可控整流电路2(三相半波.ppt

电力电子技术 可控整流电路,2,2.2 三相可控整流电路,单相可控整流电路,优点：元件少，电路简单,缺点：Ud脉动较大，三相电网不平 衡，仅适于小容量设备,三相可控整流电路,三相半波,三相桥式,带平衡电抗器双反星形等,3,交流测由三相电源供电。 负载容量较大，或要求直流电压脉动较小、容易滤波。 基本的是三相半波可控整流电路，三相桥式全控整流电路应用最广,三相交流电数学表达式为：,4,5,交流测由三相电源供电。 负载容量较大，或要求直流电压脉动较小、容易滤波。 基本的是三相半波可控整流电路，三相桥式全控整流电路应用最广,三相交流电数学表达式为：,6,2.2.1 三相半波可控整流电路,一、 电路结构:,变压器二次侧接成星形得到零线，而一次侧接成三角形避 免3次谐波流入电网 三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，其阴极连接在一 起共阴极接法,7,控制角=0 (相当于三个整流管情况) 自然换相点,二、工作原理,1. 电阻性负载,8,Ta导通时刻,在三相相电压正半周波形的交点t1处触发 最高电压为a相，所以a相SCR导通,9,Tb导通时刻,在三相相电压正半周波形的交点t2处触发 最高电压为b相，所以b相SCR导通 a相承受Ua-Ub,10,Tc导通时刻,在三相相电压正半周波形的交点t3处触发 最高电压为c相，所以c相SCR导通 a相承受Ua-Uc,11,控制角=30,12,Ta导通时刻,在换相角等于30度时Ta触发导通 A相电流为id，其余为零 当其电压变为零时，正好触发B相,13,Tb导通时刻,Tb在换相角等于30度时触发导通，a相承受Ua-Ub B相电流为id，其余为零,14,Tc导通时刻,Tc在换相角等于30度时触发导通，a相承受Ua-Uc C相电流为id，其余为零,15,相晶闸管的电压波形，由3段组成： 0，uab，uac ，最大电压为线电压峰值(1.414UL)。 增大值，输出整流波形后移，每管依次导通120度； =30时，负载电流处于连续和断续之间的临界状态,30时工作小结,16,控制角 30150 以60为例,17,Ta导通时刻,Ta导通在换相角等于60度时触发导通 当其电压变为零时，Ta自然关闭 A相电流为id，其余为零,18,Tb导通时刻,Tb在换相角等于60度时触发导通，a相承受Ua-Ub 当Tb电压变为零时， Tb自然关闭,此时a相晶闸管承受电压ua B相电流为id，其余为零,19,Tc导通时刻,Tc在换相角等于60度时触发导通，a相承受Ua-Uc 当Tc电压变为零时， Tc自然关闭,此时a相承受电压为ua c相电流为id，其余为零,20,负载电流断续； 晶闸管导通角小于120； 晶闸管的电压波形由6段组成： 0，ua,uab，ua,ua,uac,30 150时工作小结,21,导通角与电流连续关系,30时，输出电压ud和id波形出现断续，各相晶闸管导通小于120,22,SCR承受的最大电 压： 线电压峰值 移相范围： 150,工作波形小结,23,平均电压计算,当a=0时，Ud最大，为,整流电压平均值的计算,a30时，负载电流连续，有：,24,a30时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有：,当a=150时，Ud等于零，也说明最大导通角只能是150 ,25,电压量关系图,26,负载电流计算,负载电流平均值为,晶闸管轮流导通，所以平均值为负载的三分之一,27,晶闸管电压额定值计算,晶闸管承受的最大反向电压，为变压器二次线电压峰值，即,晶闸管阳极与阴极间的最大正向电压等于变压器二次相电压的峰值，即,28,晶闸管电流有效值即为变压器次绕组电流有效值 当30时 当30150时 当=150时,晶闸管电流额定值计算,29,电流量关系图,30,例：某电解装置系电阻性负载，要求输出电压d=220V,输出电流Id=400A,采用经整流变压器的三相半波可控整流电路,电源是三相380V的交流电网,考虑 ,估算此时整流变压器的二次容量,并与 的二次容量比较,然后加以说明。,31,解：由于 整流输出平均电压为,则,变压器二次相电流有效值,32,则,33,说明可控整流电路的设计，应尽量在较小的控制角下运行。这样，在输出同样大小负载电流时，使整流晶闸管电流和变压器二次电流、电压有效值较小，可以降低器件和变压器的额定容量。,34,二.电感性负载,设L足够大，id连续；导通角：120度；,35,整流电压波形与电阻负载时相同。 导通角： 120度； SCR承受最大电压：线电压峰值,a30时：,36,Ta导通在换相角等于60度时触发导通 当其电压变为零时，Ta继续导通 A相电流为id，其余为零,a 30时：,37,Tb在换相角等于60度时触发导通，a相承受Ua-Ub 当Tb电压变为零后，Tb继续导通，a相承受Ua-Ub B相电流为id，其余为零,38,Tc在换相角等于60度时触发导通，a相承受Ua-Uc 当Tc电压变为零后，Tc继续导通，a相承受Ua-Uc c相电流为id，其余为零,39,平均电压计算,当a=0时，Ud最大，为 当a=90时，Ud为零 所以移相范围内90,整流电压平均值的计算,在电流连续条件下，晶闸管导通120时，,40,晶闸管电流额值计算,变压器二次电流即晶闸管电流的有效值为,晶闸管的额定电流为,41,晶闸管最大正、反向电压峰值均为变压器二次线电压峰值,三相半波的主要缺点在于其变压器二次电流中含有直流分量，为此其应用较少。,42,电压关系图,Ud/U2与a成余弦关系，如图中的曲线所示,三相半波可控整流电路Ud/U2随a变化的关系 1电阻负载 2电感负载,43,三相半波共阳极可控整流电路,三个SCR的阳极相连 输出电压的负端 零线-输出电压的正端 相电压最低的SCR触发导通,44,Ta导通时刻,在三相相电压负半周波形的交点后角处触发 最低电压为a相，所以a相SCR导通,45,Tb导通时刻,在三相相电压负半周波形的交点后角处触发 最低电压为b相，所以b相SCR导通,46,Tc导通时刻,在三相相电压负半周波形的交点后角处触发 最低电压为c相，所以c相SCR导通,47,三相半波可控整流电路特点,电路简单： SCR元件少，接线简单，只需三套触发电路， 控制较容易。 变压器利用率低 变压器每绕组只有三分之一周期流过电流，存在直流磁势（直流偏磁），须加大变压器铁心的截面积（为避免铁心饱和），故该电路一般用于中小容量