第二节 三相半波可控整流电路

可控整流电路 三相半波可控整流电路 第二节三相半波可控整流电路 单相可控整流电路特点 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 带平衡电抗器双反星形等 三相可控整流电路 引言 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 第二节三相半波可控整流电路一 电阻性负载 电路结构 1 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 2 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 第二节三相半波可控整流电路一 电阻性负载 一 波形1 控制角 0 相当于三个整流管情况相当于三个整流管情况 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 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 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 o工作小结 在共阴极电路中 那相电压最高 则该相绕阻的整流管导通 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 t1 t2 t3 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 的起点 即 0 三相半波可控整流 电阻性负载 一 波形1 控制角 30 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 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 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 30 时工作小结 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 第二节三相半波可控整流电路一 电阻性负载 一 波形1 控制角30 1502 以 60为例 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 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 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 30o 150o时工作小结 负载电流断续 晶闸管导通角小120 晶闸管的电压波形 由6段组成 0 ua uab ua ua ua c 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 平均电压计算 整流电压平均值的计算a 30 时 负载电流连续 有 当a 0时 Ud最大为 Ud Udo 1 17U2 平均电压计算 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 此时有 当a 150 时 Ud等于零 也说明最大导通角只能是150 电压量关系图 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 晶闸管电压额定值计算 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 晶闸管电流额定值计算 1 30时2 30 150时3 150时 电流量关系图 电感性负载 设L足够大id连续 导通角 120度 电感性负载 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 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 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 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 平均电压计算 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 当a 0时 Ud最大 为Ud Udo 1 17U2当a 90时 Ud为零所以移相范围内90o 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 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 电压关系图 Ud U2与a成余弦关系 如图中的曲线所示 阻感负载下三相半波可控整流电路 特点 阻感负载 L值很大 id波形基本平直 a 30 时 整流电压波形与电阻负载时相同 a 30 时 如a 60 时的波形如图2 16所示 u2过零时 VT1不关断 直到VT2的脉冲到来 才换流 ud波形中出现负的部分 id波形有一定的脉动 但为简化分析及定量计算 可将id近似为一条水平线 阻感负载时的移相范围为90 二 电感性负载 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 只有当移相角为150度时 正负面积为零 此时Ud为零 二 电感性负载 三 电感量较小时输出电压的平均值计算 与单相全桥类似P23 式2 10 计算项一样 输出周期不一样全桥时周期为 三相半波时为2 3计算结果所以有个3 2倍数关系由于触发角起点定义的差别 相位上相差30 二 电感性负载 三 电感量较小时Ud U2与 关系曲线终止于150度 二 电感性负载 三 电感量较小时控制特性与单相桥式相类似P24页比例不一样纵坐标 3 2横坐标 30度 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 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 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 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 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 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