【文章內(nèi)容簡介】 vudIuuuuunvn wnwnπ /6udαγii i i i iwu v w uI dihω tω tV T2V T1419變壓器漏抗對可控整流電路電壓和電流波形的影響 ? VT1導通，換相開始前， VT VT3不通。開始換相時，此時觸發(fā) VT2，因為每一相中都有電感，所以 VT1管中的電流不能突然消失， VT2管中的電流也不能突然增加到 Id，而需要一個逐漸變化的過程，也就是說， VT1管中的電流不能瞬間的轉(zhuǎn)移到 VT2管中去，而需要一個換相過程，在換相過程中 VT1管的電流逐漸變小， VT2管中的電流逐漸上升，即存在一個很短的兩個晶閘管同時導通的重疊期間，這就是通常所說的換相重疊問題。 ? 換相重疊期間，負載電流保持不變，有 ,對上式微分得： ? 忽略 VT1和 VT2管壓降，電路方程為： ? 整理得 ? 因為在換相期間 ,而 ， 這表明，換相重疊期間，換相回路有一個電位差 ,它在兩相漏抗回路中產(chǎn)生一環(huán)流，如圖 419中虛線所示，它迫使 VT1管中的電流下降， VT2管中電流上升，此時輸出電壓為： ? 上式說明在換相重疊期間，加在負載上的電壓不是 v相電壓，而是 u和 v兩相電壓的平均值，它與無的波形相比，少了一塊面積，因此輸出電壓的平均值就減少了，這是由于換相支路的漏感造成的，其平均電壓降可表示為： ? 式中 m為一個電壓周期內(nèi)換相次數(shù)， γ 為換相重疊角 ,上式表示換相壓降平均值正比于負載電流 Id和 乘積。 ? 為了使獲得的換相重疊角 γ 具有普遍意義，把圖 419的電壓坐標縱軸移到自然換相點，則相電源中相鄰兩相（和 ）電壓表示成余弦函數(shù)，即： ? 兩邊積分得換相重疊角與漏抗和控制角的關(guān)系： ? 變壓器的漏抗與交流進線電抗器的作用一樣，能夠限制其短路電流，使電流變化比較緩和，但是，在漏抗引起的換相重疊期間，相間短路，致使相電壓波形出現(xiàn)一很深的缺口，造成電網(wǎng)波形崎變，因此實際的整流裝置入端加濾波器以消除這種畸變波形。另外漏抗使整流裝置的功率因素變壞，電壓脈動系數(shù)增加，輸出電壓調(diào)整率降低。 三相橋式全控整流電路 ? 三相橋式整流電路如圖所示，共陰極組在正半周導電，共陽極組在負半周導電，正負半周都有電流流過變壓器，因此變壓器使用率提高。 ? 顯然三相橋式全控整流輸出平均電壓是三相半波整流電路的兩倍，三相橋式晶閘管承受的最大反向電壓比三相半波電路中的晶閘管低一半。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN um be r R e v i s i onS i z eCD a t e : 10 J ul 200 0 S he e t of F i l e : D : \ l i w or d\ l i hon D r a w n B y:V T 1 V T 3 V T 5TuvwABCV T 4 V T 6 V T 2Zidn圖 420 三相橋式整流電路 ? =0時的波形如圖 421所示，把一個周期分為六等份，每份 60度。 ? I階段： u相電位電壓最高， v 相點位電壓最低，因而 VT1和 VT6觸發(fā)導通，變壓器 u、 v兩相工作，加在負載上的整流電壓為： ? Ⅱ 階段：這時 ,u相電位仍然最高， VT1繼續(xù)導通，但 w相電位最低，經(jīng)自然換相點后觸發(fā) w相 VT2，電流從 u相換到 w相， VT6承受反向關(guān)斷，負載上的電壓為 ? ? 第三 Ⅲ 階段：這是 v相電位最高， VT3導通，電流從 u相換到 v相， VT2繼續(xù)導通，負載上電壓為 。 ? 第四個弧度 (Ⅳ 階段 )： VT VT4導通， v、 u兩相工作，負載電壓為 uvu 。 ? 同理，第 Ⅴ 段， VT VT5導通， w、 u兩相工作，負載電壓 uwu。 ? 在第 Ⅵ 段， VT VT6導通， w、 v兩相工作，負載電壓 uwv。 ? 六個晶閘管的導通順序是： 61， 12， 43，34， 45， 56， 61。 Ⅰ　Ⅱ?、蟆　、簟、酢、鰑uv uu w uv w uvuuw u uwvuunuvnuwnu2udω tω tα =0ω tω tω tω t1 3 5 16 2 4 61 1 39。 3 3 39。 5 5 39。 16 2 2 39。 4 4 39。 6 6 39。uGuGuGuG000000寬脈沖雙窄脈沖?圖 421三相全橋整流波形及觸發(fā)脈沖 ? 由上述工作過程可以看出： ? 三相橋式全控整流電路在任何時間必須各有一個共陰極和共陽極晶閘管同時導通； ? 三相橋式全控電路是兩組三相半波整流電路的串聯(lián)，因此共陰極組 VT VT VT5依次導通，每個觸發(fā)脈沖的相位差 1200；共陽極組 VT VT VT2依次導通，每個觸發(fā)脈沖的相位差 1200，因為同組晶閘管的觸發(fā)脈沖相位差 1200，所以晶閘管最大導電角為 1200。 ? 由于共陰極組在正半周觸發(fā)，共陽極組在負半周觸發(fā)，因此同一橋臂（接在同一相的兩個晶閘管）觸發(fā)脈沖的相位差為 1800。 ? 每隔 600就有一次換相，所以其整流輸出電壓脈動頻率是電源頻率的六倍。 ? 為了保證在任何情況下共陰極組和共陽極組都有一個晶閘管導通，可以采用兩種辦法，一種被稱為寬脈沖觸發(fā)，使每個觸發(fā)脈沖的寬度大于 600（必須小于 1200），一般取 800～ 1000；另一種被稱為雙窄脈沖觸發(fā)，即在觸發(fā)某一個晶閘管時，同時給前一個晶閘管補發(fā)一個脈沖，例如當要求導通 VT1時，除了發(fā)出觸發(fā)的 VT1脈沖外，同時發(fā)出觸發(fā)的 VT6脈沖。 ? 實際應(yīng)用中常采用雙窄脈沖觸發(fā)。圖 421中， 1～ 6為脈沖序號。 圖 422 α=30o、 α=60o、 α=90o時三相橋式全控整流電路輸出電壓波形（電感性負載） u1,6 1,2 2,3uunuvnuwnuvuuvwuwvuwuuuvπ /6α =3002 π3,4 4,5 5,6uuwω tu 1,6 1,2 2,3uunuvnuwnuvuuvwuwvuwuuuvπ /6α =6002 π3,4 4,5 5,6uuwu 1,6 1,2 2,3uunuvnuwnuvuuvwuwvuwuuuvπ /6α =9002 π3,4 4,5 5,6uuwauwvuwv5,6bc000000udududuuω tω tω tω tω t? 當控制角 時，每個晶閘管都是在自然換相角后移角 開始換相，方法與 相同。 ? 可以從 角開始，把一個周期六等份，每一等份2π/6 ，在第一等份， VT VT6導通，器件雖然經(jīng)過共陽極組的自然換相點， w相電壓開始低于相 v電壓， VT2開始承受正向電壓，但因未被觸發(fā)而由 VT6繼續(xù)導電，工作 π/6 弧度后， VT2被觸發(fā)，迫使 VT6關(guān)斷，進入第二等份， VT VT2導通，負載上的電壓由 uuv變?yōu)?uuw ，依此類推，得到一個周期六個脈動電壓： uuv， uuw ， uvw， uvu， uwu，uvw。 ?? 現(xiàn)將交流電源的相電壓表示為： ? 那么其線電壓可表示為： ? 對于感性負載，每個晶閘管的導電角總是 1200，因為一般負載電流是連續(xù)的，對于阻性負載，負載電流可以連續(xù)，也可以斷續(xù)。負載電流連續(xù)時輸出電壓平均值 ： ? 電阻性負載 時，整流只能在正半周進行，故： ? 4 三相半控橋式整流電路 ? 具有續(xù)流二極管的三相半控橋式整流電路如圖 423所示。在 情況下，可忽略負載電流的脈動，晶閘管的脈動互差 120o。 ? 假定觸發(fā)角為 ,如圖 424所示，因此在 時刻觸發(fā) u相管 T1導通，必然使 w相整流管 D1導通，因為此時 w相電位最低，于是 uuw出現(xiàn)在負載上，直到 為止，此時， uuw=0 ，過后 T1管加上反壓，續(xù)流二極管 DR導通，負載電流轉(zhuǎn)到 DR管。若無續(xù)流二極管， T1管導通時間要一直延續(xù)到 v相T2管被觸發(fā)導通為止，因此，在 期間，負載電流自動的通過 T1和 D2管續(xù)流。 圖 423具有續(xù)流二極管的三相半控橋式整流電路 ? 在 時， v相 T2管被觸發(fā)導通，同時 u相 D2整流管也導通，于是， uvu電壓加到負載上，同時續(xù)流二極管 DR被加上反向電壓而關(guān)斷，直到 為止，此時， 。過后， T2管被加上反向電壓（ 變負），續(xù)流二極管 DR又導通，負載電流轉(zhuǎn)到 DR管。 ? 同理， T3管在時刻 導通，一直持續(xù)到 ，在這期間電壓 加在負載上。由圖 424可知， 時，有續(xù)流二極管導通。當 時，每一個晶閘管導通角均為 120o， 續(xù)流二極管 DR就始終不導通。 uT 3, D3 T 1, D1DT 2, D2D DT 3, D3uunuvnuwnuun uwn= uuwuvn uun= uvuuwn uvn= uwvuduwn uvn= uwviT1,iD1iT2,iD2iT3,iD3iDRiuω tω tω tω tω tω tω tω t00000