第3章_晶闸管可控整流电路(3).ppt

三相桥式全控整流电路 每60 换相 器件得到触发脉冲 一次 顺序为VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT6 共阴极组VT1 VT3 VT5的换相依次差120 共阳极组VT4 VT6 VT2换相也依次差120 同一相的上下两个桥臂 即VT1与VT4 VT3与VT6 VT5与VT2 换相相差180 uab uac ubc uba uca ucb 三相桥式全控整流电路 电阻负载 0 1 电路特点2 控制角起始位置选取3 换相特点4 分析方法 三相桥式全控整流电路 二 电阻负载 连续 断续 3 4电容滤波不可控整流电路 3 4 1电容滤波的单相不可控整流电路3 4 2电容滤波的三相不可控整流电路 在交 直 交变频器 不间断电源 开关电源等应用场合中 大量应用 最常用的是单相桥和三相桥两种接法 由于电路中的电力电子器件采用整流二极管 故也称这类电路为二极管整流电路 电容滤波的不可控整流电路 3 4 1电容滤波的单相不可控整流电路 1 工作原理及波形分析 图1电容滤波的单相桥式不可控整流电路及其工作波形a 电路b 波形 基本工作过程 在u2正半周过零点至wt 0期间 因u2 ud 故二极管均不导通 电容C向R放电 提供负载所需电流 至wt 0之后 u2将要超过ud 使得VD1和VD4开通 ud u2 交流电源向电容充电 同时向负载R供电 3 4 1电容滤波的单相不可控整流电路 1 工作原理及波形分析 电源电压固定时 d和q仅由乘积wRC决定 2 主要的数量关系1 输出电压平均值整流电压平均值Ud可根据前述波形及有关计算公式推导得出 但推导繁琐 空载时 R 重载时 R 0 Ud逐渐趋近于0 9U2 即趋近于接近电阻负载时的特性 通常在设计时根据负载的情况选择电容C值2 电流平均值输出电流平均值IR为 IR Ud RId IR二极管电流iD平均值为 ID Id 2 IR 23 二极管承受的电压 感容滤波的二极管整流电路实际应为此情况 但分析复杂 ud波形更平直 电流i2的上升段平缓了许多 这对于电路的工作是有利的 感容滤波的单相桥式不可控整流电路及其工作波形a 电路图b 波形 3 4 1电容滤波的单相不可控整流电路 1 基本原理某一对二极管导通时 输出电压等于交流侧线电压中最大的一个 该线电压既向电容供电 也向负载供电 当没有二极管导通时 由电容向负载放电 ud按指数规律下降 图电容滤波的三相桥式不可控整流电路及其波形 3 4 2电容滤波的三相不可控整流电路 a wRC b wRC 在轻载时直流侧获得的充电电流是断续的 重载时是连续的 3 4 2电容滤波的三相不可控整流电路 根据边界条件电流id断续和连续的临界条件wRC 考虑实际电路中存在的交流侧电感以及为抑制冲击电流而串联的电感时的工作情况 电流波形的前沿平缓了许多 有利于电路的正常工作 随着负载的加重 电流波形与电阻负载时的交流侧电流波形逐渐接近 电容滤波的三相不可控整流电路 2 4 2 3 5交流电源回路电感效应 前面在讨论整流电路工作过程和数量关系时 认为换流是瞬间完成的 忽略了交流电源回路的电感 但是 实际交流回路中总要存在一定的电感 如 输电线路的自感 变压器的漏感 专门附加的电感等 在分析其影响时 通常用一个接于变压器出口的等效集中电感表示 由于交流电源回路电感的作用 整流电路的换相不能瞬间完成 存在一个换相过程 各种整流电路都是同一接线组元件间换相 换相过程的等效电路是相同的 现以三相半波为例进行分析 其结论可以推广到其它电路 交流电源回路电感效应 一 三相半波可控整流电路换相过程分析 图中LS为交流电源回路总电感 在无附加电感的条件下 该电感主要是整流变压器的漏感LT 为简化换相过程的分析 假定 大电感负载id Id 忽略回路电阻的影响Rs 0 三相半波可控整流电路换相过程分析 VT1换相至VT2的过程 1 换相过程及波形分析 因a b两相均有漏感 故ia ib均不能突变 换相过程不能瞬间完成 于是VT1和VT2同时导通 相当于将a b两相短路 换相过程中 ib是逐渐增大的 而ia Id ib是逐渐减小的 当ib增大到等于Id时 ia 0 VT1关断 换流过程结束 三相半波可控整流电路换相过程分析 2 换相重叠角 定义 换相过程持续的时间 用电角度g表示 换相重叠角 换相重叠角 交流电源回路电感效应 二 换相过程对半波可控整流电路的影响 换相过程对半波可控整流电路的影响 换相压降 与不考虑变压器漏感时相比 Ud平均值降低的数值 换相过程对半波可控整流电路的影响 变压器漏抗对各种整流电路的影响 表2 2各种整流电路换相压降和换相重叠角的计算 注 单相全控桥电路中 环流ik是从 Id变为Id 本表最后列所列通用公式不适用 三相桥等效为相电压等于的6脉波整流电路 故其m 6 相电压按代入 电源回路电感对整流电路影响的一些结论 出现换相重叠角g 整流输出电压平均值Ud降低整流电路的工作状态增多晶闸管的di dt减小 有利于晶闸管的安全开通有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的di dt换相时晶闸管电压出现缺口 产生正的du dt 可能使晶闸管误导通 为此必须加吸收电路换相使电网电压出现缺口 成为干扰源 思考 电源回路电感对并有续流二极管整流电路是否有影响 考虑变压器漏感时的三相半波可控整流电路波形 返回 考虑变压器漏感时的