【正文】 21 第七節(jié) 大功率可控整流電路 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形 可控整流電路 二 . 多重化整流電路 22 第七節(jié) 大功率可控整流電路 引言 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路的特點： 適用于 低電壓 、 大電流 的場合。 多重化整流電路的特點： 在采用相同器件時可達到更大的功率。 可減少 交流側(cè)輸入電流的諧波或提高功率因數(shù) ，從而減小對供電電網(wǎng)的干擾。 23 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 電路結構的特點 圖 235 帶平衡電抗器的 雙反星形可控整流電路 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 。 二次側(cè)兩繞組的極性相反可 消除鐵芯的直流磁化 。 平衡電抗器 是為保證兩組三相半波整流電路能同時導電 。 與三相橋式電路相比 ， 雙反星形電路的輸出電流可 大一倍 。 24 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 繞組的極性相反的目的： 消除直流磁通勢 如圖可知，雖然兩組相電流的瞬時值不同，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。 圖 236 雙反星形電路， ? =0?時兩組整流電壓、電流波形 t w w t u d1 u a u b u c i a u d2 i a 39。 u c 39。 u a 39。 u b 39。 u c 39。 O w t O O w t O I d 1 2 I d 1 6 I d 1 2 I d 1 6 25 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 接平衡電抗器的原因： 當電壓平均值和瞬時值均相等時 ， 才能使負載 均流 。 兩組整流電壓 平均值相等 ， 但 瞬時值不等 。 t w w t u d1 u a u b u c i a u d2 i a 39。 u c 39。 u a 39。 u b 39。 u c 39。 O w t O O w t O I d 1 2 I d 1 6 I d 1 2 I d 1 6 26 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 接平衡電抗器的原因： 兩個星形的中點 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， 它通過兩組星形自成回路 ， 不流到負載中去 ， 稱為 環(huán)流 或 平衡電流 。 t w w t u d1 u a u b u c i a u d2 i a 39。 u c 39。 u a 39。 u b 39。 u c 39。 O w t O O w t O I d 1 2 I d 1 6 I d 1 2 I d 1 6 27 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 接平衡電抗器的原因： 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)流在負載額定電流的 1%～ 2%以內(nèi)。 28 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 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 ： 只能有一個晶閘管導電 ， 其余五管均阻斷 ， 每管最大導通角為60o， 平均電流為 Id/6。 當 α=0o 時 ， Ud為 ， 比三相半波時的 。 因晶閘管導電時間短 ， 變壓器利用率低 ， 極少采用 。 平衡電抗器的作用： 使得兩組三相半波整流電路同時導電 。 對平衡電抗器作用的理解是掌握雙反星形電路原理的關鍵 。 29 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 平衡電抗器使得兩組三相半波整流電路同時導電的原理分析 ： 圖 237 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 圖 238 平衡電抗器作用下兩個晶閘管同時導電的情況 平衡 電抗器 Lp承擔了 n n2間的電位差 ， 它補償了 ub′和 ua的電動勢差 ， 使得 ub′和 ua兩相的晶閘管能同時導電 。 w u p u d1 , u d2 O O 60 176。 360 176。 w t 1 w t t b) a) u a u b u c u c 39。 u a 39。 u b 39。 u b 39。 210 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 平衡電抗器使得兩組三相半波整流電路同時導電的原理分析 ： 時 ， ub′ua， VT6導通 ， 此電流在流經(jīng) LP時 ， LP上要感應一電動勢up， 其方向是要阻止電流增大 。 可導出 Lp兩端電壓 、 整流輸出電壓的數(shù)學表達式如下： 1tw圖 238 平衡電抗器作用下 兩個晶閘管同時導電的情況 圖 237 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 w u p u d1 , u d2 O O 60 176。 360 176。 w t 1 w t t b) a) u a u b u c u c 39。 u a 39。 u b 39。 u b 39。 211 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 平衡電抗器使得兩組三相半波整流電路同時導電的原理分析 ： d1d2p uuu ??)(212121 d2d1pd1pd2d uuUuuuu ??????（ 297） （ 298） 圖 237 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 w u p u d1 , u d2 O O 60 176。 360 176。 w t 1 w t t b) a) u a u b u c u c 39。 u a 39。 u b 39。 u b 39。 圖 238 平衡電抗器作用下 兩個晶閘管同時導電的情況 212 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 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同時導通 。 時間推遲至 ub′與 ua的交點時 ， ub′ = ua ， 。 21 dd uu ?0p ?u圖 238 平衡電抗器作用下 兩個晶閘管同時導電的情況 圖 237 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 w u p u d1 , u d2 O O 60 176。 360 176。 w t 1 w t t b) a) u a u b u c u c 39。 u a 39。 u b 39。 u b 39。 213 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 原理分析 (續(xù) )： 之后 ub′ ua ， 則流經(jīng) ub′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)導電 。 21 dd uu ?圖 238 平衡電抗器作用下 兩個晶閘管同時導電的情況 圖 237 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 w u p u d1 , u d2 O O 60 176。 360 176。 w t 1 w t t b) a) u a u b u c u c 39。 u a 39。 u b 39。 u b 39。 214 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 原理分析 (續(xù) )： 直到 ua′ ub′ 電流才從 VT6換至 VT2。 此時 VT VT2同時導電 。 每一組中的每一個晶閘管仍按三相半波的導電規(guī)律而各輪流導電 。 21 dd uu ?圖 238 平衡電抗器作用下 兩個晶閘管同時導電的情況 圖 237 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 w u p u d1 , u d2 O O 60 176。 360 176。 w t 1 w t t b) a) u a u b u c u c 39。 u a 39。 u b 39。 u b 39。 215 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 由上述分析以可得： 圖 237 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 平衡電抗器中點作為整流電壓輸出的負端，其輸出的整流電壓瞬時值為兩組三相半波整流電壓瞬時值的平均值。波形如圖 237 a。 )(212121 d2d1pd1pd2d uuUuuuu ?????? （ 298） 諧波分析 詳細分析 ud中的諧波分量比直流分量要小得多，且最低次諧波為六次諧波。 直流平均電壓為： 20 UU d ?u , u w u p d1 d2 O O 60 176。 360 176。 w t 1 w tt b) a) u a u b u c u c 39。 u a 39。 u b 39。 u b 39。 216 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 接平衡電抗器的原因： 當電壓平均值和瞬時值均相等時 ， 才能使負載 均流 。 兩組整流電壓 平均值相等 ， 但 瞬時值不等 。 兩個星形的中點 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， 它通過兩組星形自成回路 ， 不流到負載中去 ， 稱為 環(huán)流 或 平衡電流 。 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)流在負載額定電流的 1%～ 2%以內(nèi)。 217 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 ? =30?、 ? =60?和 ? =90?時輸出電壓的波形分析 圖 239 當 ? =30?、 60?、 90?時，雙反星形電路的輸出電壓波形 分析輸出波形時 ， 可先求出 ud1和 ud2波形 ， 然后根據(jù)式 （ 298）做出波形 ( ud1+ud2 ) / 2。 輸出電壓波形與三相半波電路比較 ， 脈動程度減小了 ， 脈動頻率加大一倍 ， f=300Hz。 電感負載 情況下 ， 移相范圍是90?。 電阻負載 情況下 ， 移相范圍為120?。 。 90 ? ? 。 60 ? ? 。 30 ? ? u d u d u d w t O w t O w t O u a u b u c u c 39。 u a 39。 u b 39。 u b u c u c 39。 u a 39。 u b 39。 u b u c u c 39。 u a 39。 u b 39。 218 一 . 帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路 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行比較可得出以下結論： 三相橋為兩組三相半波 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。 當 U2相等時，雙反星形的 Ud是三相橋的 1/2，而 Id是三相橋的 2倍。 兩種電路中，晶閘管的導通及觸發(fā)脈沖的分配關系一樣， ud和 id的 波形形狀一樣 。 （數(shù)值、高度是否一樣） 219 二 . 多重化整流電路 概述： 整流裝臵功率進一步加大時 ， 所產(chǎn)生的諧波 、 無功功率等對電網(wǎng)的干擾也隨之加大 ， 為減輕干擾 ， 可采用 多重化整流電路 。 原理： 按照一定的規(guī)律將兩個或更多的相同結構的整流電路 進行組合得到。 目標： 移項多重聯(lián)結 減少交流側(cè)輸入電流諧波， 串聯(lián)多重整流電路 采用順序控制 可提高功率因數(shù)。 220 二 . 多重化整流電路 1. 移相多重聯(lián)結 圖 240 并聯(lián)多重聯(lián)結的 12脈波整流電路 有 并聯(lián)多重聯(lián)結 和 串聯(lián)多重聯(lián)結 。 可減少輸入電流諧波，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 平衡電抗器 來平衡 2組整流器的電流。 2個三相橋并聯(lián)而成的 12