电力电子技术-可控整流电路-三相半波.ppt

一 波形1 控制角 0 相当于三个整流管情况 三相半波可控整流电路 一 电阻性负载 共阴极电路 相电压最高则导通 其余两相上的整流管承受反压而截止ud波形为三相相电压的包络线 每相序每管依次导通120度二极管换相时刻 三相相电压正半周波形的交点 为自然换相点 是各相晶闸管能触发导通的最早时刻 将其作为计算各晶闸管触发角a的起点 即a 0 2 一 波形2 控制角 30o 三相半波可控整流电路 一 电阻性负载 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 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 3 一 波形3 控制角30 150 三相半波可控整流电路 一 电阻性负载 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 uac ua 4 移相范围150 一 电阻性负载 三相半波可控整流电路 5 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 三相半波可控整流电路 一 电阻性负载 二 基本数量关系 6 整流电压平均值的计算 a 30 时 负载电流断续 晶闸管导通角减小 当a 150 时 Ud等于零 也说明最大移相角只能是150 三相半波可控整流电路 一 电阻性负载 二 基本数量关系 7 控制特性 三相半波可控整流电路 一 电阻性负载 二 基本数量关系 8 第二节三相半波可控整流电路 一 电阻性负载 二 基本数量关系 负载电流平均值 晶闸管电流平均值 轮流导通 所以平均值为负载的三分之一 9 晶闸管电压额定值计算 晶闸管承受的最大反向电压 晶闸管阳极与阴极间的最大正向电压 三相半波可控整流电路 为变压器二次线电压峰值 等于变压器二次相电压的峰值 10 晶闸管电流有效值当 30 时当30 150 时当 150 时 晶闸管电流额定值计算 三相半波可控整流电路 变压器次绕组电流有效值 11 电流量关系图 三相半波可控整流电路 同样的平均直流输出电流 移相角越大 晶闸管 变压器绕组电流有效值越大 12 三相半波可控整流电路阻性负载感性负载 三相半波可控整流电路 13 设L足够大 id连续导通角 120度 二 电感性负载 三相半波可控整流电路 14 一 波形a 30 时 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 二 电感性负载 三相半波可控整流电路 15 一 波形a 30 时 二 电感性负载 三相半波可控整流电路 以a 60 为例进行分析 16 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继续导通A相电流为id 其余为零 三相半波可控整流电路 17 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电压变为零后 Tb继续导通 a相承受Ua UbB相电流为id 其余为零 三相半波可控整流电路 18 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电压变为零后 Tc继续导通 a相承受Ua Ucc相电流为id 其余为零 三相半波可控整流电路 19 当a 0 时 Ud最大 为当a 90 时 Ud为零移相范围 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 三相半波可控整流电路 二 基本数量关系 二 电感性负载 20 控制特性Ud U2与a成余弦关系 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 三相半波可控整流电路 21 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 二 电感性负载 三相半波可控整流电路 22 晶闸管电压额值计算 晶闸管最大正 反向电压峰值均为变压器二次线电压峰值 三相半波可控整流电路 23 三 电感量较小时L较小或 较大时 电感储能少 不能保持电感电流连续 电流出现断续 移相范围超出90度 极限情况移相角可为150度时 此时Ud为零 三相半波可控整流电路 二 电感性负载 24 三 电感量较小时Ud U2与 关系曲线图2 11终止于150度 第二节三相半波可控整流电路 二 电感性负载 25 三相半波可控整流电路 三 整流变压器容量 26 整流变压器容量与整流功率 整流功率Pd UdId 即整流器给负载提供的功率变压器容量S 变压器的容量原副边一般不等 取其平均值变压器传递交流分量 将次级电流的交流分量提取即可得原边电流 三相半波可控整流电路 27 副边电流波形副边电流的交流分量原边电流的计算 整流变压器容量与整流功率 三相半波可控整流电路 28 变压器次级容量变压器初级容量 假设变比为1 1 变压器容量 整流变压器容量与整流功率 三相半波可控整流电路 29 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触发导通以a 30 为例说明 三相半波可控整流电路 四 三相半波共阳极可控整流电路 30 Tc导通时刻 在三相电压负半周波形的交点后 角处触发C相最低电压为c相 所以c相SCR导通 三相半波可控整流电路 31 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 三相半波可控整流电路 32 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 三相半波可控整流电路 33 三个SCR的阳极相连 输出电压的负端零线 输出电压的正端只在相电压为负时触发导通最低相触发导通自然换相点 三相负半波的交点Ud 1 17U2cos 大电感负载 四 三相半波共阳极可控整流电路 三相半波可控整流电路 34 三相半波可控整流电路的特点与总结 三相半波可控整流电路 35 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的设备上 三相半波可控整流电路 36 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 第二节三相半波可控整流电路 37 工作特性 SCR承受的最大电压 线电压峰值 移相范围 150 90 大电感负载 共阴极电路 只在相电压为正时触发导通自然换相点 三相正半波的交点 共阳极电路 只在相电压为负时触发导通自然换相点 三相负半波的交点 电流连续时 Ud 1 17U2cos 三相半波可控整流电路 38 习题 例1 题2 9 在三相半波可控整流电路中 如果触发脉冲出现在自然换相点之前 会出现什么现象 电路能否正常换相 试画出电阻性负载和电感性负载时的ud的波形 39 例 图为三相半波可控整流电路 负载为大电感性 已知U2 200V R 10 60 负载端接续流二极管D 画出id ud iT及iD波形 并计算输出电压电流平均值Ud Id 电感L电压平均值UL及晶闸管和续流二极管D电流有效值IT和ID 40 波形分析 41 例1 题2 3 如图所示具有变压器中心抽头的单相双半波可控整流电路 请画出 45 时电阻性负载及大电感负载下 输出电压ud和SCR承受的电压uT波形 42 43 如图所示为带续流二极管的单相双半波可控整流电路 大电感性负载 已知 U2 220V R 20 60 1 画出ud id Id iT1 uT1波形 2 试计算晶闸管电流电压定额 考虑安全裕量为2 选择型号 3 计算续流二极管电流平均值和有效值 4 电感电压平均值 例2 题2 4 44 单相桥式半控整流电路接电阻性负载 要求输出整流电压0 100V连续可调 30V以