電力電子技術ch2可控整流電路三相半波

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電力電子技術

PowerElectronics任課教師：謝少軍

課程組網站：南航電力電子課程組2

電力電子技術

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.電阻性負載α

＝0oα≤3030o<

α<150o4當a=0時，Ud最大，為。整流電壓平均值的計算a≤30時，負載電流連續(xù)第二節(jié)三相半波可控整流電路一.電阻性負載(二)基本數量關系5整流電壓平均值的計算a>30時，負載電流斷續(xù)，晶閘管導通角減小，此時有：當a=150時，Ud等于零，也說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.電阻性負載(二)基本數量關系6控制特性第二節(jié)三相半波可控整流電路一.電阻性負載(二)基本數量關系7第二節(jié)三相半波可控整流電路一.電阻性負載(二)基本數量關系

負載電流平均值

晶閘管電流平均值輪流導通，所以平均值為負載的三分之一8晶閘管電壓額定值計算

晶閘管承受的最大反向電壓晶閘管陽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α≤30o時當30o<α<150o時當α=150o時晶閘管電流額定值計算第二節(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 阻性負載 感性負載第二節(jié)三相半波可控整流電路12設L足夠大，id連續(xù)導通角：

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

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

？SCR承受最大電壓：？二、電感性負載第二節(jié)三相半波可控整流電路以a=60o為例分析15Ta導通時刻Ta導通在換相角等于60度時觸發(fā)導通當其電壓變?yōu)榱銜r，Ta繼續(xù)導通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導通時刻Tb在換相角等于60度時觸發(fā)導通，a相承受Ua-Ub當Tb電壓變?yōu)榱愫螅琓b繼續(xù)導通，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導通時刻Tc在換相角等于60度時觸發(fā)導通，a相承受Ua-Uc當Tc電壓變?yōu)榱愫?，Tc繼續(xù)導通，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a=0o時，Ud最大，為當a=90o時，Ud為零所以移相范圍內90o整流電壓平均值的計算在電流連續(xù)條件下，晶閘管導通120時，第二節(jié)三相半波可控整流電路(二)基本數量關系二、電感性負載19控制特性Ud/U2與a成余弦關系三相半波可控整流電路Ud/U2隨a變化的關系1－電阻負載2－電感負載第二節(jié)三相半波可控整流電路20晶閘管電流額值計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、電感性負載第二節(jié)三相半波可控整流電路21晶閘管電壓額值計算晶閘管最大正、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

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

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

Ud/U2與α關系曲線圖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變壓器次級容量變壓器初級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、三相半波共陽極可控整流電路第二節(jié)三相半波可控整流電路29三個SCR的陽極相連

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

---輸出電壓的負端零線--輸出電壓的正端只在相電壓為負時觸發(fā)導通最低相觸發(fā)導通自然換相點：三相負半波的交點Ud=-1.17U2cosα(大電感負載)四、三相半波共陽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

的特點與總結第二節(jié)三相半波可控整流電路35三相半波可控整流電路特點?電路簡單：

SCR元件少，接線簡單，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電流，存在直流磁勢（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在于其變壓器二次電流中含有直流分量，為此其應用較少第二節(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（大電感負載）?共陰極電路：只在相電壓為正時觸發(fā)導通 自然換相點：三相正半波的交點?共陽極電路：只在相電壓為負時觸發(fā)導通 自然換相點：三相負半波的交點?

電流連續(xù)時：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?電路簡單：

SCR元件少，接線簡單，只需三套觸發(fā)電路，控制較容易。

?三相半波的主要缺點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.電路構成:共陰極三相半波+共陽極三相半波

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

零線中流過的平均電流？兩組電路負載對稱，控制角相同，則輸出電流平均值相等，零線中流過電流為零42第三節(jié)三相橋式全控整流電路一.電路構成:（輸出串聯構成）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，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電感性負載電阻性負載第三節(jié)三相橋式全控整流電路45電感性負載控制角α＝0o情況控制角α＝30o情況控制角α＝60o情況控制角α＝90o情況電阻性負載第三節(jié)三相橋式全控整流電路46

一.電感性負載設電感足夠大，負載電流連續(xù)。1.控制角α=0(相當于六個整流管情況)第三節(jié)三相橋式全控整流電路α=0：相電壓的交點，也是線電壓的交點47T+a,T-b導通過程48T+a,T-c導通過程49T+b,T-c導通過程50T+b,T-a導通過程51T+c,T-a導通過程52T+c,T-b導通過程53導通的晶閘管及輸出整流電壓的情況時段IIIIIIIVVVI共陰極組中導通的晶閘管+a+a+b+b+c+c共陽極組中導通的晶閘管-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)導通的順序：a-cb-ac-b

54小結:1SCR觸發(fā)導通規(guī)律共陰極組：哪個陽極電位最高時,哪個SCR管應觸發(fā)導通；共陽極組：哪個陰極電位最低時,哪個SCR管應觸發(fā)導通；55小結:2自然換相點（控制角為0的點）：共陰極組：

三相相電壓正半周波形的交點ωt1ωt3ωt5

共陽極組：三相相電壓負半周波形的交點ωt2ωt4ωt656小結: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SCR同時導通才能形成通路；非同相對共陰極組正半周觸發(fā)，應依次觸發(fā)T+aT+bT+c互差120度對共陽極組負半周觸發(fā)，依次觸發(fā)T-aT-bT-c互差120度接在同一相的兩個SCR觸發(fā)脈沖相位差180度57小結:為保證電源合閘或電流斷續(xù)情況正常工作，觸發(fā)脈沖應采用雙脈沖或寬度大于60度58小結:

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則為線電壓正半周的包絡線

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情況電阻性負載60一.電感性負載設電感足夠大，負載電流連續(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導通過程62T+a,T-c導通過程63T+b,T-c導通過程64T+b,T-a導通過程65T+c,T-a導通過程66T+c,T-a導通過程6730度移相角時工作情況當α＝30o時，此時每個晶閘管是從自然換相點后移一個角度開始換相由波形分析可見，由于α＝30o

，使得輸出線電壓的包絡減小了一塊相應于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情況電阻性負載69線電壓過零時恰好換流整流輸出平均電壓Ud進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情況電阻性負載71α>60o線電壓瞬時值過零變負，電感釋放能量維持導通α＝90o時，輸出電壓波形正負兩部分面積相等，輸出平均電壓等于零電感性負載當電感大小能保證輸出電流連續(xù)