【正文】 工作 已經(jīng)達(dá)到 穩(wěn)態(tài)，從 t? =? 時(shí)刻加觸發(fā)脈沖，晶閘管導(dǎo)通，由于直流電感無(wú)窮大，負(fù)載電流不能突變，整流電壓可為負(fù)值。由圖可知，電流 i 為理想方波，其有效值 I 等于直流側(cè)電流平均值 dI 。 ② 半控整流電路 仍然假設(shè)交流側(cè)電抗為零，而直流電感為無(wú)窮大，單相 橋式 半控整流電路如圖 (a)所示。 該 電路 是由 晶閘管和二極管組成的， 它實(shí)際上是將單相 橋式 全控整流電路下面兩個(gè)橋臂的 晶閘管 換成了二極管。但因 a 點(diǎn)電位低于 b點(diǎn)，則電流流經(jīng) VD2，電流不再流經(jīng)電源，而是由 VT1 和 VD2 續(xù)流。電源電壓負(fù)半軸分析與正半周類似。 可以看出，其交流側(cè)電流的波形 只與觸發(fā)延遲角 ? 有關(guān)。 i+id LdRe V T 1V T 3V D 2 V D 4ab Ou?OiIdId?t (a) 電路 (b) 波形 圖 單相半控整流電路及相應(yīng)波形 將圖 (b)所示的電流 i 分解為傅立 葉級(jí)數(shù)，可得： d1 , 3, 5 , 1 , 3, 5 ,22 1 c o s s i n ( ) 2 s i n ( )π n n nnnIi n n t I n tn ? ? ? ? ???? ??? ? ???? ? ? ? ??? () 其中， d2 1 co sπn IInn ??? () s ina r c ta n ( ) ( 1 , 3 , 5 , )1 c o sn n nn?? ??? ? ???? 根據(jù)式 可得電流基波和各次諧波有效值分別為： d1d2 1 c o sπ2 1 c o s ( 1 , 3 , 5 , )πnIIII n nn??? ?????? ? ? ? ????? () 在式 中，令 ? =0? ，代入可得： d22πnIIn? ( 1,3,5, )n? ??? () 式 與 式 完全相同，說(shuō)明在 ? =0? 時(shí)，單相 橋式 半控與全控整流 電路 工作原理 相同 ， 是互為等效電路的。 ③ 不控整流電路 單相 橋式 不控整流電路四個(gè)橋臂都為二極管，電路如圖 所示。同樣，交流側(cè)電抗為零，直流電感 Ld 為無(wú)窮大。得到 整流電壓和交流側(cè) a 相 電流波形如圖 所示。 iaid LdR0eaebec 圖 三相 全控整流電路 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 ? ?udea bea ceb ceb aec aec bea bea cO? tOiaIdπ6? t 圖 三相橋式全控整流 電路的電壓 及 電流 波形 以 a 相電流為例，將圖 所示所示的電流 ia 分解為傅立 葉級(jí)數(shù)，可得： addd611 , 2 , 3 ,1611 , 2 , 3 ,2 3 1 1 1 1= s in s in 5 s in 7 s in 1 1 + s in 1 3π 5 7 1 1 1 32 3 2 3 1= s in ( ) s inπ π2 s in ( ) 2 s inknkkknnkki I t t t t tI t I n tnI t I n t? ? ? ? ????????? ??????? ?????? ? ? ? ????????????11 () 若以 a 相電壓過(guò)零點(diǎn)為時(shí)間零點(diǎn)，則有： ad2 3 1 1= s i n ( ) s i n 5 ( ) s i n 7( )π 57i I t t t? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ??????? () 根據(jù) 式 和 式 可得出，不論時(shí)間原點(diǎn)的位置取在哪里，因?yàn)椴ㄐ挝醋?，所以基波和各次諧波的幅值也不變，只是如果時(shí)間原點(diǎn)左移了 ? 角，則基波初相角減少了? ，各次諧波分量的初相角減少了 n? 。 ② 半控整流電路 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 有時(shí) 在 工礦企業(yè)中采用比三相全控橋更為簡(jiǎn)單的電路 [4,5]，即三相 橋式 半控整流電路如圖 (a)所示， 即 用一組二極管代替一組晶閘管。當(dāng) ? =0?，其工作方法與全控橋一樣。如果負(fù)載電感足夠大，電流為恒穩(wěn)直流 ， 其情況與全控橋時(shí)相似，各相電流正負(fù)半波各為 120?，但正負(fù)半波間隔不再是 60?，而是 60?? ? 與 60?+ ? 。接入續(xù)流二極管后，當(dāng) ? ? 60?，輸出電壓波形連續(xù)，續(xù)流二極管不工作，分析與沒(méi)有續(xù)流二極管 時(shí) 相同，整流電壓與直流側(cè)電流波形如圖 (a)所示。即續(xù)流二極管導(dǎo)通時(shí)間為 =3??? 180?。 iaid LdR0eaebec aid LdRebc (a) 直流側(cè) 不接 續(xù)流 二極管 (b) 直流側(cè)接 續(xù)流二極管 圖 三相 橋式 半控整流電路 α eee eeeeeId? ta bb c b a c a c ba ba ca cα e e e e e e eeia2π3Id? t? t? tiaa bb c b a c a c b a b a ca c π ??udud (a) ? ? 60 (b) ? ? 60 圖 三相橋式半控整流電路的 電壓、電流 波形 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 以 a 相電流為例。 1d2 πs in 1 ( 1 ) c o s ( 3 , 1 , 2 , 3 )π 3 nn I nI n n k kn ??? ? ? ? ? ??? () 令 n=1，代入式 可得基波和各次諧波電流有效值為： d11d3 1 + c o sπ2 πsin 1 ( 1 ) c o s ( 3 , 1 , 2 , 3 )π 3nnIII nI n n k kn???? ????? ? ? ? ? ? ????? () 當(dāng)計(jì)算出的諧波電流為負(fù)值時(shí)，取其絕對(duì)值即可。 除 含有 61k? 次的特征諧波外，電流中還含有 62k? 的非特征諧波。 iaid LdR0eaebec 圖 三相橋式不控整流電路 由圖 可知，其諧波分析與對(duì)應(yīng)的全控整流橋一致，相當(dāng)于 ? =0?時(shí)的特殊情況，即可得出三相 橋式 不控整流電路的基波和各次諧波電流表達(dá)式分別為： 1dd6π6 ( 6 1 1 , 2 , 3 , )πnIII I n k kn? ????? ? ? ? ? ????? ， 計(jì)及換相過(guò)程的情 形 計(jì)及換相過(guò)程但忽略 直流側(cè)電流脈動(dòng)，就是考慮交流側(cè)電 抗不為零，但直流電感仍蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 假設(shè)為 無(wú)窮大 [6]。 計(jì)及換相過(guò)程 但忽略直流脈動(dòng)的 三相 橋式 整流電路 在阻感負(fù)載時(shí)電路 如圖 所示， LB 為各相交流側(cè)電感。此過(guò)程如圖 所示，以觸發(fā)延遲角 ? 處為時(shí)間零點(diǎn)，則有： ambmcmπ π= sin( ) = 2 sin( )6611= sin( π ) = 2 sin( π )2255= sin( π ) = 2 sin( π )66e E t E te E t E te E t E t? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ???? ? ? ? ???? ? ? ? ??? ? ta bb c b a c a c b a b a ca cω t = 0 eee eeeee? tIdia0ud??? 圖 計(jì)及換相過(guò)程的三相 橋式 全控整流波形 換相過(guò)程應(yīng)滿足如下方程 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 caB a c Ba c ma c dcddd=dd= 3 s i n( ) 6 s i n( )( 0 )iiL e Ltte E t E ti i IiI? ? ? ?? ????? ? ??? ??????? () 求解 式 的 方程 組， 可以 得出： ? ?? ?aBcdB6= c o s c o s( )26= c o s c o s( )2EitXEi I tX? ? ?? ? ?? ?????? ? ? ??? () 其 中 ， BX 為 交流側(cè)電抗， BB=XL? 。 經(jīng)過(guò)以上分析計(jì)算 ，交流側(cè)電流各段時(shí)間的表達(dá)式可以 用式 與 式 得出 ，以 a 相電流的正半周期為例，其表達(dá)式如下 ： ? ?? ?BBaB6c os c os( ) ( 0 )262 πc os c os( ) ( )23=62 π 2 π 2 πc os( ) c os( ) ( )2 3 3 32 π( π )30EttXEtXiEttXt? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ????? ? ? ????? ? ? ? ??????? ? ? ? ? ? ????????? ? ??? () 對(duì)式 進(jìn)行傅立 葉分解，得到 a 相電流的基波和各次諧波電流有效值的 表達(dá)式分別為： 122 2d1s in 2 s in c o s ( 2 )6=2 π c o s c o s ( )II? ? ? ? ? ?? ? ???? ? ????? () 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 1222B1 1 1 1si n si n si n si n3 2 2 2 22 c os( 2 )π 1 1 1 1nn n n nEIn X n n n n? ? ? ???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ?? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ?? ? ? ? ? ? ? ? ???() 其中， n=6k? 1， k 為正整數(shù)。 計(jì)及直流側(cè)電流脈動(dòng)時(shí)的 情形 考慮 直流側(cè)電流的脈動(dòng)，即考慮直流側(cè)電感量為有限值。 (1) 忽略換相過(guò)程 — Dobinson 法 計(jì)及直流側(cè) 電流 脈動(dòng)時(shí) 其 電流 波形 如圖 所示 。 Idπ6 π2 5π6π 2π0