【正文】 大功率可控整流電路 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2021/6/21 電力電子技術(shù) ?帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路的特點(diǎn)：適用于低電壓 、 大電流的場(chǎng)合 ?多重化整流電路的特點(diǎn)： ? 在采用相同器件時(shí)可達(dá)到更大的功率 ? 可減少交流側(cè)輸入電流的諧波或提高功率因數(shù) ，從而減小對(duì)供電電網(wǎng)的干擾 。 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2021/6/21 電力電子技術(shù) 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 ?電解電鍍等工業(yè)中應(yīng)用 ?低電壓大電流 （ 例如幾十伏 ， 幾千至幾萬(wàn)安 ） 可調(diào)直流電源 Ta b cLRni P L PudidVT2VT6VT4VT1VT3VT5c39。a39。b39。n1n2帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2021/6/21 電力電子技術(shù) ?電路結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) ?變壓器二次側(cè)為兩組匝數(shù)相同極性相反的繞阻 ， 分別接成兩組三相半波電路 。 ? 變壓器二次側(cè)兩繞組的極性相反可消除鐵芯的直流磁化 。 ? 設(shè)置電感量為 Lp的平衡電抗器是為保證兩組三相半波整流電路能同時(shí)導(dǎo)電 。 ?與三相橋式電路相比 ， 在采用相同晶閘管的條件下 ， 雙反星形電路的輸出電流可大一倍 。 Ta b cLRni P L PudidVT2VT6VT4VT1VT3VT5c39。a39。b39。n1n2太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2021/6/21 電力電子技術(shù) ? 繞組的極性相反的目的：消除直流磁通勢(shì) ? 如何實(shí)現(xiàn) ？ ? 如圖可知 ， 雖然兩組相電流的瞬時(shí)值不同 ， 但是平均電流相等而繞組的極性相反 ， 所以直流安匝互相抵消 。 ud1uaubuciaud2ia39。uc39。 ua39。ub39。 uc39。O ? tO ? tO ? tO ? tId12Id16Id12Id16雙反星形電路，? =0?時(shí)兩組整流電壓、電流波形 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2021/6/21 電力電子技術(shù) ? 接平衡電抗器的原因： ? 兩個(gè)直流電源并聯(lián)時(shí) ， 只有當(dāng)電壓平均值和瞬時(shí)值均相等時(shí) ， 才能使負(fù)載均流 。 ? 雙反星形電路中 ， 兩組整流電壓平均值相等 ， 但瞬時(shí)值不等 。 ? 兩個(gè)星形的中點(diǎn) n1和 n2間的電壓等于 ud1和 ud2之差 。 該電壓加在 Lp上 ， 產(chǎn)生電流 ip， 它通過(guò)兩組星形自成回路 ，不流到負(fù)載中去 ， 稱(chēng)為環(huán)流或平衡電流 。 ?? 考慮到 ip后，每組三相半波承擔(dān)的電流分別為 Id/2177。 ip。為了使兩組電流盡可能平均分配，一般使 Lp值足夠大，以便限制環(huán)流在負(fù)載額定電流的 1%～ 2%以?xún)?nèi)。 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2021/6/21 電力電子技術(shù) ? 雙反星形電路中如不接平衡電抗器 ， 即成為 六相半波整流電路 ： ? 只能有一個(gè)晶閘管導(dǎo)電 ， 其余五管均阻斷 ， 每管最大導(dǎo)通角為 60o， 平均電流為 Id/6。 ? 當(dāng) α=0o 時(shí) ， Ud為 ， 比三相半波時(shí)的 。 ? 六相半波整流電路因晶閘管導(dǎo)電時(shí)間短 ， 變壓器利用率低 ，極少采用 。 ? 雙反星形電路與六相半波電路的區(qū)別 —— 有無(wú)平衡電抗器 。 ? 平衡電抗器的作用： ? 使得兩組三相半波整流電路同時(shí)導(dǎo)電 。 ? 對(duì)平衡電抗器作用的理解是掌握雙反星形電路原理的關(guān)鍵 。 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2021/6/21 電力電子技術(shù) ?由于平衡電抗器的作用使得兩組三相半波整流電路同時(shí)導(dǎo)電的原理分析： ?平衡電抗器 Lp承擔(dān)了 n n2間的電位差 ， 它補(bǔ)償了 u’ b和 ua的電動(dòng)勢(shì)差 ，使得 u’ b和 ua兩相的晶閘管能同時(shí)導(dǎo)電 。 ? 時(shí) ， u’ bua， VT6導(dǎo)通 ， 此電流在流經(jīng) LP時(shí) ， LP上要感應(yīng)一電動(dòng)勢(shì) up， 其方向是要阻止電流增大 ?？蓪?dǎo)出 Lp兩端電壓 、 整流輸出電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下： d1d2p uuu ??)(212121 d2d1pd1pd2d uuUuuuu ??????1t?nLR+ +ud1LPub39。ud2udn2n1iPuaVT1VT6uP12平衡電抗器作用下兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)電的情況 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2021/6/21 電力電子技術(shù) ?原理分析 (續(xù) )： ?雖然 ， 但由于 Lp的平衡作用 ， 使得晶閘管 VT6和 VT1同時(shí)導(dǎo)通 。 ? 時(shí)間推遲至 u’ b與 ua的交點(diǎn)時(shí) ， u’ b = ua。 ?之后 u’ b ua ， 則流經(jīng) u’ b相的電流要減小 ， 但 Lp有阻止此電流減小的作用 ， up的極性反向 ， Lp仍起平衡的作用 ， 使 VT6繼續(xù)導(dǎo)電 。 ? 直到 u’ c u’ b ， 電流才從 VT6換至 VT2。 此時(shí)變成 VT VT2同時(shí)導(dǎo)電 。 ?每一組中的每一個(gè)晶閘管仍按三相半波的導(dǎo)電規(guī)律而各輪流導(dǎo)電 。 nLR+ +ud1LPub39。ud2udn2n1iPuaVT1VT6uP12平衡電抗器作用下兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)電的情況 21 dd uu ?太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2021/6/21 電力電子技術(shù) ?由上述分析可得： ?平衡電抗器中點(diǎn)作為整流電壓輸出的負(fù)端 ， 其輸出的整流電壓瞬時(shí)值為兩組三相半波整流電壓瞬時(shí)值的平均值 ， 見(jiàn)下式 ， 波形如圖 a中紅色粗線(xiàn)所示 。 )(212121 d2d1pd1pd2d uuUuuuu ??????upud1, ud2OO60 176。360 176。? t1 ? t? tb)a)uaubucuc39。 ua39。ub39。 ub39。平衡電抗器作用下輸出電壓的波形和平衡電抗器上電壓的波形 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2021/6/21 電力電子技術(shù) ?? =30?、 ? =60?和 ? =90?時(shí)輸出電壓的波形分析 ?需要分析各種控制角時(shí)的輸出波形時(shí) ， 可先求出兩組三相半波電路的 ud1和 ud2波形 ，然后根據(jù)式 （ 298） 做出波形 ( ud1+ud2 ) / 2。 ?雙反星形電路的輸出電壓波形與三相半波電路比較 ， 脈動(dòng)程度減小了 ， 脈動(dòng)頻率加大一倍 ， f=300Hz。 ?電感負(fù)載情況下 ， 移相范圍是 90?。 ?如果是電阻負(fù)載 ， 移相范圍為 120?。 。90??。60??。30??ududud? tO? tO? tOuaubucuc39。ua39。 ub39。ubucuc39。ua39。 ub39。ubucuc39。ua39。 ub39。當(dāng) ? =30?、 60?、 90?時(shí)，雙反星形電路的輸出電壓波形 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2021/6/21 電力電子技術(shù) ? 整流電壓平均值與三相半波整流電路的相等，為 : Ud= U2 cos ? ? 將雙反星形電路與三相橋式電路進(jìn)行比較可得出以下結(jié)論： （ 1） 三相橋?yàn)閮山M三相半波串聯(lián) ， 而雙反星形為兩組三相半波并聯(lián) ， 且后者需用平衡電抗器 。 （ 2） 當(dāng) U2相等時(shí) ， 雙反星形的 Ud是三相橋的 1/2， 而 Id是單相橋的 2倍 。 （ 3） 兩種電路中 ， 晶閘管的導(dǎo)通及觸發(fā)脈沖的分配關(guān)系一樣 ，ud和 id的波形形狀一樣 。 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2021/6/21 電力電子技術(shù) 多重化整流電路 ?整流裝置功率進(jìn)一步加大時(shí) ， 所產(chǎn)生的諧波 、無(wú)功功率等對(duì)電網(wǎng)的干擾也隨之加大 ， 為減輕干擾 ， 可采用多重化整流電路 。 1. 移相多重聯(lián)結(jié) MLTVT1 2c1b1a1c2b2a2LP并聯(lián)多重聯(lián)結(jié)的 12脈波整流電路 ? 有并聯(lián)多重聯(lián)結(jié)和串聯(lián)多重聯(lián)結(jié)，對(duì)于交流輸入電流來(lái)說(shuō)，二者效果相同。 不僅可減少輸入電流諧波，也可減小輸出電壓中的諧波并提高紋波頻率，因而可減小平波電抗器。 使用了平衡電抗器來(lái)平衡 2組整流器的電流，其原理與雙反星形電路中是一樣的。 ?2個(gè) 三相橋并聯(lián) 而成的 12脈波整流電路 。 太原工業(yè)學(xué)院自動(dòng)化系 2021/6/21 電力電子技術(shù) ? 移相 30?構(gòu)成的串聯(lián) 2重聯(lián)結(jié)電路 ? 利用變壓器二次繞組接法的不同，使兩組三相交流電源間相 位錯(cuò)開(kāi) 30?，從而使輸出整流電壓 ud在每個(gè)交流電源周期中 脈動(dòng) 12次，故該電路為 12脈波整流電路。 整流變壓器二次繞組分別采用星形和三角形接法構(gòu)成相位 相差 30?、大小相等的兩組電壓，接到相互串聯(lián)的 2組整流橋。 C▲LRBA1*▲▲**0 176。滯后 30 176。3iA