【文章內(nèi)容簡介】 22RMFM 632 UUUU ???2022/5/26 ? 三相半波可控整流電路，電感性負(fù)載時(shí)的電路及 α =60 時(shí)的波形 2022/5/26 2 數(shù)量關(guān)系 (1) 輸出電壓平均值 由于 ud波形是連續(xù)的 ， 所以計(jì)算輸出電壓 Ud時(shí)只需一個(gè)計(jì)算公式 α=0186。時(shí) ， Ud= U2 (2) 輸出電流平均值 ???? ???? c o )(s i n223/2 1 656dUttdUU ?? ? ???c o 2d URI ?2022/5/26 (3) 晶閘管電流平均值 (4) 晶閘管電流有效值 (5) 晶閘管通態(tài)平均電流 ddT 31 II ?dd2T 1 IIII ???)2~(1 . 5 7I TT ( A V ) ?I2022/5/26 三相半波共陽極接法的可控整流電路 ? 把三只晶閘管的陽極接成公共端連在一起就構(gòu)成了共陽極接法的三相半波可控整流電路，由于陰極不同電位，要求三相的觸發(fā)電路必須彼此絕緣。由于晶閘管只有在陽極電位高于陰極電位時(shí)才能導(dǎo)通，因此晶閘管只在相電壓負(fù)半周被觸發(fā)導(dǎo)通，換相總是換到陰極更負(fù)的那一相。下圖給出了共陽極接法的三相半波可控整流和 α=30186。時(shí)的工作波形。 2022/5/26 ? 三相半波可控整流電路共陽極接法及波形 2022/5/26 三相全控橋式整流電路 三相半波可控整流的變壓器存在直流磁化的問題，造成變壓器發(fā)熱和利用率下降。三相全控橋式整流電路是由三相半波可控整流電路演變而來，它可看作是三相半波共陰極接法 (VT1， VT3， VT5)和三相半波共陽極接法 (VT4， VT6， VT2)的串聯(lián)組合， 2022/5/26 電阻性負(fù)載 1 工作原理 ? 三相全控整流電路中共陰極接法 (VT1， VT3， VT5)和共陽極接法 (VT4， VT6，VT2)的控制角 α分別與三相半波可控整流電路共陰極接法和共陽極接法相同。在一個(gè)周期內(nèi)，晶閘管的導(dǎo)通順序?yàn)?VT VTVT VT VT VT6。 三相橋式全控整流電路 2022/5/26 ? 將一周期相電壓分為六個(gè)區(qū)間： 時(shí)段 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 輸出 電壓 uuv uuW uvw uvv uwu uvv 導(dǎo)通 晶閘管 VT6 VT1 VT1 VT2 VT2 VT3 VT3 VT4 VT4 VT5 VT5 VT6 2022/5/26 ? 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載 α=0 時(shí)的波形 2022/5/26 ? 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載 α =60 時(shí)的波形 2022/5/26 ? 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載 α =90時(shí)的波形 2022/5/26 從上述分析可以總結(jié)出三相全控橋式整流電路的工作特點(diǎn)： (1) 任何時(shí)候共陰 、 共陽極組各有一只元件同時(shí)導(dǎo)通才能形成電流通路 。 (2) 共陰極組晶閘管 VT VT VT5， 按相序依次觸發(fā)導(dǎo)通 ， 相位相差 120186。， 共陽極組晶閘管 VT VT VT6， 相位相差 120186。，同一相的晶閘管相位相差 180186。 每個(gè)晶閘管導(dǎo)通角 120186。； (3) 輸出電壓 ud由六段線電壓組成 ， 每周期脈動六次 ， 每周期脈動頻率為 300HZ。 (4) 晶閘管承受的電壓波形與三相半波時(shí)相同 ， 它只與晶閘管導(dǎo)通情況有關(guān) ， 其波形由 3段組成：一段為零 (忽略導(dǎo)通時(shí)的壓降 )，兩段為線電壓 。 晶閘管承受最大正 、 反向電壓的關(guān)系也相同 。 (5) 變壓器二次繞組流過正負(fù)兩個(gè)方向的電流，消除了變壓器的直流磁化，提高了變壓器的利用率。 2022/5/26 (6) 對觸發(fā)脈沖寬度的要求：整流橋開始工作時(shí)以及電流中斷后 ， 要使電路正常工作 ， 需保證應(yīng)同時(shí)導(dǎo)通的 2個(gè)晶閘管均有脈沖 ， 常用的方法有兩種：一種是寬脈沖觸發(fā) ， 它要求觸發(fā)脈沖的寬度大于60186。(一般為 80186。～ 100186。)， 另一種是雙窄脈沖觸發(fā) ， 即觸發(fā)一個(gè)晶閘管時(shí) ， 向小一個(gè)序號的晶閘管補(bǔ)發(fā)脈沖 。 寬脈沖觸發(fā)要求觸發(fā)功率大 ， 易使脈沖變壓器飽和 ， 所以多采用雙窄脈沖觸發(fā) 。 電阻性負(fù)載 α≤ 60186。時(shí)的 ud波形連續(xù)， α＞ 60186。時(shí) ud波形斷續(xù)。α=120186。時(shí)，輸出電壓為零 Ud=0，因此三相全控橋式整流電路電阻性負(fù)載移相范圍為 0186。～ 120186。可以看出，晶閘管元件兩端承受的最大正反向電壓是變壓器二次線電壓的峰值 222 UUUUU RMFM ?????2022/5/26 2 參數(shù)計(jì)算 ? 由于 α=60186。是輸出電壓 Ud波形連續(xù)和斷續(xù)的分界點(diǎn) ，輸出電壓平均值應(yīng)分兩種情況計(jì)算： (1) α≤ 60186。 當(dāng) α=0186。時(shí) ， Ud= Ud 0 = (2) α＞ 60186。 當(dāng) α=120186。時(shí)， Ud =0 ????? ???? c o o )(s i n323/1 2L22d 323UUttdUU ??? ? ??)]3/c o s (1[)(s i n2233/1 2d 3 ????? ? ?? ???? ? ? UttdUU2022/5/26 電感性負(fù)載 1 工作原理 ? 當(dāng) α≤ 60186。時(shí)電感性負(fù)載的工作情況與電阻負(fù)載時(shí)相似，各晶閘管的通斷情況、輸出整流電壓 ud波形、晶閘管承受的電壓波形等都一樣；區(qū)別在于由于電感的作用，使得負(fù)載電流波形變得平直，當(dāng)電感足夠大的時(shí)候，負(fù)載電流的波形可近似為一條水平線。 ? α＞ 60186。時(shí)電感性負(fù)載時(shí)的工作情況與電阻負(fù)載時(shí)不同，由于負(fù)載電感感應(yīng)電勢的作用， ud波形會出現(xiàn)負(fù)的部分。圖 218為帶電感性負(fù)載 α=90186。時(shí)的波形，可以看出， α=90186。時(shí)， ud波形上下對稱，平均值為零，因此帶電感性負(fù)載三相橋式全控整流電路的 α角移相范圍為 90 。 2022/5/26 ? 三相橋式全控整流電路帶電感性負(fù)載 α =0時(shí)的波形 2022/5/26 ? 三相橋式整流電路帶電感性負(fù)載， α =90 時(shí)的波形 2022/5/26 2 參數(shù)計(jì)算 (1) 輸出電壓平均值 由于 ud波形是連續(xù)的 ， α=0186。時(shí) ， Ud0=。 (2) 輸出電流平均值 ????? ???? c o o )(s i n63/1 2L22d 323UUttdUU ??? ? ???c o 2d URI ?2022/5/26 (3) 晶閘管電流平均值 (4) 晶閘管電流有效值 (5) 晶閘管額定電流 (6) 變壓器二次電流有效值 ddT 31 II ?ddT 5 7 III ??)2~()2~( d)T (A V III T ??ddT2 8 1 IIII ???2022/5/26 ? 在反電勢電感性負(fù)載時(shí) 在負(fù)載電感足夠大足以使負(fù)載電流連續(xù)的情況下，電路工作情況與電感性負(fù)載時(shí)相似，電路中各處電壓、電流波形均相同，僅在計(jì)算 Id時(shí)有所不同，接反電勢電感性負(fù)載時(shí) REUI Mdd??2022/5/26 其他形式的大功率可控整流電路 ? 雙反星形可控整流電路 在電解電鍍等工業(yè)中，常常使用低電壓大電流(例如幾十伏，幾千至幾萬安 )可調(diào)直流電源。由于三相橋式整流電路有 2倍的晶閘管壓降，因此常常使用 雙反星形可控整流電路 2022/5/26 ? 多重化整流電路 整流裝置功率很大時(shí)，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。 并聯(lián)多重連接的 12脈波整流電路 2022/5/26 變壓器漏抗對整流電路的影響 ? 前面我們介紹的各種整流電路都是在理想工作狀態(tài)下的工作情況，即假設(shè)： (1)變壓器的漏抗、繞組電阻和勵(lì)磁電流都可忽略； (2)晶閘管元件是理想的。但實(shí)際的交流供電電源總存在電源阻抗，如電源變壓器的漏電抗、導(dǎo)線電阻以及為了限制短路電流而加上的交流進(jìn)線電抗器等。由于電感電流不能突變，因此換相過程不能瞬時(shí)完成。 2022/5/26 1 換相過程與換相重疊角 以三相半波可控整流電路為例來討論換相過程，假設(shè)三相漏抗相等，忽略交流側(cè)的電阻，負(fù)載電感足夠大，則負(fù)載電流連續(xù)且平直。以晶閘管從 u相換到 v相為例，VT1已導(dǎo)通。當(dāng) α=30176。 時(shí)觸發(fā) VT2，由于變壓器漏抗的作用， VT1不立即關(guān)斷， u相電流 iu=Id ik逐漸減小到零；VT2導(dǎo)通， iv=0逐漸增加到 Id。換相過程中，兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，在 uvu電壓作用下產(chǎn)生短路電流 ik，當(dāng) iu=0， iv= Id時(shí)， u相和 v相之間完成了換相。 2022/5/26 ? 變壓器漏感對整流電路的影響 2022/5/26 2 換相期間的整流電壓 ? 換相回路電壓平衡方程 ? 換相期間變壓器漏感 LB兩端的電壓 ? 換相期間輸出電壓 dtdiLuu kBuv 2??)(21 uvkB uudtdiL ??)(21 vukBvkBud uudtdiLudtdiLuu ??????2022/5/26 3 換相壓降 ? 由波形可以看出：與不考慮變壓器漏抗的情況比較 ，整流電壓波形少了一塊陰影部分 ， 缺少部分為： 式中 XB— 漏感為 LB的變壓器每相折算到二次側(cè)的漏電抗 ， 單相雙半波電路 m=2，三相半波 m=3，三相橋式電路 m=6 dBdBkBdvd 22/21)()(/21 IXmILmdtdiLmtduumu ???????????? ?????? ????BB LX ??2022/5/26 ? 這里需要特別說明的是對于單相全控橋，換相壓降的計(jì)算上述通式不成立，因?yàn)閱蜗嗳貥螂m然每周期換相 2次 (m=2)，但換相過程中 ik是從 Id增加到 Id，所以對式 (250)中的 Id應(yīng)該帶入 2Id，故對于單相全控橋有： dBd2 IXU???2022/5/26 4 換相重疊角 γ 由式 (248)可得 對上式兩邊積分 ， 可得 顯然，當(dāng) α一定時(shí)， XB、 Id增大，則 γ 增大，換流時(shí)間增大； XB 、 Id一定時(shí)， γ 隨 α角的增大而減小。 B2Buvk2)65( s i n6)2/()(LtULuudtdi?? ????muIX/s i n2)c o s (c o s 2dB???? ???2022/5/26 (1) 對于單相全控橋 ， 與前面對換相壓降的討論一樣 ， 所以對于單相全控橋有 m=2， Id應(yīng)該帶入 2Id， 故有 (2) 對于三相橋式電路 ， m=6， 三相橋式電路等效為相電壓為的六相半波整流電路 ， 變壓器漏感 LB的存在可以限制短路電流，限制電流變化率di/dt 。但是變壓器漏感會引起電網(wǎng)波形畸變，出現(xiàn)電壓缺口，使 du/dt加大，影響其他負(fù)載；而且由于變壓器漏感的