三相桥式电路要点.ppt

,半导体变流技术,第三章三相可控整流电路,第一节三相半波可控整流电路第二节三相桥式全控整流电路第三节三相桥式半控整流电路第四节带平衡电抗器的双反星可控整流电路第五节整流电路的换相压降与外特性第六节晶闸管可控整流供电的直流电动机机械特性,半导体变流技术,第一节三相半波可控整流电路,三相半波（三相零式）不可控整流电路,三相半波整流电路，任何时刻只有瞬时阳极电压最高的一相管子导通，按电源的相序，每管轮流导通120度.变压器二次相电压正半周相邻波形的交点,称为自然换流点（换相点）。,半导体变流技术,工作原理：1.t1t2期间：uU瞬时值最高，二极管VD1导通，忽略二极管正向导通压降，U点与K点同电位，K点电位也最高，使VD2、VD3受反压而截止。2.t2t3期间：VD2导通，VD1、VD3受反压而截止。3.t3t4期间：VD3导通，VD1、VD2受反压而截止。,半导体变流技术,波形,1),数量关系：,2)整流二极管承受最大反向电压为电源线电压的峰值。,半导体变流技术,三相半波可控整流电路(电阻性负载),将二极管换成晶闸管即成为三相半波可控整流电路。以对应的自然换流点为起算点。,原理图,半导体变流技术,1）0o30o时：每个晶闸管始终轮流导通120o，=30o时，负载端电压处于临界连续状态。2）30o150o时：负载端电压出现断续，T120o,=60o时，T=90o。3)=150o时，Ud=0。所以的移相范围为0150o。,电阻性负载工作原理：,半导体变流技术,波形,三相半波可控整流电路阻性负载波形图,半导体变流技术,2数量关系：1）（0o30o）（30o150o）2)3)4),半导体变流技术,2数量关系：1）（0o30o）（30o150o）2)3)4),半导体变流技术,2）当30o时，VT1管导通到时，其阳极电压已过零开始变负，由于电流减小，在电感L上产生感应电动势的作用，使VT1仍处于正向电压而继续导通，直到t2时刻，Ug2触发VT2管导通，VT1才承受反压被关断，使波形出现部分负压。因此，各相晶闸管导通120度，从而保证了电流连续。3）=90o时，ud0，此时电压波形正负面积相等，所以的移相范围为090o。,电感性负载工作原理：,1）当30o时，波形与纯电阻时一样。,半导体变流技术,数量关系：,1.,2.,3.,半导体变流技术,第二节三相桥式全控整流电路,共阴极接法,共阳极接法,半导体变流技术,工作原理：,1、0o,负载端要有输出电压，必须共阴极和共阳极组各有一晶闸管导通，对共阴极组，其输出电压波形是三相相电源波形的正半周包络线。对共阳极组，其输出电压波形是三相相电源波形的负半周包络线。在三相线电压波形上是正半部分包络线。,波形,半导体变流技术,2、0o时：,右图为30o、60o、90o波形,半导体变流技术,60o时，ud波形均为正值；60o90o时，由于Ld作用，ud波形出现负值，90o时，正负面积相等，ud=0。,波形说明：,半导体变流技术,数量关系：,1、2、3、4、,半导体变流技术,结论：1、移相范围0o90o2、60o时，负载端电压连续。3、负载端电压为线电压。对触发脉冲要求：三相桥式全控整流电路在任何时刻必须保证两个晶闸管同时导通才能形成回路，为保证整流装置能启动工作，或在电流断续后能再次导通，必须对两组中应该导通的一对晶闸管同时加触发脉冲。一种是宽脉冲，一种是双窄脉冲。,半导体变流技术,第三节三相桥式半控整流电路,电阻性负载：,Rd,半导体变流技术,60o时(=30o为例）,负载上得到三个间隔波头完整三个波头缺角的脉动波形。=60o时，波头刚好维持连续。所以：,三相桥式半控整流电路=30o波形,半导体变流技术,6001800时（=120o为例）,VT1管在uUW电压的作用下,t1开始导通，到t2时刻U相相电压为0时VT1管仍不会关断，因为使VT1管正向寻通的不是相电压而是线电压，到t3时刻uUW=0,VT1才关断。在t3t4期间，门极无触发脉冲，故VT3不导通，波形出现断续。,=120o电压波形,半导体变流技术,感性负载：,为了避免失控现象，在三相桥式半控整流电路带电感性负载时，必须并联续流管。接续流管后，只有当60o时续流管才流过电流，这时晶闸管，整流二极管以及续流管电流可参照三相半波电路进行计算。,半导体变流技术,三相半控桥式与三相全控桥式整流电路比较,（一）三相全控桥能工作于有源逆变状态，而三相半控桥不能工作于逆变状态。（二）三相全控桥式整流电路输出电压脉动小，在同样的脉动要求下，全控桥式整流电路要求平均电感器的电感量可小些。（三）三相半控桥式整流电路只需三套触发电路，不需要宽频脉冲或双窄脉冲触发，因此线路简单经济，调整方便。（四）三相全控桥式整流电路的动态响应比半控桥式整流电路好。,半导体变流技术,第四节带平衡电抗器的双反星可控整流电路,平衡电抗器：一个带中心抽头的铁心线圈，抽头两侧的匝数相等，两边电感量相等，在任一边线圈中有交变电流流过时，两边均会有大小相同、方向一致的感应电动势产生。,双反星形变压器：整流变压器具有两组二次绕组，且都接成星形，但两绕组接到晶闸管同名端相反，画出电压矢量图是两个相反的星形。,半导体变流技术,双反星形三相变压器,带平衡电抗器的双反星可控整流电路,半导体变流技术,平衡电抗器的作用：,平衡电抗器的作用使流过整流元件与变压器二次电流的波形系数降低，再输出同样直流电流时，可使二极管或晶闸管的额定电流减小并提高变压器的利用率，在大电流输出时，晶闸管可少并联或不并联。,半导体变流技术,双反星形带平衡电抗器可控整流电路：,阻性负载：,160o时，波形连续，260o时，波形断续，3移相范围为120o。,半导体变流技术,带平衡电抗器的双反星形可控整流电路阻性负载波形（a:=30o时,b:=60o时）,半导体变流技术,感性负载：,160o时，波形不出现负电压，同阻性负载。260o90o时,波形出现负电压.。3=90o时,Ud0。,半导体变流技术,双反星形带平衡电抗器可控整流电路感性负载=90o波形,半导体变流技术,带平衡电抗器的双反星形可控整流电路特点,1、双反星形电路是两组三相半波整流电路的并联，输出整流电压波形与六相半波整流时一样，所以脉动情况比三相半波整流小得多。,2、由于同时有两相导通，整流变压器磁路平衡，不像三相半波整流，存在直流磁化的问题。,半导体变流技术,带平衡电抗器的双反星形可控整流电路特点：,3、与六相半波整流相比，整流变压器二资助绕组利用率提高了一倍，所以在输出同样的直流电流时，变压器的容量比六相半波整流时要小。4、每一整流元件承担负载电流的一半，导电时间比三相半波整流时增加了一倍，提高了整流元件承受负载的能力。,半导体变流技术,第五节整流电路的换相压降与外特性,换相压降：换相过程中产生的一个压降。,原因：整流变压器漏抗存在的结果。,半导体变流技术,工作原理,在换相过程t1t2期间，VT1，VT3同时导通，A，C两相同时导通，相当与A，C两相线间短路，产生一个假想的短路电流ik（图中虚线所示），C相电流ic=id-ik,随着ik的增大而不断的减小；而A相电流ia=ik将不断增大，当ia增大到Id即ic下降为零时，VT3关断，VT1电流达到Id，完成了C相到A相之间的换流。在换流期间，直流输出电压的波形是换流的两相电压的平均值。与不考虑漏抗相比，输出电压波形减少了一块面积，这块减少面积是由负载电流Id换相引起的，相当于Id在某电阻上产生了一个压降，称换相压降。,半导体变流技术,换相压降,=,=,=,=,一般地,M：可控整流一个周期的换相次数。,半导体变流技术,换相重叠角,定义：换相期间，两个相邻晶闸管同时导通所对应的电角度，用表示。,大小：,M：可控整流一个周期的换相次数。,半导体变流技术,可控整流电路的外特性:,Udo:0时空载直流输出电压。Ri:整流桥式内阻。U：一个晶闸管的正向导通压降。,半导体变流技术,第六节晶闸管可控整流供电的直流电动机机械性,电流连续时直流电动机的机械特性,电流连续时的机械特性,半导体变流技术,1.虚线部分是假定电流连续时画出的，实际上Id很小时，电流id会变得不连续。2.由于存在换相等效电阻，所以晶闸管供电时的机械特性比直流发电机供电时要软一些,说明：,半导体变流技术,电流断续时直流电动机的机械特性,电