节励磁系统中整流电路PPT学习教案

1、会计学1 节励磁系统中整流电路节励磁系统中整流电路 第1页/共41页 n如果如果不可控硅不可控硅整流元件整流元件换成换成可控硅可控硅整流元件整流元件, 变变 成成全控整流桥电路全控整流桥电路。 n三相全控桥三相全控桥:输出直流电压的输出直流电压的纹波小纹波小,能够实现能够实现逆逆 变灭磁变灭磁；但但使用可控硅使用可控硅元件多元件多,控制电路控制电路复杂复杂。 第2页/共41页 , 元件元件施加反向电压施加反向电压。 n因此，对于因此，对于共阴极型半控桥式共阴极型半控桥式 整流电路整流电路，在有触发脉冲的前在有触发脉冲的前 提下提下,阳极电压最高的阳极电压最高的可控硅可控硅晶晶 闸管闸管元件元件

2、和阴极电压最低的和阴极电压最低的不不 可控整流器可控整流器元件元件导通导通。 第3页/共41页 第4页/共41页 图=30 =60 60 第5页/共41页 第6页/共41页 第7页/共41页 + - R f ea eb ec V1 V3 V5 V4 V6 V2 一、三相桥式不可控整流电路 eaeceb t e ab ac bc ba ca cbab acbc 16 12 32 34 54 56 16 12 32 u t 1 工作原理 共阴极连接的二 极管，在t=30- 150之间是V1 导通 ，V3、V5 承受反压 而关断；在 t=150-270之间 是V3导通；在 t=270-390 之间

3、是V5 导通。 共阳极连接的二 极管，在t=90- 210之间是V2 导通 ，V4、V6 承受反压 而关断；在 t=210-330之间 是V4 导通；在 t=330-450 之间 是V6 导通。 第8页/共41页 2 输出电压:负载电压U是线电压波形的包络线，以2/6为其脉动周期，输出空载电压平均值为 ab a a aa ba E E ttE tdtEtE tdeeU 35. 1 34. 2 3 2 coscos 2 26 3 2 sinsin2 2 6 2 6 2 6 2 6 2 6 第9页/共41页 R f ea eb ec VS1VS3VS5 V4 V6 V2 V 二、三相桥式半控整流电

4、路二、三相桥式半控整流电路 （一）工作原理 第10页/共41页 eaeceb t e ug abac bc ba ca cb ab acbc 16 12 32 34 54 56 16 12 32 t u t 脉冲控制角=0 1 35 t1时刻时刻,ua =uc 为为A相的相的=0 触发触发VS1,根据整根据整 流管正负极间流管正负极间 正向电压最大正向电压最大 一相导通的原一相导通的原 理理,ub最低最低, 输出输出uab0 V4 V6V2在自然在自然 换相点换相点246换相换相, 波形连续。波形连续。 第11页/共41页 Rf e a e b e c VS1VS3VS 5 V4 V6 V2

5、V 脉冲控制角=30 6 5 2 2 6 3 2 1 tdeetdeeU cabad 2 cos1 35. 1 2 cos1 34. 2 l EE 0 ug uA uCuB e =30 B=30 C=30 t t =0C=0B=0 t1 t3t2 Ug1 Ug3 Ug5 （c）=30时输出时输出瞬时电压瞬时电压的波形图的波形图 1 6 5 24 3 UL t （b）可控硅触发脉冲波形图 0 uab ubcub a uac ucb uca 第12页/共41页 0 eA eCeB e =60 B=60 C=60 t t t1t3t2 Ug1 Ug3 Ug5 t 可控硅阳极电压的波形 输出电压的波形

6、输出电压的波形 t Ug1 0 uA 13 5 uc b ua c ub a uc b ua c 脉冲控制角=60 ug uL Rf e a e b e c VS1VS3VS 5 V4 V6 V2 V 第13页/共41页 ud ug u 电路 第14页/共41页 Rf e a e b e c VS1VS3VS 5 V4 V6 V2 V 脉冲控制角=120 ug uL 0 eA eCeB e =120 t t t1t2 Ug1 Ug3 t B=120 C=120 Ug5 uc b ua c ub a 0 1 53 =0 控制角 120，输出电 压波形不连续，各整流元 件导通时间小于120。 Ug

7、5 第15页/共41页 6 7 6 3 2 1 tdeeU cad 2 cos1 35. 1 2 cos1 34. 2 l EE u a uc u b uacuba ucb 60后后 输出输出电压波形不连续，电压波形不连续， 元件导通角小于元件导通角小于120 而流过负载上的电流因而流过负载上的电流因L的的 存在经存在经V形成通路形成通路,因因L很大很大 故电流仍是平滑的故电流仍是平滑的 60时时 ， 第16页/共41页 Rf e a e b e c VS1VS3VS 5 V4 V6 V2 V ug uL t t e t 当 180时，各相触发脉冲都在负 侧自然换相点出现，晶闸管因正向电 压为

8、零而不能导通，输出平均电压为 零。 由上述讨论可知，当触发脉冲控制角 从o180 范围内移相时，输出电压 从最大值连续降低到零。 第17页/共41页 （二） 输出电压与控制角关系 2 cos1 35. 1 2 cos1 34. 2 ld EEU 对于三相半控桥式整对于三相半控桥式整 流电路，输出电压为流电路，输出电压为 Ud 0 60 120 180 当触发脉冲控制角当触发脉冲控制角从从0180范围移相时范围移相时 ， 输出电压从最大值连续降为零。通过控制触发角输出电压从最大值连续降为零。通过控制触发角 的大小，可以控制励磁电流输出的大小。的大小，可以控制励磁电流输出的大小。 第18页/共41

9、页 （三）失控现象和续流二极管的作用 ug uL t t e t t3 t4 t5 Rf e a e b e c VS1VS3VS 5 V4 V6 V2 V1 e a e c VS1 V2 V1 + (-) - (+) 第19页/共41页 d , 绕组提供电流绕组提供电流， n励磁绕组中存储的磁能就要励磁绕组中存储的磁能就要转转 换成电能释放出来换成电能释放出来。 n续流管续流管V1就是为了使电能有释就是为了使电能有释 放通路而设置的。放通路而设置的。 第20页/共41页 第21页/共41页 三、三相桥式全控整流电路 R ea eb ec VS1VS3VS5 VS4VS6VS2 L 第22页/

10、共41页 在晶闸管需导通的区域仅用初 始的一个窄脉冲去触发的方式称 “单窄脉冲触发” 每个元件除了在各自的换流点 处有一个脉冲之外，还在60度电 角度之后的下一个导通元件的导 通时刻补了一个脉冲。所补的脉 冲在电流连续的稳态工作时并不 起任何作用，但它却是电路启动 及在电流断续时使电路正常工作 所不可缺少的，这种触发方式称 之为“双窄脉冲触发”。 若把上面的双窄脉冲连成一 个宽脉冲，电路当然也可正常工 作，这种触发方式称之为“宽脉 冲触发” 1.三相桥式全控整流电路触 发脉冲的形式 R ea eb e c VS1VS3VS5 VS4 VS6VS2 L 第23页/共41页 e uL ug t t

11、 t ug t R ea eb ec VS1VS3VS5 VS4VS6VS2 L 脉冲控制角=0 2.工作原理 第24页/共41页 R ea eb ec VS1VS3VS5 VS4VS6VS2 L 脉冲控制角=60 e uL ug t t t ug t 2 eaeb ec 第25页/共41页 R ea eb ec VS1VS3VS5 VS4VS6VS2 L 脉冲控制角=90 uL t ug t ug t e t t1 t2 第26页/共41页 R ea eb ec VS1VS3VS5 VS4VS6VS2 L 脉冲控制角=60 150 e ug t t t ug t uL t1 t2 VS6 V

12、S1 VS3 VS2VS4 第27页/共41页 3 输出电压与控制角关系 cos35.1 cos 6 sin22 3 cos2 6 2 1 6 6 l l ld E E ttdEU 电感性负载 逆变角 =180 - uL t ug t ug t e t t1 t2 在90时，输出平均电 压Ud为负，三相全控桥工 作在逆变状态。 第28页/共41页 ud ug u a uc u b 第29页/共41页 uc a ub c ua c uabub a uc b 1 53 4 ud 全桥 ug u 2 6 第30页/共41页 uba uacuabubcubaucaucb ud eL=Ldiddt较大较

13、大, eL- uab0, 使使Id维持原方向保维持原方向保 持连续持连续, 3点点S2上的电压上的电压uc的的 c=90, ug2触发触发S2通通, S6关关 断断, 3、4点之间点之间, ua 0uc 0; 电流方向不变电流方向不变 连续的连续的, ud 波形正波形正 负两部分对称相负两部分对称相 等平均值为零等平均值为零, Id 也为零。也为零。 全桥 u g u 第31页/共41页 第32页/共41页 3 cos135.1 3 cos122 3 sin2 6 2 1 3 l l ld E E ttdEU 电阻性负 载 电阻性负 载 3 3 uL t ug t ug t e t t1 t2

14、 第33页/共41页 Ud 0 60 90 120 180 2.34Up 2.34Up 整流区整流区 逆变区逆变区 第34页/共41页 L id方向相反方向相反,交流侧交流侧 吸收功率。直到吸收功率。直到2, 触触S2, 2、3点之间点之间, ua uc, uac 0;在在eL 作用下作用下S2可以通可以通, 并并S6止止, L中的磁中的磁 能继续向交流侧能继续向交流侧 馈回能量馈回能量,每隔每隔 60送一脉冲维送一脉冲维 持逆变过程持逆变过程,直到直到 能量放完。能量放完。 全桥 ud ug u 第35页/共41页 U=1.35ULcos =1.35ULcos 相电压波相电压波 形形 (b)

15、逆变波形逆变波形 图图2-17 =180时逆变波形时逆变波形 第36页/共41页 第37页/共41页 相电压波相电压波 形形 (b)逆变波形逆变波形 图图2-17 =180时逆变波形时逆变波形 第38页/共41页 coscos 2 33 2 6 coscos 2 3 sin 2 3 sin 2 3 120sin90cos 2 30sin 150sin 22 m mm m ab mb ma abba b EAU EttdEtduA tEt ee u tEe tEe eeee eu 第39页/共41页 R ea eb ec VS1VS3VS5 VS4VS6VS2 L ea eb ec VS1 VS3 VS2 L