第3讲 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 UbB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 UcC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30 150 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uaB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uac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 a 30 时 负载电流连续 有 24 a 30 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30 150 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 a 30 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 UbB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 Ucc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