電力電子技術(shù)ch2可控整流電路三相半波

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電力電子技術(shù)

PowerElectronics任課教師：謝少軍

課程組網(wǎng)站：南航電力電子課程組2

電力電子技術(shù)

PowerElectronics第二章可控整流電路第二節(jié)三相半波可控整流電路一.電阻性負(fù)載α

＝0oα≤3030o<

α<150o4當(dāng)a=0時(shí)，Ud最大，為。整流電壓平均值的計(jì)算a≤30時(shí)，負(fù)載電流連續(xù)第二節(jié)三相半波可控整流電路一.電阻性負(fù)載(二)基本數(shù)量關(guān)系5整流電壓平均值的計(jì)算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：當(dāng)a=150時(shí)，Ud等于零，也說(shuō)明最大移相角只能是150第二節(jié)三相半波可控整流電路一.電阻性負(fù)載(二)基本數(shù)量關(guān)系6控制特性第二節(jié)三相半波可控整流電路一.電阻性負(fù)載(二)基本數(shù)量關(guān)系7第二節(jié)三相半波可控整流電路一.電阻性負(fù)載(二)基本數(shù)量關(guān)系

負(fù)載電流平均值

晶閘管電流平均值輪流導(dǎo)通，所以平均值為負(fù)載的三分之一8晶閘管電壓額定值計(jì)算

晶閘管承受的最大反向電壓晶閘管陽(yáng)極與陰極間的最大正向電壓第二節(jié)三相半波可控整流電路為變壓器二次線電壓峰值等于變壓器二次相電壓的峰值9晶閘管電流有效值當(dāng)α≤30o時(shí)當(dāng)30o<α<150o時(shí)當(dāng)α=150o時(shí)晶閘管電流額定值計(jì)算第二節(jié)三相半波可控整流電路=變壓器二次繞組電流有效值10電流量關(guān)系圖第二節(jié)三相半波可控整流電路11三相半波可控整流電路 阻性負(fù)載 感性負(fù)載第二節(jié)三相半波可控整流電路12設(shè)L足夠大，id連續(xù)導(dǎo)通角：

120度二、電感性負(fù)載第二節(jié)三相半波可控整流電路13（一）波形a≤30時(shí)：整流電壓波形與電阻負(fù)載時(shí)相同。導(dǎo)通角：

120度SCR承受最大電壓：線電壓峰值二、電感性負(fù)載第二節(jié)三相半波可控整流電路14（一）波形a>30時(shí)：整流電壓波形？導(dǎo)通角：

？SCR承受最大電壓：？二、電感性負(fù)載第二節(jié)三相半波可控整流電路以a=60o為例分析15Ta導(dǎo)通時(shí)刻Ta導(dǎo)通在換相角等于60度時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通當(dāng)其電壓變?yōu)榱銜r(shí)，Ta繼續(xù)導(dǎo)通A相電流為id，其余為零第二節(jié)三相半波可控整流電路a=60o16Tb導(dǎo)通時(shí)刻Tb在換相角等于60度時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通，a相承受Ua-Ub當(dāng)Tb電壓變?yōu)榱愫螅琓b繼續(xù)導(dǎo)通，a相承受Ua-UbB相電流為id，其余為零第二節(jié)三相半波可控整流電路17Tc導(dǎo)通時(shí)刻Tc在換相角等于60度時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通，a相承受Ua-Uc當(dāng)Tc電壓變?yōu)榱愫?，Tc繼續(xù)導(dǎo)通，a相承受Ua-Ucc相電流為id，其余為零第二節(jié)三相半波可控整流電路18當(dāng)a=0o時(shí)，Ud最大，為當(dāng)a=90o時(shí)，Ud為零所以移相范圍內(nèi)90o整流電壓平均值的計(jì)算在電流連續(xù)條件下，晶閘管導(dǎo)通120時(shí)，第二節(jié)三相半波可控整流電路(二)基本數(shù)量關(guān)系二、電感性負(fù)載19控制特性Ud/U2與a成余弦關(guān)系三相半波可控整流電路Ud/U2隨a變化的關(guān)系1－電阻負(fù)載2－電感負(fù)載第二節(jié)三相半波可控整流電路20晶閘管電流額值計(jì)算變壓器二次電流即晶閘管電流的有效值為晶閘管的額定電流為二、電感性負(fù)載第二節(jié)三相半波可控整流電路21晶閘管電壓額值計(jì)算晶閘管最大正、反向電壓峰值均為變壓器二次線電壓峰值第二節(jié)三相半波可控整流電路22（三）電感量較小時(shí)

L較小或α較大時(shí)，電感儲(chǔ)能少，不能保持電感電流連續(xù)，電流出現(xiàn)斷續(xù)。

α移相范圍超出90度，極限情況移相角可為150度時(shí)，此時(shí)Ud為零第二節(jié)三相半波可控整流電路二、電感性負(fù)載23（三）電感量較小時(shí)

Ud/U2與α關(guān)系曲線圖2-11終止于150度第二節(jié)三相半波可控整流電路二、電感性負(fù)載24第二節(jié)三相半波可控整流電路三、整流變壓器容量25整流變壓器容量與整流功率整流功率Pd=UdId，即整流器給負(fù)載提供的功率變壓器容量S，變壓器的容量原副邊一般不等，取其平均值變壓器傳遞交流分量，將次級(jí)電流的交流分量提取即可得原邊電流第二節(jié)三相半波可控整流電路26副邊電流波形副邊電流的交流分量原邊電流的計(jì)算整流變壓器容量與整流功率第二節(jié)三相半波可控整流電路27變壓器次級(jí)容量變壓器初級(jí)容量變壓器容量整流變壓器容量與整流功率第二節(jié)三相半波可控整流電路28四、三相半波共陽(yáng)極可控整流電路第二節(jié)三相半波可控整流電路29三個(gè)SCR的陽(yáng)極相連

---輸出電壓的負(fù)端零線--輸出電壓的正端相電壓最低的SCR觸發(fā)導(dǎo)通以a=30o為例說(shuō)明第二節(jié)三相半波可控整流電路四、三相半波共陽(yáng)極可控整流電路30Tc導(dǎo)通時(shí)刻在三相電壓負(fù)半周波形的交點(diǎn)后α角處觸發(fā)C相最低電壓為c相，所以c相SCR導(dǎo)通第二節(jié)三相半波可控整流電路31Ta導(dǎo)通時(shí)刻在三相相電壓負(fù)半周波形的交點(diǎn)后α角處觸發(fā)最低電壓為a相，所以a相SCR導(dǎo)通第二節(jié)三相半波可控整流電路32Tb導(dǎo)通時(shí)刻在三相相電壓負(fù)半周波形的交點(diǎn)后α角處觸發(fā)最低電壓為b相，所以b相SCR導(dǎo)通第二節(jié)三相半波可控整流電路33三個(gè)SCR的陽(yáng)極相連

---輸出電壓的負(fù)端零線--輸出電壓的正端只在相電壓為負(fù)時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通最低相觸發(fā)導(dǎo)通自然換相點(diǎn)：三相負(fù)半波的交點(diǎn)Ud=-1.17U2cosα(大電感負(fù)載)四、三相半波共陽(yáng)極可控整流電路第二節(jié)三相半波可控整流電路34三相半波可控整流電路

的特點(diǎn)與總結(jié)第二節(jié)三相半波可控整流電路35三相半波可控整流電路特點(diǎn)?電路簡(jiǎn)單：

SCR元件少，接線簡(jiǎn)單，只需三套觸發(fā)電路，控制較容易。

?變壓器利用率低變壓器每繞組只有三分之一周期流過(guò)電流，存在直流磁勢(shì)（直流偏磁），須加大變壓器鐵心的截面積（為避免鐵心飽和），故該電路一般用于中小容量的設(shè)備上。第二節(jié)三相半波可控整流電路36三相半波的主要缺點(diǎn)在于其變壓器二次電流中含有直流分量，為此其應(yīng)用較少第二節(jié)三相半波可控整流電路37工作特性?SCR承受的最大電壓：線電壓峰值?α移相范圍：150o

，90o（大電感負(fù)載）?共陰極電路：只在相電壓為正時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通 自然換相點(diǎn)：三相正半波的交點(diǎn)?共陽(yáng)極電路：只在相電壓為負(fù)時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通 自然換相點(diǎn)：三相負(fù)半波的交點(diǎn)?

電流連續(xù)時(shí)：Ud=±1.17U2cosα第二節(jié)三相半波可控整流電路38作業(yè)：2-9，2-1039三相半波可控整流電路特點(diǎn)?電路簡(jiǎn)單：

SCR元件少，接線簡(jiǎn)單，只需三套觸發(fā)電路，控制較容易。

?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。第二節(jié)三相半波可控整流電路40第三節(jié)三相橋式全控整流電路一.電路構(gòu)成:共陰極三相半波+共陽(yáng)極三相半波

共陰極組電路和共陽(yáng)極組電路串聯(lián)輸入端并接到變壓器次級(jí)繞組上41第三節(jié)三相橋式全控整流電路一.電路構(gòu)成:

零線中流過(guò)的平均電流？?jī)山M電路負(fù)載對(duì)稱，控制角相同，則輸出電流平均值相等，零線中流過(guò)電流為零42第三節(jié)三相橋式全控整流電路一.電路構(gòu)成:（輸出串聯(lián)構(gòu)成）43三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第三節(jié)三相橋式全控整流電路44電感性負(fù)載電阻性負(fù)載第三節(jié)三相橋式全控整流電路45電感性負(fù)載控制角α＝0o情況控制角α＝30o情況控制角α＝60o情況控制角α＝90o情況電阻性負(fù)載第三節(jié)三相橋式全控整流電路46

一.電感性負(fù)載設(shè)電感足夠大，負(fù)載電流連續(xù)。1.控制角α=0(相當(dāng)于六個(gè)整流管情況)第三節(jié)三相橋式全控整流電路α=0：相電壓的交點(diǎn)，也是線電壓的交點(diǎn)47T+a,T-b導(dǎo)通過(guò)程48T+a,T-c導(dǎo)通過(guò)程49T+b,T-c導(dǎo)通過(guò)程50T+b,T-a導(dǎo)通過(guò)程51T+c,T-a導(dǎo)通過(guò)程52T+c,T-b導(dǎo)通過(guò)程53導(dǎo)通的晶閘管及輸出整流電壓的情況時(shí)段IIIIIIIVVVI共陰極組中導(dǎo)通的晶閘管+a+a+b+b+c+c共陽(yáng)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第三節(jié)三相橋式全控整流電路觸發(fā)導(dǎo)通的順序：a-cb-ac-b

54小結(jié):1SCR觸發(fā)導(dǎo)通規(guī)律共陰極組：哪個(gè)陽(yáng)極電位最高時(shí),哪個(gè)SCR管應(yīng)觸發(fā)導(dǎo)通；共陽(yáng)極組：哪個(gè)陰極電位最低時(shí),哪個(gè)SCR管應(yīng)觸發(fā)導(dǎo)通；55小結(jié):2自然換相點(diǎn)（控制角為0的點(diǎn)）：共陰極組：

三相相電壓正半周波形的交點(diǎn)ωt1ωt3ωt5

共陽(yáng)極組：三相相電壓負(fù)半周波形的交點(diǎn)ωt2ωt4ωt656小結(jié):三相橋式全控整流電路，共陰極組和共陽(yáng)極組必須各有一個(gè)SCR同時(shí)導(dǎo)通才能形成通路；非同相對(duì)共陰極組正半周觸發(fā)，應(yīng)依次觸發(fā)T+aT+bT+c互差120度對(duì)共陽(yáng)極組負(fù)半周觸發(fā)，依次觸發(fā)T-aT-bT-c互差120度接在同一相的兩個(gè)SCR觸發(fā)脈沖相位差180度57小結(jié):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?0度58小結(jié):

整流后的輸出電壓為兩相電壓相減，即線電壓控制角為零時(shí)則為線電壓正半周的包絡(luò)線

SCR承受電壓與三相半波一樣，為線電壓的峰值59第三節(jié)三相橋式全控整流電路電感性負(fù)載控制角α＝0o情況控制角α＝30o情況控制角α＝60o情況控制角α＝90o情況電阻性負(fù)載60一.電感性負(fù)載設(shè)電感足夠大，負(fù)載電流連續(xù)。2.控制角α=30第三節(jié)三相橋式全控整流電路61T+a,T-b導(dǎo)通過(guò)程62T+a,T-c導(dǎo)通過(guò)程63T+b,T-c導(dǎo)通過(guò)程64T+b,T-a導(dǎo)通過(guò)程65T+c,T-a導(dǎo)通過(guò)程66T+c,T-a導(dǎo)通過(guò)程6730度移相角時(shí)工作情況當(dāng)α＝30o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(kāi)始換相由波形分析可見(jiàn)，由于α＝30o

，使得輸出線電壓的包絡(luò)減小了一塊相應(yīng)于α＝30o的面積，因而使輸出整流電壓減小68第三節(jié)三相橋式全控整流電路電感性負(fù)載控制角α＝0o情況控制角α＝30o情況控制角α＝60o情況控制角α＝90o情況電阻性負(fù)載69線電壓過(guò)零時(shí)恰好換流整流輸出平均電壓Ud進(jìn)一步減小晶閘管上承受電壓情況與三相半波相類似控制角α=60度第三節(jié)三相橋式全控整流電路70第三節(jié)三相橋式全控整流電路電感性負(fù)載控制角α＝0o情況控制角α＝30o情況控制角α＝60o情況控制角α＝90o情況電阻性負(fù)載71α>60o線電壓瞬時(shí)值過(guò)零變負(fù)，電感釋放能量維持導(dǎo)通α＝90o時(shí)，輸出電壓波形正負(fù)兩部分面積相等，輸出平均電壓等于零電感性負(fù)載當(dāng)電感大小能保證輸出電流連續(xù)