[工学]09第三章三相可控整流电路.ppt

第三章 三相可控整流电路 当整流负载容量较大，或要求直流电压的脉动要小、易滤波，或要求快速控制时，应采用对电网来说是平衡的三相整流装置。 * 三相整流电路的类型很多，包括三相半波（零式）、三相全控式、三相半控式、双反星形以及由此发展起来适用于大功率的12相整流电路等。这些电路中最基本的是三相半波可控整流电路，其余类型都可看作是三相半波电路以不同方式串联或并联组成的。 第一节 三相半波可控整流电路 一、电阻性负载 U ud VT1 VT2 VT3 V W id R T 三相半波可控整流电路如图所示。为了得到零线，整流变压器的二次绕组必须接成星形，而一次绕组多接成三角形，使其三相谐波能够通过，减少高次谐波的影响。 三个晶闸管的阳极分别接入U、V、W 三相电源，它们的阴极连接在一起，称共阴极接法，这对触发电路有公共线者连线较方便，用得较广。 ? t 0 u2 uu uv uw ? t2 ? t1 ? t3 α=0 在? t1～ ? t2期间，U相电压比V、W相都高。如果在? t1时刻触发晶闸管VT1，可使其导通，此时负载上得到U相电压。 在? t2～ ? t3间，V相电压最高，在? t2时触发晶闸管VT2，使其导通。此时VT1因承受反压而关断，负载上得到V相电压。 在? t3时触发晶闸管VT3使其导通，并关断VT2，使负载上得到W相电压。之后各晶闸管都按同样的规律依次触发导通并关断前一个已导通的晶闸管。 ? t 0 u2 uu uv uw ? t2 ? t1 ? t3 α=0 ug ud iT1 uT1 uuv uuw 电阻负载，当控制角为零度时三相半波共阴极可控整流电路及其波形 相电压的波形 Ug的波形 三相交流相电压正半周的包络线。 变压器u相绕组和晶闸管VT1中的电流波形。 U相VT1上的电压波形 u ud VT1 VT2 VT3 V W id R T 各晶闸管上的触发脉冲，其相序应与电源的相序相同。各触发脉冲依次间隔120度。在一个周期内，三相电源轮流向负载供电，，每项晶闸管各导通120度，负载电流是连续的。 在相电压的交点处? t1、? t2和? t3是各相晶闸管能触发导通的最早时刻。在这一点以前晶闸管因承受反压而不能触发导通，因此把它作为计算控制角的起点，既α=0。这个交点叫自然换相点。这是因为如把晶闸管换成不可控二极管，相电压的交点就是二极管的自然换相点的缘故。 U相VT1上的波形，可分成三部分：VT1导通期间，UT1=0；VT2导通期，VT1承受u相和v相的电位差uuv（Uu-UV）是反压；VT3导通期间，VT1承受U相和W相的电位差UuW（Uu-Uw）亦是反压。故a=0时，管子仅承受反压，随着a的增加，管子承受正向的电压增加。增大a值，即触发脉冲后移，则整流电压相应减小。 ? t 0 u2 uu uv uw ? t2 ? t1 ? t3 α=30 ug ud iT1 uT1 uuv uuw 三相半波整流电路，电阻负载，α=30时的波形 从输出电压、电流波形可看出，这是负载电流连续和断续的临界状态，各相仍导通120度。 u ud VT1 VT2 VT3 V W id R T L ? t 0 u2 uu uv uw ? t1 α=60 ug ud iT1 三相半控整流电路，电阻负载，α=60度时的波形 如果控制角大于30度，当导通的一相电压过零变负时，该相晶闸管关断。此时下一相晶闸管虽承受正压，但它的触发脉冲没有到来，不会导通，故输出电压和电流都为零，直到下一相触发脉冲出现为止。显然负载电流断续，各晶闸管导电时间都小于120度。 如果控制角继续增大，整流电压将越来越小。当控制角为150度时，整流输出电压为零。故电阻负载时要求移相范围为150度。 分两种情况来计算整流电压的平均值 1、当控制角小于或等于30度时。 Ud=1.17×U2COSα 当控制角为零时，Ud最大，其值为Ud0 = 1.17U2 2、当控制角大于30度时 Ud = 0.675×U2[1+COS（ ?/6+α）] 负载电流的平均值Id为 Id = Ud/R 晶闸管是交替工作的，流过晶闸管的平均电流为 IdT = 1/3×Id 晶闸管承受的最大反向电压为变压器二次线电压的峰值为 URM =2.45×U2 晶闸管承受的最大正向电压 UFM = 2 U2 二、电感性负载 如果负载是大电感性的，L值很大，整流电压基本上是连续平直的，流过晶闸管的电流波形接近于矩形。 当u2降低而使Id减小时，在电感上产生的感应电动势el对晶闸管来说是正向的，它阻止电