电力电子技术三相整流PPT课件

1、2. 三相半波可控整流电路（共阴极）注意：（1）T的接法、共阴极的特点。（2）角的起始点不再是坐标原点，而是自然换相点1 1、3 3、5 5点处。 第1页/共31页3. 工作原理（1） 300 30 30时输出的电压、电流的波形都是连续的第2页/共31页（2） 15030 输出电压断 续 晶闸管的导通角是150150- -。 注意: :在输出电压断续情况下，晶闸管所承受的电压除了前面提到的三部分外，还多了一种情况，就是当三只晶闸管都不导通时，每只晶闸管均承受各自的相电压。 )6cos(1U675. 0)6cos(1U223)t(tdsinU223U2226d 第3页/共31页20ddU17.

2、1UU 4. 数量关系：（1 1）直流输出电压的平均值Ud 300 cosU17. 1)t(tdsinU223U22656d 15030 )6cos(1U675. 0)t(tdsinU223U226d 当=0=0时，Ud最大，为 150 时，Ud最小，为 0。（2）直流输出电流的平均值IddddRUI （3 3）晶闸管两端承受的最大的峰值电压 晶闸管承受的最大反向电压是变压器二次侧线电压的峰值即22224526322U.UUUUlTM 在电流断续时，晶闸管承受的是各自的相电压，故其承受的最大正向电压是相电压的峰值为 。2U2第4页/共31页二. . 电感性负载ud波形没有出现负值 ，电流也是连

3、续的 ud的波形出现了负值 ，电流id的波形即连续又平稳 =90=90时，ud的波形的正负面积相等 第5页/共31页数量关系：（1 1）直流输出电压的平均值Ud cosU17. 1)t(tdsinU223U22656d （2）直流输出电流的平均值IddddRUI （3）变压器相电流和流过一只晶闸管的电流ddTI31I dd2TI577. 0I31II （4 4）晶闸管承受的最大正反向电压 22l2TMU45. 2U6U2U （5 5）有效移相范围是 90057. 1I)25 . 1(IT)AV(T 注：为了扩大移相范围以及使电流id平稳，也可在负载两端并接续流二极管VDR。第6页/共31页 特

4、点：阻感负载，L值很大，id波形基本平直 a30 时：整流电压波形与电阻负载时相同 a 30 时 u2过零时，VT1不关断，直到VT3的脉冲到来，才换流，由VT3导通向负载供电，同时向VT1施加反压使其关断ud波形中出现负的部分 阻感负载时的移相范围为90 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7页/共31页四. . 共阳极三相半波可控整流电路 dddREUI 三. . 反电动势负载对于螺栓式的晶闸管来说，可以将晶闸管的阳极固定在同一块大散热器上，散热效果好，安装方便。此电路的触发电路不能再像共阴极电路的触发电路那样，引出公共的一条接阴极的线，而且输出脉冲变压器

5、二次侧绕组也不能有公共线，这就给调试和使用带来了不便。 cosU17. 1U2d 第8页/共31页三相半波可控整流电路小结：不论是共阴极还是共阳极接法的电路，都只用了三只晶闸管，所以接线都较简单，相对单相输出脉动小，基波150150HzHz。变压器绕组利用率较低，每相的二次侧绕组一周期最多工作120120。 变压器绕组中的电流（波形与相连的晶闸管的电流波形一样）是单方向的，因此也会存在铁心的直流磁化现象。 晶闸管承受的反向峰值电压较高（与三相桥式电路相比）。因电路中负载电流要经过电网零线，也会引起额外的损耗。 三相半波可控整流电路一般只用于中等偏小容量的场合。第9页/共31页2. 2. 2 三

6、相桥式全控整流电路为改善三相半波电路变压器利用率低等缺点，可将三相半波共阴极和共阳极电路串联起来，形成三相桥式全控整流电路。 应用最为广泛 共阴极组阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1，VT3，VT5） 共阳极组阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4，VT6，VT2）第10页/共31页一. . 电阻性负载t1t2 ：在t1时刻，给VTVT1 1加触发脉冲，满足其导通的两个条件，假设此时共阳极组阴极电位最低的晶闸管VTVT6 6已导通。 uvvuduuuu t2t3 ：u相相电压uu仍是最高 ，w相相电压uw为最负，在2 2点，给晶闸管VTVT2 2加触发脉冲，使其导通。uwwuduuuu t3 t4

7、 ：VTVT3 3和VTVT2 2导通，ud=uvwt4 t5： VTVT4 4和VTVT3 3导通，ud=uvut5 t6：VTVT5 5 和VTVT4 4导通, ud=uwut6 t7： VTVT6 6 和VTVT5 5导通,ud=uwv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第11页/共31页特 点 : : 晶 闸 管 的 触 发 导 通 顺 序 为VTVT1 1VTVT2 2VTVT3 3VTVT4 4VTVT5 5VTVT6 6VTVT1 1。输出电压的波形为三相线电压的包络线.对脉冲的要求： （1）单宽脉冲：宽度大于6060，小于120120，一般8080 100 1

8、00。 特点：要求有较大的输出功率，脉冲变压器体积大。 （2）双窄脉冲：宽度小于6060 ，加一辅助脉冲。 特点：线路虽然复杂，但可以 减小装置的输出功率，减小TP的体积。 第12页/共31页三相桥式全控整流电路电阻负载 =0 时晶闸管工作情况时 段IIIIIIIVVVI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uduu-uv=uuvuu-uw=uuw uv-uw=uvwuv-uu=uvuuw-uu=uwuuw-uv=uwv第13页/共31页 三相桥式全控整流电路的特点（1）2管同时导通形成供电回路，其中共阴

9、极组和共阳极组各1只，且不能为同一相器件（2）对触发脉冲的要求： 按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60 共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120 ，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120 同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180 （3）ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整流电路（4）需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲 可采用两种方法：一种是宽脉冲触发 另一种是双脉冲触发（常用）（5）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同第14页/共31页不

10、同角时的输出波形 导通时间比=0=0时推迟了3030正负各120120的对称的波形。 ud波形出现了零点, ,是一临界情况VT1导通 电阻性负载，只要6060 ，ud和id 的波形就是连续的。 VT4导通 第15页/共31页角的移相范围是0 0 120 120 当6060时u ud d的波形就出现断续 了, ,每个线电压输出小于6060 3030VT1导通 VT4导通 iv、iw的波形与iu波形形状一致，只是相位依次相差。此三相电流均可统一用i2来表示。第16页/共31页小结v 当a60 时，ud波形均连续，对于电阻负载，id波形与ud波形形状一样，也连续v 当a60 时，ud波形每60 中有

11、一段为零，ud波形不能出现负值v 带电阻负载时三相桥式全控整流电路a 角的移相范围是120 第17页/共31页二. .电感性负载1.电路2.原理与电阻负载不同与电阻负载相同临界情况，即ud正好没有负电压的输出。 第18页/共31页3. 数量关系 （1 1）直流输出电压的平均值Ud cosU35. 1cosU34. 2cosU63)t(tdsinU626Ul2222323d （2）直流输出电流的平均值IddddRUI （3）流过一只晶闸管的电流ddTI31I ddTI577. 0I31I （4）变压器二次侧绕组的电流有效值I dd2I816. 0I32I （5 5）晶闸管承受的最大正反向电压 2

12、2l2TMU45. 2U6U2U （在相同输出时，为三相半波的一半） （6 6）有效移相范围（电感）是 900第19页/共31页三相桥式全控整流电路小结： 1.1.电路需有两只晶闸管同时导通，各120换相一次。 2. 六只晶闸管依次导通，顺序与下标同。 3.脉冲间隔为60，要求单宽或双窄脉冲触发。 4.输出电压波形每周期脉动6 6次，基波频率为300300HzHz。相同U U2 2时，输出电压为半波时的两倍。5 .5 . 变 压 器 利 用 率 高 ， 二 次 侧 每 周 期 有120120+120+120流过电流，且电流波形正负面积相等，无直流分量。另外，将共阳极的三只晶闸管换成三只二极管，

13、就组成了三相桥式半控整流电路，其分析方法同单相半控桥。第20页/共31页单相可控整流电路第21页/共31页三相可控整流电路第22页/共31页返回第23页/共31页返回第24页/共31页返回第25页/共31页2.3 2.3 变压器漏感对整流电路的影响 变压器绕组上总是存在有一定的漏感的，交流回路也会有一定的自感，将所有这些电感都折算到变压器的二次侧，用一个集中的电感来LT代替。电流的换相是不可能在瞬时完成的，而要有一个过程，即经过一段时间，这个过程就称为换相过程。 换相过程对应的时间常用相应的电角度来表示，称为换相重叠角，用来表示。 一一. 换流期间的整流输出电压u ud duvkuuu 电流换

14、相的过程中，两相的晶闸管都导通，相当于两相短路，两相之间的电位差（瞬时值）即为短路电压用uk表示如 假想的短路电流ik :du1TIii 0iiv3T 换相前:换相中:kdu1TiIii kv3Tiii 换相后:0iiu1T dv3TIii 教材中用LB表示第26页/共31页换相期间换流回路的电压方程式为uvkTuudtdiL2 换相期间的整流输出电压的瞬时值ud就变为 2uudtdiLudtdiLuuvukTukTvd 二. .换相压降的计算 )t(d )uu(23Udvd )t(d )2uuu(23vuv )t(ddtdiL23kT dTkI0TIX23diL23d XT是变压器每相折算到

15、二次侧的漏抗，且X XT T=L=LT T 第27页/共31页如果是m脉波电路，其换相压降可表示为dTdIX2mU 三. 考虑了变压器漏抗后的整流电压为 d0ddUcosUU Ud0为整流电路理想情况下，当=0=0时的输出电压平均值。 上面三相半波电路的输出电压就变为dT2d0ddIX23cosU17. 1UcosUU 四. 对换相重叠角 的计算)t(d )uu(23Udvd )t(d )2uuu(23vuv )t(d )2uu(23uv )t(du43vu )t(d tsinU6432 2dT2dT2dU6IX2U643IX23U643U)cos(cos 移相得：0dd2dUU2U623U2

16、)cos(cos )cos(cosU6432 当角为某一固定值时，则XT越大换相重叠角越大； Id越大换相重叠角也越大。 第28页/共31页例 三相桥式全控整流电路，带电感性负载，其中R=5，L=，变压器二次侧电压有效值为220V，折算到变压器二次侧的每相漏感为LT=2mH。求当时=30：（1）换相压降；（2）输出电压；（3）负载上的电流；（4）流过晶闸管的电流的平均值和有效值；（5）换相重叠角。解 ： 直流回路的电压平衡方程式为dd2RIUcosU34. 2 dd3dTdTdI6 . 0I10250226IL26IX26U 将此结果及已知条件代入上面的电压平衡方程式，可求出 A61.796 . 0530cos22034. 2Id V77.4761.796 . 0I6 . 0Udd V06.39877.4730c