三相桥式全控整流电路

1、1主电路的原理1.1主电路其原理图如图1所示VT3 VT5Lco匚2VT6 VT2R 二E=60VX(MEdVT4图1三相桥式全控整理电路原理图习惯将其中阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1、VT3 VT5）称为共阴极组； 阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4 VT6 VT2）称为共阳极组。此外，习惯上 希望晶闸管按从1至6的顺序导通，为此将晶闸管按图示的顺序编号，即共阴 极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT1、VT3 VT5,共阳极 组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT4 VT6 VT2从后面的 分析可知，按此编号，晶闸管的导通顺序为VT1 VT2- VTA VT4

2、- VT5- VT61.2主电路原理说明整流电路的负载为带反电动势的阻感负载。假设将电路中的晶闸管换作二 极管，这种情况也就相当于晶闸管触发角a =0时的情况。此时，对于共阴极组 的3个晶闸管，阳极所接交流电压值最高的一个导通。而对于共阳极组的3个晶闸管，则是阴极所接交流电压值最低（或者说负得最多）的一个导通。这样， 任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个晶闸管处于导通状态，施加于负载上的电压为某一线电压。此时电路工作波形如图 2所示。如kUaUbUcf I/)八、I X/0C11|tl i /|/ i| f i /1| | f(lJ t11ifiii 、ii!ifin；iv!v!vi； ! i

3、 ;:ii(iiiIi*ii1 Uab Ua1 Ubc1 UbaDca1UqI?iUab111/i / i */ i i / ,* /i/ , 叮、/ /1/n /ii 1 i * X 1 X 1 X 1*iX 11X1lx1X*Y)1 i 17J111 1/11J t1/ 1 1*Q:*11/11ff 1 tl fd/ il l f d1f 1/Jf和d*J/ ! )； ! X ! ?! X : X： ； X； ” Xt 1 tl j l1 jr 1 / t j M 1 jj l / *1 * * | / l f X x J 1 r / V.I ；J / J/Y人屮仁-卞一hY卜-人只. .

4、1 . 1idJ11111.1i11k Ii1IIi 1 ；-IllII11111IlliIIB11il110IllII111II1二|)|II|1!|i J L= “ 1 _ 11 VTi111j11 1 1 IIIi11J|11 1 11 1 111f10GJ t图 2反电动势a =0时波形a =0时，各晶闸管均在自然换相点处换相。由图中变压器二绕组相电压与 线电压波形的对应关系看出，各自然换相点既是相电压的交点，同时也是线电 压的交点。在分析ud的波形时，既可从相电压波形分析，也可以从线电压波形 分析。从相电压波形看，以变压器二次侧的中点n为参考点，共阴极组晶闸管导通时，整流输出电压ud

5、1为相电压在正半周的包络线；共阳极组导通时，整流输出电压ud2为相电压在负半周的包络线，总的整流输出电压ud = ud1 ud2是两条包络线间的差值，将其对应到线电压波形上，即为线电压在正半周 的包络线。直接从线电压波形看，由于共阴极组中处于通态的晶闸管对应的最大（正 得最多）的相电压，而共阳极组中处于通态的晶闸管对应的是最小（负得最多） 的相电压，输出整流电压ud为这两个相电压相减，是线电压中最大的一个，因 此输出整流电压ud波形为线电压在正半周的包络线。由于负载端接得有电感且电感的阻值趋于无穷大，电感对电流变化有抗拒 作用。流过电感器件的电流变化时，在其两端产生感应电动势Li，它的极性事阻

6、止电流变化的。当电流增加时，它的极性阻止电流增加，当电流减小时，它 的极性反过来阻止电流减小。电感的这种作用使得电流波形变得平直，电感无 穷大时趋于一条平直的直线。为了说明各晶闸管的工作的情况，将波形中的一个周期等分为6段，每段为60,如图2所示，每一段中导通的晶闸管及输出整流电压的情况如表所示。由该表可见，6个晶闸管的导通顺序为 VT1 VT2 VTA VT4 VT5- VT6表1三相桥式全控整流电路电阻负载a=0时晶闸管工作情况时段InIVV共阴极组中 导通的晶闸管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共阳极组中 导通的晶闸管VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流输出电压ua-u bua-

7、ucub- u cub- u auc- u auc-u bJd=uab=uac=ubc=uba=uca=ucb图3给出了 a =30时的波形。从3 t1角开始把一个周期等分为6段，每段为60与口 = 0时的情况相比，一周期中ud波形仍由6段线电压构成，每一 段导通晶闸管的编号等仍符合表1的规律。区别在于，晶闸管起始导通时刻推 迟了 30,组成ud的每一段线电压因此推迟30，ud平均值降低。晶闸管电压 波形也相应发生变化如图所示。图中同时给出了变压器二次侧a相电流ia 的波形，该波形的特点是，在 VT1处于通态的120期间，ia为正，由 于大电感的作用，ia波形的形状近似为一条直线，在 VT4处

8、于通态的120期间, ia波形的形状也近似为一条直线，但为负值。idJ111tl11411111111,1!411i1|111|11ii1t1t1,14)40rii111!i11l1-I1lIII|I11II3 兀图3 a =30时的波形由以上分析可见，当aW 60时，Ud波形均连续，对于带大电感的反电动 势，i d波形由于电感的作用为一条平滑的直线并且也连续。当a60时，如a二90时电阻负载情况下的工作波形如图 4所示，ud平均值继续降低，由于电 感的存在延迟了 VT的关断时刻，使得ud的值出现负值，当电感足够大时，ud 中正负面积基本相等，ud平均值近似为零。这说明带阻感的反电动势的三相桥

9、 式全控整流电路的a角的移相范围为 90度。i =90Uar-*,4JbUe尹* qD0r 1tF7M0Ll4：i iii：ni!iv：v!vi：iiiiiiiiiI 卜 Jtlab |Uac UbcUb-a ,Uca, Ucbjuab Uac ：决尺；心：阳：， VMvKM%:CJ t03 tx X，*jV八mvf、才,/i/f W/ 图4 a = 90时的波形2各参数的计算2.1输出值的计算三相桥式全控整流电路中，整流输出电压 的波形在一个周期内脉动 6 次，且每次脉动的波形相同，因此在计算其平均值时，只需对一个脉 波（即1/6周期）进行计算即可。此外，因为所以电压输出波形是连续的，以线电

10、压的过零点为时间坐标的零点，可得整流输出电压连续时牛=*127屈血(砂= 2.34Z72cosa的平均值为。(4-1)2.2输出波形的分析时的输出波形如图11所示图11整流电路的输出波形如图11所示，从3 t1时刻开始把一个周期等分为 6份，在Wt1时刻 共阴极组VT1晶闸管接受到触发信号导通，此时阴极输出电压Ud1为幅值最大的a相相电压；到 Wt2时刻下一个触发脉冲到来，此时a相输出电压降低，b相输出电压升高，于是阴极输出电压变为b相相电压;到Wt3时刻第三个脉冲到来，晶闸管 VT1关断而晶闸管VT2导通，输 出电压为此时最高的 c相相电压；重复以上步骤，即共阴极组输出电 压Ud1为在正半周的包络线。共阳极组中输出波形原理与共阴极组一样，只是每个触发脉冲比 阴极组中脉冲相差180度。6个时段的导通次序如表1所示一样，只是 Wt1从零时刻往后推迟30度而已。这样就得出最后输出整流电压为共 阴极组输出电压与共阳极组输出电压的差即Ud=Ud1-Ud2(4-9)而由于电路中大电感 L的作用，输出的电流为近似平滑的一条直 线。图中同时给出了变压器二次侧a相电流ia的波形，该波形的特点是，在VT1处于通态的1200期间，ia为正，由于大电感的作用，ia波 形的形状近似为一条直线，在 VT4处于通态的120。期间，ia波形的形 状也近似为一条直线，但为负值。3逆