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电力电子技术PowerElectronicTechnology,,第六讲整流与有源逆变二,三相可控整流电路交流侧接三相电源重点注意工作原理（波形分析）、定量计算、不同负载的影响。6.1三相半波可控整流电路6.2三相桥式全控整流电路,6.1三相半波可控整流电路,1.电阻性负载,图2-12三相半波可控整流电路共阴极接法电阻负载时的电路及a0时的波形,返回,6.1三相半波可控整流电路,假设将电路中的晶闸管换作二极管，成为三相半波不可控整流电路.此时，相电压最大的一个所对应的二极管导通，并使另两相的二极管承受反压关断，输出整流电压即为该相的相电压一周期中，在wt1wt2期间，VD1导通，udua在wt2wt3期间，VD2导通，udub在wt3wt4期间，VD3导通，uduc二极管换相时刻为自然换相点，是各相晶闸管能触发导通的最早时刻，将其作为计算各晶闸管触发角a的起点，即a0,6.1三相半波可控整流电路,a0时的工作原理分析波形图）变压器二次侧a相绕组和晶闸管VT1的电流波形，变压器二次绕组电流有直流分量晶闸管的电压波形，由3段组成第1段，VT1导通期间，为一管压降，可近似为uT10第2段，在VT1关断后，VT2导通期间，uT1ua-ubuab，为一段线电压第3段，在VT3导通期间，uT1ua-ucuac为另一段线电压增大a值,将脉冲后移,整流电路的工作情况相应地发生变化,6.1三相半波可控整流电路,a30时的波形负载电流处于连续和断续之间的临界状态,图2-13三相半波可控整流电路，电阻负载，a30时的波形,6.1三相半波可控整流电路,a30的情况特点负载电流断续，晶闸管导通角小于120,图2-14三相半波可控整流电路，电阻负载，a60时的波形电阻负载时a角的移相范围为150,6.1三相半波可控整流电路,整流电压平均值的计算（1）a≤30时，负载电流连续，有当a0时，Ud最大，为。（2）a30时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有,（2-18）,2-19,6.1三相半波可控整流电路,Ud/U2随a变化的规律如图2-15中的曲线1所示。,图2-15三相半波可控整流电路Ud/U2与a的关系1－电阻负载2－电感负载3－电阻电感负载,6.1三相半波可控整流电路,负载电流平均值为晶闸管承受的最大反向电压，由图2-13e不难看出为变压器二次线电压峰值，即由于晶闸管阴极与零点间的电压即为整流输出电压ud，其最小值为零，而晶闸管阳极与零点间的最高电压等于变压器二次相电压的峰值，因此晶闸管阳极与阴极间的最大电压等于变压器二次相电压的峰值，即,2-20,2-22,2-21,6.1三相半波可控整流电路,2.阻感负载,6.1三相半波可控整流电路,特点阻感负载，L值很大，id波形基本平直a≤30时整流电压波形与电阻负载时相同a30时（如a60时的波形如图2-16所示）u2过零时，VT1不关断，直到VT2的脉冲到来，才换流，由VT2导通向负载供电，同时向VT1施加反压使其关断ud波形中出现负的部分阻感负载时的移相范围为90,动画,6.1三相半波可控整流电路,图2-16三相半波可控整流电路，阻感负载时的电路及a60时的波形,6.1三相半波可控整流电路,数量关系Ud/U2与a成余弦关系，如图2-15中的曲线2所示。如果负载中的电感量不是很大，则当a30后，ud中负的部分减少，Ud略为增加，Ud/U2与a的关系将介于曲线1和2之间变压器二次电流即晶闸管电流的有效值为晶闸管的额定电流为晶闸管最大正反向电压峰值均为变压器二次线电压峰值,2-25,2-24,2-23,6.1三相半波可控整流电路,图2-16中id波形有一定的脉动，但为简化分析及定量计算，可将id近似为一条水平线三相半波的主要缺点在于其变压器二次电流中含有直流分量，为此其应用较少,图2-16三相半波可控整流电路，阻感负载时的电路及a60时的波形,6.2三相桥式全控整流电路,应用最为广泛共阴极组阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1，VT3，VT5）共阳极组阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4，VT6，VT2）,图2-17三相桥式全控整流电路原理图,返回,动画,6.2三相桥式全控整流电路,1.带电阻负载时的工作情况a0时的情况假设将电路中的晶闸管换作二极管进行分析对于共阴极阻的3个晶闸管，阳极所接交流电压值最大的一个导通对于共阳极组的3个晶闸管，阴极所接交流电压值最低（或者说负得最多）的导通任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个晶闸管处于导通状态,图2-18三相桥式全控整流电路带电阻负载a0时的波形,6.2三相桥式全控整流电路,从相电压波形看，共阴极组晶闸管导通时，ud1为相电压的正包络线，共阳极组导通时，ud2为相电压的负包络线，udud1-ud2是两者的差值，为线电压在正半周的包络线直接从线电压波形看，ud为线电压中最大的一个，因此ud波形为线电压的包络线,6.2三相桥式全控整流电路,表2-1三相桥式全控整流电路电阻负载a0时晶闸管工作情况,6.2三相桥式全控整流电路,三相桥式全控整流电路的特点（1）2管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各1，且不能为同1相器件（2）对触发脉冲的要求按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180,6.2三相桥式全控整流电路,（3）ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整流电路（4）需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲可采用两种方法一种是宽脉冲触发另一种是双脉冲触发（常用）（5）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同,6.2三相桥式全控整流电路,a30时的工作情况波形图）区别在于晶闸管起始导通时刻推迟了30，组成ud的每一段线电压因此推迟30从wt1开始把一周期等分为6段，ud波形仍由6段线电压构成，每一段导通晶闸管的编号等仍符合表2-1的规律变压器二次侧电流ia波形的特点在VT1处于通态的120期间，ia为正，ia波形的形状与同时段的ud波形相同，在VT4处于通态的120期间，ia波形的形状也与同时段的ud波形相同，但为负值。,6.2三相桥式全控整流电路,a60时工作情况ud波形中每段线电压的波形继续后移，ud平均值继续降低。a60时ud出现为零的点,图2-20三相桥式全控整流电路带电阻负载a60时的波形,6.2三相桥式全控整流电路,当a60时，如a90时电阻负载情况下的工作波形如图2-21所示,图2-21三相桥式全控整流电路带电阻负载a90时的波形,6.2三相桥式全控整流电路,小结当a≤60时，ud波形均连续，对于电阻负载，id波形与ud波形形状一样，也连续当a60时，ud波形每60中有一段为零，ud波形不能出现负值带电阻负载时三相桥式全控整流电路a角的移相范围是120,6.2三相桥式全控整流电路,2．阻感负载时的工作情况a≤60时ud波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压ud波形、晶闸管承受的电压波形等都一样区别在于由于负载不同，同样的整流输出电压加到负载上，得到的负载电流id波形不同。阻感负载时，由于电感的作用，使得负载电流波形变得平直，当电感足够大的时候，负载电流的波形可近似为一条水平线。,动画,6.2三相桥式全控整流电路,图2-22三相桥式全控整流电路带阻感负载a0时的波形,6.2三相桥式全控整流电路,图2-23三相桥式全控整流电路带阻感负载a30时的波形,6.2三相桥式全控整流电路,a60时阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同，电阻负载时ud波形不会出现负的部分，而阻感负载时，由于电感L的作用，ud波形会出现负的部分带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的a角移相范围为90,6.2三相桥式全控整流电路,图2-24三相桥式整流电路带阻感负载，a90时的波形,6.2三相桥式全控整流电路,3．定量分析当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负载a≤60时）的平均值为带电阻负载且a60时，整流电压平均值为输出电流平均值为IdUd/R,（2-26）,（2-27）,6.2三相桥式全控整流电路,当整流变压器为图2-17中所示采用星形接法，带阻感负载时，变压器二次侧电流波形如图2-23中所示，为正负半周各宽120、前沿相差180的矩形波，其有效值为晶闸管电压、电流等的定量分析与三相半波时一致。三相桥式全控整流电路接反电势阻感负载时，在负载电感足够大足以使负载电流连续的情况下，电路工作情况与电感性负载时相似，电路中各处电压、电流波形均相同，仅在计算Id时有所不同，接反电势阻感负载时的Id为式中R和E分别为负载中的电阻值和反电动势的值。,（2-29）,（2-28）,图2-12三相半波可控整流电路共阴极接法电阻负载时的电路及a0时的波形,返回,图2-13三相半波可控整流电路，电阻负载，a30时的波形,返回,图2-14三相半波可控整流电路，电阻负载，a60时的波形,返回,图2-15三相半波可控整流电路Ud/U2与a的关系,返回,图2-16三相半波可控整流电路，阻感负载时的电路及a60时的波形,返回,图2-17三相桥式全控整流电路原理图,返回,图2-18三相桥式全控整流电路带电阻负载a0时的波形,返回,表2-1三相桥式全控整流电路电阻负载a0时晶闸管工作情况,返回,图2-19三相桥式全控整流电路带电阻负载a30时的波形,返回,图2-20三相桥式全控整流电路带电阻负载a60时的波形,返回,图2-21三相桥式全控整流电路带电阻负载a90时的波形,返回,图2-22三相桥式全控整流电路带阻感负载a0时的波形,返回,图2-23三相桥式全控整流电路带阻感负载a30时的波形,返回,图2-24三相桥式整流电路带阻感负载，a90时的波形,返回,返回,返回,返回,
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