 晶閘管觸發(fā)電路2.5 三相半波可控整流電路2.6 三相全控橋式整流電路本章小結(jié)2第第2 2章章 整流電路整流電路(AC/DC(AC/DC變換）變換）F整流電路整流電路：出現(xiàn)最早的電力電子電路，將交流電變?yōu)橹绷麟?。F整流電路的分類整流電路的分類： 按組成的器件可分為不可控、半控、全控不可控、半控、全控三種 按電路結(jié)構(gòu)可分為橋式電路橋式電路和零式電路零式電路 按交流輸入相數(shù)分為單相電路單相電路和多相電路多相電路 按變壓器二次側(cè)電流的方向是

2、單向單向或雙向雙向32.1 2.1 單相半波可控整流電路單相半波可控整流電路1. 帶電阻負(fù)載的工作情況圖2-1 單相半波可控整流電路及波形變壓器變壓器T起變換電壓起變換電壓隔離隔離交流輸入為單相，直流輸出電壓波交流輸入為單相，直流輸出電壓波形只在交流輸入的正半周內(nèi)出現(xiàn)，形只在交流輸入的正半周內(nèi)出現(xiàn)，故稱為單相半波可控整流電路。故稱為單相半波可控整流電路。特點(diǎn)：特點(diǎn)：電壓與電流成正比，兩者波形相同電壓與電流成正比，兩者波形相同 wwwwtTVTR0a)u1u2uVTudidwt1p2 ptttu2uguduVTaq0b)c)d)e)004幾個(gè)重要的基本概念幾個(gè)重要的基本概念觸發(fā)延遲角觸發(fā)延遲角

3、從晶閘管開始承受正向陽(yáng)極電壓起到施加觸發(fā)脈沖止的電角度,用a 表示,也稱觸發(fā)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)的電角度稱為導(dǎo)通角，用表示 。移相移相 改變觸發(fā)脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻，即改變控制角a的大小 。移相范圍移相范圍 觸發(fā)脈沖的移動(dòng)范圍，它決定了輸出電壓的變化范圍 。 a移相范圍為180180 l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 相位控制方式相位控制方式（相控方式）相控方式）5基本數(shù)量關(guān)系2cos10.45 2ddaRURUIv2）輸出電流平均值）輸出電流平均值Id:v1）直流輸出電壓平均值）直流輸出電壓平均值Ud:paaapwwp2cos145.

4、 0)cos1 (22)(sin221222UUttdUUd6 3）負(fù)載電壓有效值）負(fù)載電壓有效值U:4）負(fù)載電流有效值）負(fù)載電流有效值I:22sin41 d2sin22122aapawwUttUU22sin412aaRURUI7 5）晶閘管電流有效值和變壓器二次側(cè)電流有效值）晶閘管電流有效值和變壓器二次側(cè)電流有效值 單相半波可控整流器中，負(fù)載、晶閘管和變壓器二單相半波可控整流器中，負(fù)載、晶閘管和變壓器二次側(cè)流過相同的電流，故其有效值相等，即：次側(cè)流過相同的電流，故其有效值相等，即：22sin4122TaaRUIII86）功率因數(shù)）功率因數(shù)cos 整流器功率因數(shù)是變壓器二次側(cè)有功功率與視在整流

5、器功率因數(shù)是變壓器二次側(cè)有功功率與視在功率的比值功率的比值式中式中 P變壓器二次側(cè)有功功率，變壓器二次側(cè)有功功率，P=UI=I2R S變壓器二次側(cè)視在功率，變壓器二次側(cè)視在功率，S=U2I2 7）晶閘管承受的最大正反向電壓）晶閘管承受的最大正反向電壓UTM晶閘管承受的最大正反向電壓晶閘管承受的最大正反向電壓Um是相電壓峰值。是相電壓峰值。22sin41cos222aaIUUISP2TM2UU910圖2-2 帶阻感負(fù)載單相半波可控整流電路及波形2.2.帶阻感負(fù)載的工作情況帶阻感負(fù)載的工作情況l阻感負(fù)載阻感負(fù)載 當(dāng)負(fù)載中感抗與電阻相比不可忽略時(shí)l阻感負(fù)載的特點(diǎn)阻感負(fù)載的特點(diǎn)電感對(duì)電流變化有抗拒作用

6、，使得流過電感的電流不發(fā)生突變。l電力電子電路中存在非線性的電力電子器件，決定了電力電子電路是非線性電路。l若將器件看作理想開關(guān)，則可將電力電子電路簡(jiǎn)化為分段線性電路，分段進(jìn)行分析計(jì)算。wttwwtwtw20wt1p2ptug0ud0id0uVT0qab)c)d)e)f)+ + +11VTRLu2VTRLu2圖 2-3單相半波可控整流電路的分段線性等效電路a) VT處于關(guān)斷狀態(tài) b) VT處于導(dǎo)通狀態(tài) )sin()sin(tanaqaqe初始條件：t= a ，id=0。求解式（2-2）并將初始條件代入可得22)( LRZwRLwarctan其中 ，tURitiLwsin2dd2dd（2-2）)

7、sin(2)sin(22)(2waawwtZUeZUitLRd當(dāng)VT處于通態(tài)時(shí)，如下方程成立：當(dāng)t =+ a 時(shí)，id = 0，代入式（2-3）并整理得（2-3）（2-4）12負(fù)載阻抗角負(fù)載阻抗角 、觸發(fā)角、觸發(fā)角a 、晶閘管導(dǎo)通角、晶閘管導(dǎo)通角的關(guān)系的關(guān)系l 若為定值，a 越大，在u2正半周L儲(chǔ)能越少，維持導(dǎo)電的能力就越弱，越小l 若a為定值， 越大，則L貯能越多，越大；且 越大，在u2負(fù)半周L維持晶閘管導(dǎo)通的時(shí)間就越接近晶閘管在u2正半周導(dǎo)通的時(shí)間，ud中負(fù)的部分越接近正的部分，平均值Ud越接近零，輸出的直流電流平均值也越小。13為避免為避免Ud太小，在整流電路的負(fù)載兩太小，在整流電路的負(fù)

8、載兩端并聯(lián)續(xù)流二極管端并聯(lián)續(xù)流二極管 當(dāng)u2過零變負(fù)時(shí)，VDR導(dǎo)通，ud為零。此時(shí)為負(fù)的u2通過VDR向VT施加反壓使其關(guān)斷，L儲(chǔ)存的能量保證了電流id在L-R-VDR回路中流通，此過程通常稱為續(xù)流續(xù)流。續(xù)流期間ud為零，ud中不再出現(xiàn)負(fù)的部分。圖2-4 單相半波帶阻感負(fù)載有續(xù)流二極管的電路及波形 u2udiduVTiVTIdIdwt1wtwtwtwtwtwtOOOOOOp -ap +ab)c)d)e)f)g)iVDRa)14基本數(shù)量關(guān)系基本數(shù)量關(guān)系 1）輸出電壓平均值）輸出電壓平均值Ud 2）輸出電流平均值輸出電流平均值Id2cos145. 02cos122 dsin22212daawwpa

9、UUttUU2cos10.45 2ddaRURUI15 3）晶閘管的電流平均值晶閘管的電流平均值IdT 4）晶閘管的電流有效值）晶閘管的電流有效值ITd2-dTIIad2)(2d21TItdIIpappawp16 5）續(xù)流二極管的電流平均值續(xù)流二極管的電流平均值IdD 6）續(xù)流二極管的電流）續(xù)流二極管的電流有效值有效值ID 7）晶閘管和續(xù)流二極管承受的最大正反向電壓晶閘管和續(xù)流二極管承受的最大正反向電壓 晶閘管和續(xù)流二極管承受的最大正反向電壓均為電晶閘管和續(xù)流二極管承受的最大正反向電壓均為電源電壓的峰值。源電壓的峰值。 ddD2IIad02dD2)(21ItdIIpapwpap2TM2UU17

10、ddVT2IIpapddVTItdIIpapwppa2)(212ddVDIIRpap2若近似認(rèn)為id為一條水平線，恒為Id，則有（2-5）d22dVD2)(21RItdIIpapwpapp（2-6）（2-7）（2-8）VT的的a 移相范圍為移相范圍為180 1819單相半波可控整流電路的單相半波可控整流電路的特點(diǎn)特點(diǎn) 簡(jiǎn)單，但輸出脈動(dòng)大，變壓器二次側(cè)電流中含直流分量，造成變壓器鐵芯直流磁化。 分析該電路的主要目的在于利用其簡(jiǎn)單易學(xué)的特點(diǎn)，建立起整流電路的基本概念。 20 2. 2 2. 2 單相橋式全控整流電路單相橋式全控整流電路工作原理及波形分析工作原理及波形分析u VT1和VT4組成一對(duì)橋

11、臂，在u2正半周承受電壓u2，得到觸發(fā)脈沖即導(dǎo)通，當(dāng)u2過零時(shí)關(guān)斷。u VT2和VT3組成另一對(duì)橋臂，在u2負(fù)負(fù)半周承受電壓u2，得到觸發(fā)脈沖即導(dǎo)通，當(dāng)u2過零時(shí)關(guān)斷。 1 .帶電阻負(fù)載的工作情況帶電阻負(fù)載的工作情況u (i )pwtwtwt000i2udidb)c)d)ddaauVT1,4圖圖2-5 單相全控橋式單相全控橋式帶電阻負(fù)載時(shí)的電路及波形帶電阻負(fù)載時(shí)的電路及波形VT2和和VT3的的a a=0處為處為w wt=p p21paaapwwp2cos19 . 02cos122)( dsin21222UUttUUd2cos19 . 02cos12222ddaapRURURUI2cos145.

12、0212ddVTaRUII（2-10）（2-11）數(shù)量關(guān)系數(shù)量關(guān)系a a 角的移相范圍為角的移相范圍為180 ，晶閘管承受的最大正向電壓為，晶閘管承受的最大正向電壓為 ，最大反向電壓為最大反向電壓為 。向負(fù)載輸出的平均電流值為：向負(fù)載輸出的平均電流值為：流過晶閘管的電流平均值只有輸出直流平均值的一半，即流過晶閘管的電流平均值只有輸出直流平均值的一半，即（2-9）222U22U22papapwwppa2sin212)(d)sin2(21222VTRUttRUI（2-12）papapwwppa2sin21)()sin2(12222RUtdtRUII（2-13）II21VT（2-14）流過晶閘管的電

13、流有效值：流過晶閘管的電流有效值：變壓器二次側(cè)電流有效值變壓器二次側(cè)電流有效值I2與輸出直流電流與輸出直流電流I有效值相等：有效值相等：不考慮變壓器的損耗時(shí)，要求變壓器的容量不考慮變壓器的損耗時(shí)，要求變壓器的容量 S=U2I2由式（由式（2-12）和式（）和式（2-13）23圖2-6 單相全控橋帶阻感負(fù)載時(shí)的電路及波形 假設(shè)電路已工作于穩(wěn)態(tài)，id的平均值不變。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。u2過零變負(fù)時(shí)，由于電感的作用晶閘管VT1和VT4中仍流過電流id，并不關(guān)斷。至t =+a a 時(shí)刻，給VT2和VT3加觸發(fā)脈沖，因VT2和VT3本已承受正電壓，故兩管導(dǎo)通。VT2和

14、VT3導(dǎo)通后，u2通過VT2和VT3分別向VT1和VT4施加反壓使VT1和VT4關(guān)斷，流過VT1和VT4的電流迅速轉(zhuǎn)移到VT2和VT3上，此過程稱換相換相，亦稱換流換流。2 .帶阻感負(fù)載的工作情況2OwtOwtOwtudidi2OwtOwtuVT1,4OwtOwtIdIdIdIdIdiVT2,3iVT1,4u24apaaapwwpcos9 . 0cos22)(dsin21222dUUttUUddT21IIddT707. 021III 數(shù)量關(guān)系數(shù)量關(guān)系晶閘管移相范圍為晶閘管移相范圍為90 晶閘管承受的最大正反向電壓均為晶閘管承受的最大正反向電壓均為 晶閘管導(dǎo)通角晶閘管導(dǎo)通角與與a a 無關(guān)，均為

15、無關(guān)，均為180 ，平均值和有效值分別為：，平均值和有效值分別為：變壓器二次側(cè)電流變壓器二次側(cè)電流 i2 的波形為正負(fù)各的波形為正負(fù)各180 的矩形波，其相位由的矩形波，其相位由a a角決定，角決定，有效值有效值I2 = Id 。（2-15）22U和25REuidd22arcsinUE圖2-7 單相橋式全控整流電路接反電動(dòng)勢(shì)電阻負(fù)載時(shí)的電路及波形 3.帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)的工作情況|u2| E 時(shí)，晶閘管承受正電壓，才有導(dǎo)通的可能。導(dǎo)通之后 ud=u2 ， 直至 |u2| = E，id 即降至 0 使得晶閘管關(guān)斷，此后 ud = E與電阻負(fù)載時(shí)相比，晶閘管提前了電角度 停止導(dǎo)電， 稱為停止導(dǎo)停止導(dǎo)

16、電角電角（2-16）在 a 角相同時(shí)，整流輸出電壓比整流輸出電壓比電阻負(fù)載時(shí)大。電阻負(fù)載時(shí)大。電流斷續(xù)電流斷續(xù) id 波形在一周期內(nèi)有 部分時(shí)間為 0 的情況電流連續(xù)電流連續(xù) id 波形在一周期內(nèi)不 出現(xiàn)為 0 的情況 當(dāng) a 時(shí)，觸發(fā)脈沖到來時(shí)，晶閘管承受負(fù)電壓，不能導(dǎo)通。為使晶閘管可靠導(dǎo)通，觸發(fā)脈沖需足夠的寬度，保證當(dāng) t = 時(shí)，晶閘管承受正電壓，觸發(fā)脈沖仍然存在，相當(dāng)于觸發(fā)角被推遲為，即 a = b)idOEudwtIdOwtaq26圖2-8 單相橋式全控整流電路帶反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載串平波電抗器，電流連續(xù)的臨界情況 負(fù)載為直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，如果負(fù)載為直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，如果出現(xiàn)電流斷續(xù)則電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)電流

17、斷續(xù)則電動(dòng)機(jī) 的機(jī)械的機(jī)械特性將很軟特性將很軟 。 為了克服此缺點(diǎn)，一般在主為了克服此缺點(diǎn)，一般在主電路中直流輸出側(cè)串聯(lián)一個(gè)平波電路中直流輸出側(cè)串聯(lián)一個(gè)平波電抗器，用來減少電流的脈動(dòng)和電抗器，用來減少電流的脈動(dòng)和延長(zhǎng)晶閘管導(dǎo)通的時(shí)間。延長(zhǎng)晶閘管導(dǎo)通的時(shí)間。這時(shí)整流電壓ud的波形和負(fù)載電流id的波形與電感負(fù)載電流連續(xù)時(shí)的波形相同，ud的計(jì)算公式亦一樣。為保證電流連續(xù)所需的電感量L可由下式求出dmin23dmin21087.222IUIULpw（2-17）twwOud0Eidtpaq =p27例：?jiǎn)蜗鄻蚴饺卣麟娐罚簡(jiǎn)蜗鄻蚴饺卣麟娐?，U2=100V，負(fù)載中，負(fù)載中R=2，L值極大，反電勢(shì)

18、值極大，反電勢(shì)E=60V，當(dāng)，當(dāng)a a=30 時(shí)，要求：時(shí)，要求： 作出作出ud、id和和i2的波形；的波形； 求整流輸出平均電壓求整流輸出平均電壓Ud、電流、電流Id，變壓器二次側(cè)電流有效值，變壓器二次側(cè)電流有效值I2； 考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流。解：解：ud、id和和i2的波形如圖的波形如圖2-9： u2OwtOwtOwtudidi2OwtIdIdIdppaa 圖圖2-9 ud、id和和i2的波形圖的波形圖28 整流輸出平均電壓整流輸出平均電壓Ud、電流、電流Id，變壓器二次側(cè)電流有效值，變壓器二次側(cè)電流有效值I2分別為分別

19、為 Ud0.9 U2 cosa a0.9100cos3077.97(A) Id (UdE)/R(77.9760)/29(A) I2Id9(A) 晶閘管承受的最大反向電壓為：晶閘管承受的最大反向電壓為： U2100 141.4（V） 流過每個(gè)晶閘管的電流的有效值為：流過每個(gè)晶閘管的電流的有效值為： IVTId 6.36（A） 故晶閘管的額定電壓為：故晶閘管的額定電壓為： UN(23)141.4283424（V） 晶閘管的額定電流為：晶閘管的額定電流為： IN(1.52)6.361.5768（A） 晶閘管額定電壓和電流的具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)品系列參數(shù)選取。晶閘管額定電壓和電流的具體數(shù)值可按晶閘管產(chǎn)

20、品系列參數(shù)選取。222292. 1 . 7 單相橋式半控整流電路單相橋式半控整流電路 1、單相橋式半控整流電路結(jié)構(gòu)、單相橋式半控整流電路結(jié)構(gòu)(電阻性負(fù)載電阻性負(fù)載)302. 1 . 7 單相橋式半控整流電路單相橋式半控整流電路 1、單相橋式半控整流電路結(jié)構(gòu)、單相橋式半控整流電路結(jié)構(gòu)(電阻性負(fù)載電阻性負(fù)載)312. 1 . 7 單相橋式半控整流電路單相橋式半控整流電路 1、單相橋式半控整流電路結(jié)構(gòu)、單相橋式半控整流電路結(jié)構(gòu)(電阻性負(fù)載電阻性負(fù)載)322. 1 . 7 單相橋式半控整流電路單相橋式半控整流電路 1、單相橋式半控整流電路結(jié)構(gòu)、單相橋式半控整流電路結(jié)構(gòu)(電阻性負(fù)載電阻性負(fù)載)2. 1

21、. 7 單相橋式半控整流電路單相橋式半控整流電路 1、單相橋式半控整流電路結(jié)構(gòu)、單相橋式半控整流電路結(jié)構(gòu)(電阻性負(fù)載電阻性負(fù)載)2. 1 . 7 單相橋式半控整流電路單相橋式半控整流電路 1、單相橋式半控整流電路結(jié)構(gòu)、單相橋式半控整流電路結(jié)構(gòu)(電阻性負(fù)載電阻性負(fù)載)332. 1 . 7 單相橋式半控整流電路單相橋式半控整流電路 1、單相橋式半控整流電路結(jié)構(gòu)、單相橋式半控整流電路結(jié)構(gòu)(電阻性負(fù)載電阻性負(fù)載)2. 1 . 7 單相橋式半控整流電路單相橋式半控整流電路 1、單相橋式半控整流電路結(jié)構(gòu)、單相橋式半控整流電路結(jié)構(gòu)(電阻性負(fù)載電阻性負(fù)載)2. 1 . 7 單相橋式半控整流電路單相橋式半控整流

22、電路34 1、單相橋式半控整流電路結(jié)構(gòu)、單相橋式半控整流電路結(jié)構(gòu)(電阻性負(fù)載電阻性負(fù)載)2. 1 . 7 單相橋式半控整流電路單相橋式半控整流電路352. 1 . 7 單相橋式半控整流電路單相橋式半控整流電路 1、單相橋式半控整流電路結(jié)構(gòu)、單相橋式半控整流電路結(jié)構(gòu)(阻感負(fù)載阻感負(fù)載) 2.工作原理工作原理假設(shè)負(fù)載中電感很大，且電路已工作 于穩(wěn)態(tài)。在u2正半周，觸發(fā)角a處給晶閘管VT1 加觸發(fā)脈沖，u2經(jīng)VT1和VD4向負(fù)載供電。 u2過零變負(fù)時(shí)，因電感作用使電流連續(xù)，VT1繼續(xù)導(dǎo)通。但因a點(diǎn)電位低于b點(diǎn)電位，使得電流從VD4轉(zhuǎn)移至VD3，VD4關(guān)斷，電流不再流經(jīng)變壓器二次繞組，而是由VT1和V

23、D3續(xù)流。http:/ 時(shí)刻觸發(fā)VT2，VT2導(dǎo)通，則向VT1加反壓使之關(guān)斷，u2經(jīng)VT2和VD3向負(fù)載供電。u2過零變正時(shí)，VD4導(dǎo)通，VD3關(guān)斷。VT2和VD4續(xù)流，ud又為零。372. 1.8 2. 1.8 單相橋式半控整流電路單相橋式半控整流電路（帶續(xù)流二極管帶續(xù)流二極管）圖2-10 單相橋式半控整流電路，有續(xù)流二極管，阻感負(fù)載時(shí)的電路及波形Ob)2OudidIdOOOOOi2IdIdIdIIdawtwtwtwtwtwtwtap ap aiVT1iVD4iVT2iVD3iVDRu 1、電路結(jié)構(gòu)、電路結(jié)構(gòu) 2、工作原理、工作原理38續(xù)流二極管的作用續(xù)流二極管的作用u 若無續(xù)流二極管，則當(dāng)

24、a 突然增大至180或觸發(fā)脈沖丟失時(shí)，會(huì)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，這使ud成為正弦半波，即半周期ud為正弦，另外半周期ud為零，其平均值保持恒定，稱為失控失控。u 有續(xù)流二極管VDR時(shí)，續(xù)流過程由VDR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。39 3、數(shù)量關(guān)系、數(shù)量關(guān)系404.電路改進(jìn)電路改進(jìn)l 相當(dāng)于把圖圖中的VT3和VT4換為二極管VD3和VD4，這樣可以省去續(xù)流二極管VDR，續(xù)流由VD3和VD4來實(shí)現(xiàn)。41課后作業(yè)1.晶閘管串聯(lián)的單相半控橋晶閘管串聯(lián)的單相半控橋(橋中橋中VT1、VT2

25、為晶閘管為晶閘管)，U2=100V電阻電感負(fù)載電阻電感負(fù)載,，R=20，L值很大，當(dāng)值很大，當(dāng)a=60時(shí)求流過器件時(shí)求流過器件電流的有效值，并作出電流的有效值，并作出Ud、Id、IVT、ID的的波形。波形。 2.課本P134第10題。42v 交流側(cè)由三相電源供電v 負(fù)載容量較大，或要求直流電壓脈動(dòng)較小、易濾波時(shí)用。v 基本的是三相半波可控整流電路，三相橋式全控整流電路、雙反星形可控整流電路、十二脈波可控整流電路等，均可在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分析 。三相可控整流電路三相可控整流電路432. 4 2. 4 三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路圖2-12 三相半波可控整流電路共陰極接法電阻負(fù)載時(shí)的電路及

26、a =0時(shí)的波形 電路的特點(diǎn)：電路的特點(diǎn)： 變壓器二次側(cè)接成星形得到零線，而一次側(cè)接成三角形避免3次諧波流入電網(wǎng)。 三個(gè)晶閘管分別接入a、b、c三相電源，其陰極連接在一起為共陰極共陰極接法接法 。自然換相點(diǎn)：自然換相點(diǎn)：假設(shè)將電路中的晶閘管換作二極管，用VD表示，成為三相半波不可控整流電路。一周期中一周期中l(wèi) 在w wt1w wt2期間， VD1導(dǎo)通，ud=ual 在w wt2w wt3期間， VD2導(dǎo)通，ud=ubl 在w wt3 w wt4期間， VD3導(dǎo)通，ud=uc1.電阻負(fù)載44二極管換相時(shí)刻為自然換相點(diǎn)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a的起點(diǎn)

27、，即a =0 。 圖2-12 三相半波可控整流電路共陰極接法電阻負(fù)載時(shí)的電路及a =0時(shí)的波形 a =0 時(shí)的工作原理分析：時(shí)的工作原理分析：變壓器二次側(cè)a相繞組和晶閘管VT1的電流波形，變壓器二次繞組電流有直流分量。晶閘管的電壓波形，由3段組成：l 第1段，VT1導(dǎo)通期間，為一管壓降， 可近似為uT1=0l 第2段，在VT1關(guān)斷后，VT2導(dǎo)通期間， uT1=ua-ub=uab，為一段線電壓。l 第3段，在VT3導(dǎo)通期間， uT1=ua-uc=uac 為另一段線電壓。45圖2-13 三相半波可控整流電路，電阻負(fù)載，a a 30 時(shí)的波形a a 30 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)

28、之間的臨界狀態(tài)，各相仍導(dǎo)電6046a a 30 的情況的情況負(fù)載電流斷續(xù)，晶閘 管 導(dǎo) 通 角 小 于120 。圖2-14 三相半波可控整流電路，電阻負(fù)載，a a 60 時(shí)的波形47整流電壓平均值的計(jì)算：整流電壓平均值的計(jì)算：（1） a 30時(shí)，負(fù)載電流連續(xù)，有：aapwwpapapcos17. 1cos263)(sin2321226562dUUttdUU（2-18） 當(dāng)a =0時(shí)，Ud最大，為 Ud = Ud0 = 1.17U2 （2） a 30時(shí)，負(fù)載電流斷續(xù)，晶閘管導(dǎo)通角減小，此時(shí)有：)6cos(1675. 0)6cos(1223)(sin2321262apappwwppapUttdUU

29、d（2-19）48RUIdd222RM45. 2632UUUU22UUFM 負(fù)載電流平均值為晶閘管承受的最大反向電壓，為變壓器二次線電壓峰值，即晶閘管陽(yáng)極與陰極間的最大正向電壓等于變壓器二次相電壓的峰值，即（2-20）（2-21）（2-22）圖2-15 三相半波可控整流03060901201501.17321a/( )Ud /U249圖2-16 三相半波可控整流電路，阻感負(fù)載時(shí)的電路及a =60時(shí)的波形特點(diǎn)：特點(diǎn)：阻感負(fù)載，L值很大，id波形基本平直。la 30時(shí)整流電壓波形與電阻負(fù)載時(shí)相同la 30時(shí)u2過零時(shí)，VT1不關(guān)斷，直到VT2 的脈沖到來，才換流，由VT2導(dǎo)通向負(fù)

30、載供電，同時(shí)向VT1施加反壓使其關(guān)斷ud波形中出現(xiàn)負(fù)的部分。l id波形有一定的脈動(dòng)，但為簡(jiǎn)化分析及定量計(jì)算，可將id近似為一條水平線。阻感負(fù)載時(shí)的移相范圍為902.阻感負(fù)載50數(shù)量關(guān)系數(shù)量關(guān)系由于負(fù)載電流連續(xù)， Ud可由式（218）求出，即ddVT2577.031IIII2d0d17. 1UUU變壓器二次電流即晶閘管電流的有效值為dVTVT(AV)368. 057. 1III晶閘管的額定電流為晶閘管最大正、反向電壓峰值均為變壓器二次線電壓峰值2RMFM45.2UUU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。（2-23）（2-24）（2-25）512.6 2.6 三

31、相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路三相橋是應(yīng)用最為廣泛的整流電路三相橋是應(yīng)用最為廣泛的整流電路圖2-17 三相橋式全控整流電路原理圖共陰極組共陰極組 陰極連接在一起的3個(gè)晶閘管（VT1，VT3，VT5）共陽(yáng)極組共陽(yáng)極組 陽(yáng)極連接在一起的3個(gè)晶閘管（VT4，VT6，VT2）導(dǎo)通順序?qū)樞颍?VT1VT2VT3 VT4VT5VT6自然換向時(shí)，每時(shí)刻導(dǎo)通的兩個(gè)晶閘管分別對(duì)應(yīng)陽(yáng)極所接交流電壓值最高的一個(gè)和陰極所接交流電壓值最低的一個(gè)。521. 帶電阻負(fù)載時(shí)的工作情況 假設(shè)將電路中的晶閘管換作二極管，相當(dāng)于晶閘管觸發(fā)角a =0 時(shí)， 共陰極組的3個(gè)晶閘管，陽(yáng)極所接交流電壓值最高的一個(gè)導(dǎo)通。 共陽(yáng)極

32、組的3個(gè)晶閘管，陰極所接交流電壓值最低的一個(gè)導(dǎo)通。 任意時(shí)刻共陽(yáng)極組和共陰極組中各有一個(gè)晶閘管處于導(dǎo)通狀態(tài)， 施加于負(fù)載上的電壓為某一線電壓。53a =0時(shí)，各晶閘管均在自然換相點(diǎn)換相分析Ud 波形，可從相電壓波形分析，也可從線電壓波形分析從相電壓波形從相電壓波形共陰極組晶閘管導(dǎo)通時(shí)，整流輸出電壓ud1為相電壓在正半周的包絡(luò)線共陽(yáng)極組晶閘管導(dǎo)通時(shí)，整流輸出電壓ud2為相電壓在負(fù)半周的包絡(luò)線總的整流輸出電壓 ud=ud1-ud2 是兩條包絡(luò)線的差值將其對(duì)應(yīng)在線電壓波形上，即為線電壓在正半周的包絡(luò)線從線電壓波形從線電壓波形共陰極組處于通態(tài)的晶閘管對(duì)應(yīng)最大的相電壓共陽(yáng)極組處于通態(tài)的晶閘管對(duì)應(yīng)最小的相

33、電壓輸出整流電壓ud為這兩個(gè)相電壓相減輸出整流電壓ud波形為線電壓在正半周的包絡(luò)線圖2-18 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載 a = 0 時(shí)的波形返回返回54時(shí) 段IIIIIIIVVVI共陰極組中導(dǎo)通的晶閘管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共陽(yáng)極組中導(dǎo)通的晶閘管VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流輸出電壓udua-ub=uabua-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb晶閘管及輸出整流電壓的情況如表21所示6個(gè)晶閘管導(dǎo)通順序 VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT6表2-1 三相橋式全控整流電路電阻負(fù)載 a = 0 時(shí)晶閘管工作情況5

34、5三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）2個(gè)晶閘管同時(shí)通形成供電回路，其中共陰極組和共陽(yáng)極 組 各1個(gè)，且不能為同1相器件（2）對(duì)觸發(fā)脈沖的要求：t 按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的順序，相位依次差60。t 共陰極 組VT1、VT3、VT5的脈沖依次差120。t 共陽(yáng)極組VT4、VT6、VT2也依次差120。t 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180。56 （3）ud一周期脈動(dòng)6次，每次脈動(dòng)的波形都一樣， 故該電路為6脈波整流電路。 （4）需保證同時(shí)導(dǎo)通的2個(gè)晶閘管均有脈沖寬脈沖觸發(fā)雙脈沖觸發(fā)（常用

35、）可采用兩種方法（5）晶閘管承受的電壓波形與三相半波時(shí)相同， 晶閘管承受最大正、反向電壓的關(guān)系也相同。l晶閘管一周期中有1200處于通態(tài)，2400處于斷態(tài)，由于負(fù)載為電阻，故晶閘管處于通態(tài)時(shí)的電流波形與相應(yīng)時(shí)段的Ud波形相同。57每一段導(dǎo)通晶閘管的編號(hào)仍符合表2-1的規(guī)律區(qū)別在于：區(qū)別在于： 晶閘管起始導(dǎo)通時(shí)刻推遲了300,組成ud的每一段線電壓因此推遲300，ud平均值降低。圖2-19 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載 a = 300 時(shí)的波形返回返回58Ud波形中每段線電壓的波形繼續(xù)向后移，平均值降低。 a = 600 時(shí)Ud出現(xiàn)了零點(diǎn)圖2-20 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載 a = 600 時(shí)的波形返回返回59當(dāng)a 60 時(shí)，ud波形均連續(xù)，