【正文】 橋式不可控整流電路及其波形 a) b) O i a u d i d u d u ab u ac 0 ? q w t p p 3 w t 354 在輕載時(shí)直流側(cè)獲得的 充電電流是斷續(xù)的，重載時(shí)是連續(xù)的 ，分界點(diǎn)就是 R= /wC。 假設(shè)在 wt+d =2π/3的時(shí)刻 “ 速度相等 ” 恰好發(fā)生，則有 電流 id 斷續(xù)和連續(xù)的 臨界條件 wRC= 3 3由上式可得 32=+t)]32(t[RC1232=+t2t)(d32s i n6d)(d)]+ts i n (6[dp?w?pwwp?wwpwqw ????????eUtU（ 350） 355 考慮實(shí)際電路中存在的交流側(cè)電感以及為抑制沖擊電流而串聯(lián)的電感時(shí)的工作情況： 電流波形的前沿平緩了許多 ， 有利于電路的正常工作 。 圖 334 考慮電感時(shí)電容濾波的三相橋式整流電路及其波形 a）電路原理圖 b）輕載時(shí)的交流側(cè)電流波形 c）重載時(shí)的交流側(cè)電流波形 b) c) i a i a O O w t w t 356 整流電路的諧波和功率因數(shù) 357 大功率可控整流電路 358 整流電路的有源逆變工作狀態(tài) 逆變的概念 三相橋整流電路的有源逆變工作狀態(tài) 逆變失敗與最小逆變角的限制 359 逆變的概念 1) 什么是逆變 ？ 為什么要逆變 ？ 逆變 （ Invertion） —— 把直流電轉(zhuǎn)變成交流電 ， 整流的逆過程 。 有源逆變電路 —— 交流側(cè)和電網(wǎng)連結(jié) 。 無(wú)源逆變電路 —— 變流電路的交流側(cè)不與電網(wǎng)聯(lián)接 ，而直接接到負(fù)載 ， 將在第 4章介紹 。 既工作在整流狀態(tài)又工作在逆變狀態(tài) ， 稱為 變流電路 。 兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)同極性相接時(shí)，電流總是從電動(dòng)勢(shì)高的流向低的，回路電阻小，可在兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)間交換很大的功率。 為了防止兩電動(dòng)勢(shì)順向串聯(lián) ， Ud極性也必須反過來(lái) ， 即 Ud應(yīng)為負(fù)值 ， 且 |EM | |Ud |， 才能把電能從直流側(cè)送到交流側(cè) ,實(shí)現(xiàn)逆變 。 晶閘管的控制角 a /2， 使 Ud為 負(fù)值 。 欲實(shí)現(xiàn)有源逆變 ， 只能采用 全控 電路 。 p /2 a p時(shí) ， 電路工作在 逆變 狀態(tài) 。 把 a p /2時(shí)的控制角用 p? a = b表示 ， b 稱為 逆變角 。 365 三相橋式電路工作于有源逆變狀態(tài)，不同逆變角時(shí)的輸出電壓波形及晶閘管兩端電壓波形如圖 348所示。 觸發(fā)電路工作不可靠，不能適時(shí)、準(zhǔn)確地給各晶閘管分配脈沖，如脈沖丟失、脈沖延時(shí)等，致使晶閘管不能正常換相。 晶閘管發(fā)生故障，該斷時(shí)不斷，或該通時(shí)不通。 交流電源缺相或突然消失。 換相的裕量角不足，引起換相失敗。 如果 b g 時(shí)（ 從圖 347右下角的波形中可清楚地看到），該通的晶閘管（ VT1）會(huì)關(guān)斷，而應(yīng)關(guān)斷的晶閘管（ VT3)不能關(guān)斷，最終導(dǎo)致逆變失敗。 隨直流平均電流和換相電抗的增加而增大。 值約取為 10?。 A 5% 15?~20? 2) 參照整流時(shí) g 的計(jì)算方法 mUXI Bdpgaa s i n2)c o s (c o s2???（ 3110） （ 3111） 根據(jù)逆變工作時(shí) ，并設(shè) ，上式可改寫成 bpa ?? gb?mUXI Bdpg s i n21c o s2??這樣， bmin一般取 30?~35?。引言 相控電路： 通過控制觸發(fā)角 a的大小即控制觸發(fā)脈沖的 起始相位 來(lái)控制輸出電壓大小 。 晶閘管相控電路 ， 習(xí)慣稱為觸發(fā)電路 。 大 、 中功率的變流器廣泛應(yīng)用的是 晶體管觸發(fā)電路 ， 其中以 同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路 應(yīng)用最多 。 五個(gè)基本環(huán)節(jié)： 脈沖的形成與放大 、 同步環(huán)節(jié)和鋸齒波的形成 、 脈沖移相 、 雙窄脈沖形成 、 強(qiáng)觸發(fā) 。 V4關(guān)斷，無(wú)脈沖 V5和 V6導(dǎo)通， C3的充電電壓為左正右負(fù)，約 30v。 圖 350 同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路 2 2 0 V 3 6 V+BTP+ 15 VAVS+ 15 V 15 V 15 VX Y接封鎖信號(hào)RQutsVD1VD2C1R2R4TSV2R5R8R6R7R3R9R10R11R12R13R14R16R15R18R17RP1ucoupC2C3C3C5C6C7R1RP2V1I1cV3V4V6V5V7V8VD4VD10VD5VD6VD7VD9VD8VD15VD11~ V D14脈沖前沿由 V4導(dǎo)通時(shí)刻確定，脈沖寬度與反向充電回路時(shí)間常數(shù) R11C3有關(guān)。 同步信號(hào)為同步變壓器 。 V2開關(guān)的頻率就是 鋸齒波的頻率 —— 由同步變壓器所接的交流電壓決定 。 V2截止?fàn)顟B(tài)持續(xù)的時(shí)間就是 鋸齒波的寬度 —— 取決于充電時(shí)間常數(shù) R1C1。 376 同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路 3) 移相環(huán)節(jié) Uco Uco 三個(gè)電壓疊加。 只要 V V6有一個(gè)截止 ， 都會(huì)使 VV8導(dǎo)通 ， 有脈沖輸出 。 如 VT1器件的 X端接 VT6器件的 Y端 。 379 集成觸發(fā)器 可靠性高 ， 技術(shù)性能好 ， 體積小 ， 功耗低 ， 調(diào)試方便 。 KJ004 與分立元件的鋸齒波移相觸發(fā)電路相似 ,分為同步 、 鋸齒波形成 、 移相 、 脈沖形成 、 脈沖分選及脈沖放大幾個(gè)環(huán)節(jié) 。 usa1234567111091413128161512345671110914131281615KJ004KJ004 1 5 V+ 15 V12345671110914131281615KJ004RP6 RP3( 1~ 6 腳為 6 路單脈沖輸入)1 2 3 4 5 6 711 10914 13 12816 15KJ 0 4 1( 1 5 ~ 1 0 腳為 6 路雙脈沖輸出)至 VT1usbuscupucoR19R13R20R14R21R15R9R3R6R18R8R2R5R17R7R1R4R16R10R11R12C7C4C1C8C5C2C9C6C3RP4RP1 RP5RP2至 VT2至 VT3至 VT4至 VT5至 VT6圖 353 三相全控橋整流電路的集成觸發(fā)電路 381 集成觸發(fā)器 模擬與數(shù)字觸發(fā)電路 以上觸發(fā)電路為 模擬 的 ， 優(yōu)點(diǎn) ：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、 可靠； 缺點(diǎn) ：易受電網(wǎng)電壓影響 ， 觸發(fā)脈沖不對(duì)稱度較高 ， 可達(dá) 3?~4?， 精度低 。 KJ041內(nèi)部是由 12個(gè)二極管構(gòu)成的 6個(gè)或門 。 382 觸發(fā)電路的定相 觸發(fā)電路的定相 —— 觸發(fā)電路應(yīng)保證每個(gè)晶閘管觸發(fā)脈沖與施加于晶閘管的交流電壓保持固定 、 正確的相位關(guān)系 。 觸發(fā)電路定相的關(guān)鍵是確定同步信號(hào)與晶閘管陽(yáng)極電壓的關(guān)系 。 圖 355 同步變壓器和整流變壓器的接法及矢量圖 384 觸發(fā)電路的定相 表 34 三相全控橋各晶閘管的同步電壓（采用圖 359變壓器接法時(shí)） 晶閘管 VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT6 主電路電壓 +ua uc +ub ua +uc ub 同步電壓 usa +usc usb +usa usc +usb 為防止電網(wǎng)電壓波形畸變對(duì)觸發(fā)電路產(chǎn)生干擾 ， 可對(duì)同步電壓進(jìn)行 RC濾波 ， 當(dāng) RC濾波器滯后角為 60?時(shí) ， 同步電壓選取結(jié)果如表 35所示 。 386 本章小結(jié) 4) 可控整流電路的有源逆變工作狀態(tài) ， 重點(diǎn)掌握產(chǎn)生有源逆變的條件 、 三相可控整流電路有源逆變工作狀態(tài)的分析計(jì)算 、逆變失敗及最小逆變角的限制等 。重點(diǎn)熟悉鋸齒波移相的觸發(fā)電路的原理，了解集成觸發(fā)芯片及其組成的三相橋式全控整流電路的觸發(fā)電路，建立同步的概念，掌握同步電壓信號(hào)的選取方法 。 u 2 u a u b u c O w t O w t O w t O w t O w t u G u d u ab u ac w t 1 i VT 1 u VT 1 u ac a) R 388 w w t t w t w t a =60176。 i VT 1 u VT 1 I 決定導(dǎo)通規(guī)律！ 390 圖 320 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載a= 30 ?時(shí)的波形 w w w w u d1 u d2 a = 30176。 u d1 u d2 u d u ac u ac u ab u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac u a Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ u b u c O t w t 1 O t O t u VT 1 392 圖 322 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載a= 90 ?時(shí)的波形 u d1 u d2 u d u a u b u c u a u b w t O w t O w t O w t O w t O i a i d u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac u bc u ba i VT 1 393 圖 323 三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載a= 0 ?時(shí)的波形 u d1 u 2 u d2 u 2L u d i d w t O w t O w t O w t O u a a = 0176。 u d2 u d u ab u ac u bc u ba u ca u cb u ab u ac Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ w t O w t O w t O w t O i d i a w t 1 u a u b u c 395 圖 325 三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載a= 90 ?時(shí)的波形 a = 90176