电力电子---第二讲(整流电路)

1、精选ppt第第2 2讲讲 可控整流电路可控整流电路2.2.0 0 单相桥式不可控整流电路单相桥式不可控整流电路2.1 2.1 单相可控整流电路单相可控整流电路 2.2 2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路2.3 2.3 变压器漏抗对整流电路的影响变压器漏抗对整流电路的影响 2.6 2.6 大功率可控整流电路大功率可控整流电路 精选pptu整流电路的分类整流电路的分类：按组成的器件可分为不可控不可控、半控半控、全控全控三种。按电路结构可分为桥式电路桥式电路和零式电路零式电路(三相半波）。按交流输入相数分为单相电路单相电路和多相电路多相电路。按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，又分为单拍电路

2、单拍电路和双拍电路双拍电路。第第2 2讲讲 可控整流电路可控整流电路u整流电路整流电路：出现最早的电力电子电路，将交流电变为直流电。精选ppt在整流电路的分析中，我们要假定的理想条件有：（1）理想电源 交流电网相对于整流电路可看作具有无穷大容量，因此整流电路的输入电源电压为无畸变的正弦波。（2）理想器件 整流电路中所有器件均具有理想特性。 所采用的电力电子器件阻断时，阻抗为无穷大，漏电流为零； 导通时，管压降为零； 开通与关断均是瞬时完成的； du/dt和di/dt的承受能力为无穷大。（3）理想运行状态 分析过程中假设电路已经达到稳态工作阶段。2.0 2.0 单相桥式不可控整流电路单相桥式不可

3、控整流电路精选ppt2.0 2.0 单相桥式不可控整流电路单相桥式不可控整流电路利用电力二极管的利用电力二极管的单向导电性单向导电性可以实现整流。由于可以实现整流。由于电力二极管的通断只与其承受的电压方向有关，因此电力二极管的通断只与其承受的电压方向有关，因此由其构成的整流电路的输出电压只与交流输入电压的由其构成的整流电路的输出电压只与交流输入电压的大小有关，不能控制其数值，故称为不可控整流电路。大小有关，不能控制其数值，故称为不可控整流电路。精选ppt变压器T整流变压器，其作用：变换电压抑制电网干扰故障隔离。2.0 2.0 单相桥式不可控整流电路单相桥式不可控整流电路 1. 电感性负载时工作

4、情况 假设电感L的值为无穷大。电感的特点：对电流变化有抗拒作用，使得流过的电流不能发生 突变；在其两端产生感应电动势 ，其极性是阻止电流变换的；在电路的工作过程中，不消耗能量。/Ldi dt精选ppt自然换流点 单相桥式不可控整流电路工作原理：（1）正半周时，A点电位高于B点电位，则VD1、VD4承受正向电压而导通，VD2、VD3承受反向电压而截止，负载电压 与波形相同，由于电感L的平波作用，负载电流 的波形近似为直线；（2）负半周时，B点电位高于A点电位，则VD1、VD4承受反向电压而截止，VD2、VD3承受正向电压而导通，负载电压 与 波形相反，负载电流的方向不变。中间为中间为VD1VD1

5、、VD4VD4两端电压波形两端电压波形2.0 2.0 单相桥式不可控整流电路单相桥式不可控整流电路 精选ppt直流输出电压平均值为直流输出电流平均值 二极管承受的最大反向电压 变压器二次侧电流有效值 222012 22sin()0.9dUUtdtUUddUIR22U2dII2.0 2.0 单相桥式不可控整流电路单相桥式不可控整流电路精选ppt2.1 2.1 单相可控整流电路单相可控整流电路2.1.1 2.1.1 电阻性负载电阻性负载2.1.2 2.1.2 电感性负载电感性负载2.1.3 2.1.3 反电动势负载反电动势负载精选ppt2.1 2.1 单相可控整流电路单相可控整流电路 整流电路有各

6、种各样的形式，不同电路特点不同。整流电路的形式主要有：1 1单相可控整流电路：单相可控整流电路：（1）单相半波可控整流电路（2）单相全波可控整流电路（3）单相桥式可控整流电路 a.单相全控桥式整流电路 b.单相半控桥式整流电路精选ppt 不同性质的负载对于整流电路的电压、电流波形影响很大，负载的性质主要有：1 1电阻性电阻性特点是：流过它的电流波形与它两端的电压波形形状相同、相位一致。2 2电感性电感性特点是：由于感抗的作用，电感中电流的变化要滞后于电压的变化，因此可以使晶闸管的导通时间延长，电流波形容易连续，脉动小，甚至能接近一条直线。2.1 2.1 单相可控整流电路单相可控整流电路精选pp

7、t2.1 2.1 单相可控整流电路单相可控整流电路3 3电容性电容性其特点为：当晶闸管被触发导通时，马上就有大的充电电流流过晶闸管，容易损坏晶闸管，所以一般不能在整流电路的输出端接大电容。4 4反电动势反电动势其特点为：只有电源电压大于反电动势时，晶闸管才能被触发导通。精选ppt2.1.1 2.1.1 电阻性负载电阻性负载图图2-1 2-1 单相全控桥式整流电路电阻性负载及波形单相全控桥式整流电路电阻性负载及波形精选pptt2i2t2Uvt1,4t2udid2.1.1 2.1.1 单相桥式全控整流电路单相桥式全控整流电路 一、阻性负载2222 211 cos1 cos2sind0.922UUU

8、ttU d2cos19 . 02cos12222ddRURURUI2cos145. 0212ddVTRUII2sin212)(d)sin2(21222VTRUttRUI2sin21)()sin2(12222RUtdtRUIIII21VTVT1VT2VT3VT4Ru2U1udidabi i2 2t2u2精选ppt2.1.1 2.1.1 电阻性负载电阻性负载晶闸管晶闸管VT1VT1、VT4VT4为一为一对桥臂，对桥臂，VT2VT2、VT3VT3为另为另一对桥臂一对桥臂在在0 0期间，晶闸管不期间，晶闸管不导通，导通，VT1VT1、VT4VT4共同承受正共同承受正向电源电压，向电源电压，VT2VT2

9、、VT3VT3共同共同承受反向电源电压，负载承受反向电源电压，负载RdRd中没有电流流过，负载两端中没有电流流过，负载两端电压电压udud0 0。 当当tt时，时，VT1VT1、VT4VT4导通，电流从导通，电流从M M端经端经VT1VT1、RdRd、VT4VT4流回流回N N端，电源电压端，电源电压u2u2全全部加在部加在RdRd上，上，VT2VT2、VT3VT3承受反相电压而截止。承受反相电压而截止。当当u2u2过零时，过零时，idid也降到零，也降到零，VT1VT1、VT4VT4关断。关断。 在在u2u2的正半周内，的正半周内，M M端为正，端为正，N N端为负端为负精选ppt2.1.1

10、 2.1.1 电阻性负载电阻性负载 在在ug2ug2、ug3ug3到来之前，晶闸管到来之前，晶闸管VT2VT2、VT3VT3不导通，不导通，VT1VT1、VT4VT4共同共同承受反向电源电压，承受反向电源电压，VT2VT2、VT3VT3共共同承受正向电源电压，整流电路同承受正向电源电压，整流电路无输出，负载中也没有电流，无输出，负载中也没有电流，当当tt时，时，VT2VT2、VT3VT3导通，电流从导通，电流从N N端经端经VT2VT2、RdRd、VT3VT3流回流回M M端端, , 电电源电压源电压u2u2全部加在全部加在RdRd上，上，VT1VT1、VT4VT4承受反向电源电压截止，当一个

11、周期结束，承受反向电源电压截止，当一个周期结束，u2u2过零时，过零时，idid也降到零，也降到零，VT2VT2、VT3VT3关断。当关断。当u2u2电压的每个周期都以恒定的电压的每个周期都以恒定的角加上触发脉冲时，负载角加上触发脉冲时，负载RdRd上就能得到稳定的缺角全波电压波形，这是一个上就能得到稳定的缺角全波电压波形，这是一个脉动直流电压，脉动直流电压，由于是电阻性负载，电流由于是电阻性负载，电流ididud /Rdud /Rd与与udud波形相同波形相同。 在在u2u2的负半周内，的负半周内，M M端为负，端为负，N N端为正端为正精选ppt2.1.1 2.1.1 电阻性负载电阻性负载

12、 在单相电路中，把晶闸管承受正向电压起到触发导通之间的电角度称为控制角。晶闸管在一个周期内导通的电角度用表示，称为导通角。改变的大小即改变触发脉冲在每个周期内出现的时刻称为移相。对单相全控桥式电路而言，的移相范围为0，对应的在0范围内变化。精选ppt2.1.1 2.1.1 电阻性负载电阻性负载控制角控制角：把晶闸管：把晶闸管承受正向电压起到触承受正向电压起到触发导通之间的电角度发导通之间的电角度称为控制角称为控制角移相移相：改变：改变的大小即改变触发脉冲在每个周期内出现的时刻的大小即改变触发脉冲在每个周期内出现的时刻称为移相。称为移相。 可控整流最重要的几个概念可控整流最重要的几个概念导通角：

13、导通角：晶闸管在一个周期内导通的电角度用晶闸管在一个周期内导通的电角度用表示，称为表示，称为导通角导通角对单相全控桥式电路而言，对单相全控桥式电路而言，的移相范围为的移相范围为0 0，对应的，对应的在在0 0范围范围内变化。内变化。 精选ppt2.1.1 2.1.1 电阻性负载电阻性负载输出的直流电压平均值输出的直流电压平均值UdUd为：为：1 22cos1 Udu2sintd(t)0.9U2（21）直流电流的平均值直流电流的平均值IdId为：为：d2RU2cos1 Id 0.9 （22） 精选ppt2.1.1 2.1.1 电阻性负载电阻性负载输出电压的有效徝输出电压的有效徝U U为：为： 2

14、2t) d( sint)(1U22sin21UU2（23） 电流有效徝电流有效徝I I为：为： dRUd2RU2sin21I（24）电流的波形系数电流的波形系数KfKf为：为：dII2cos122sin221)cos1 (2) (22sin Kf（25）精选ppt2.1.1 2.1.1 电阻性负载电阻性负载功率因数为：功率因数为：SP2UU2sin21 cos（26）21流过每个晶闸管的平均电流流过每个晶闸管的平均电流IdTId21流过每个晶闸管的有效电流流过每个晶闸管的有效电流IT =I精选ppt2.1.1 2.1.1 电阻性负载电阻性负载2晶闸管承受的最大正反向电压为电源电压的峰值，即有效

15、徝的晶闸管承受的最大正反向电压为电源电压的峰值，即有效徝的倍倍。晶闸管移相范围为晶闸管移相范围为0 0；晶闸管导通角晶闸管导通角与与a a有有关，为关，为180180 -a精选ppt 如果整流电路的负载既有电阻又有电感，且感抗Ld与电阻Rd 相比又不能忽略时，这种负载叫电感性负载。 图2-2 单相全控电感性负载时电路及波形2.1.2 2.1.2 电感性负载电感性负载精选pptt2idudt2i2t2ivt1，4ivt2，3t2u2换相换流cos9 . 0cos22)(dsin21222dUUttUURLVT1VT2VT3u2U1udidabVT4晶闸管移相范围为90；晶闸管导通角与a a无关，

16、均为180 。dVTd12II晶闸管电流平均值晶闸管电流有效值ddT707. 021III2.1.2 2.1.2 电感性负载电感性负载不带续流二极管不带续流二极管精选pptu电感为储能元件，有储存、释放能量的功能。当流过电感的电流变化时，在电感中要产生自感电动势eL-Ld 阻碍电流的变化2.1.2 2.1.2 电感性负载电感性负载1 1、电路工作情况分析、电路工作情况分析u当id（ 0)增大时,eL 阻碍电流的增大，Ld中储存能量，u当id （ |u2|E E 时，晶闸管承受正电压，有导通的可能,导通之后2、直至|u2|=|u2|=E E，i id d即降至0使得晶闸管关断，此后ud=E与电阻

17、负载时相比，晶闸管提前了电角度停止导电，称为停止导电角。 212sinUEd2.1.3 2.1.3 反电动势负载反电动势负载精选pptp在|u2|E时，晶闸管承受正电压，才有导通的可能。p导通之后， ud=u2， ， 直至|u2|=E，id即降至0使得 晶闸管关断，此后ud=E 。REuiddp与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度停止导电， 称为停止导电角，212sinUEdp在a 角相同时，整流输出电压比电阻负载时大。2.1.3 2.1.3 反电动势负载反电动势负载精选ppt 晶闸管导通时间较电阻性负载缩短了，E越大，则qUd角越大，相应Ud也越大，此时电流波形的底部越窄，波形系数Kf越大。

18、 角越大，相应IdUdl输出电流瞬时值id为： idddREu （udE） （214） l输出电流平均值为：1d- d2REsinU2t)(dt （215）l输出电压的平均值为：1d- )EsinU2(2tE)(td（216）2.1.3 2.1.3 反电动势负载反电动势负载l反电动势（其移相范围与有关）212sinUEd精选ppt2、负载为ERdLd （以直流电动机为例，设电感足够大） 负载为直流电动机时，如果出现电流断续，则电动机 的机械特性将很软 ，为了克服此缺点，一般在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器。图2-5 单相桥式整流电路负载为电势 加阻抗时的电路及波形2.1.3 2.1.3

19、反电动势负载反电动势负载精选ppt 单相全控桥式整流电路，ERdLd负载，只要电感足够大，保证电流连续，其输出平均电压Ud计算公式与负载为电阻加电感时相同，而与E无关，移相范围为090。从ud波形可知，电压有负值出现，使Ud降低，为提高输出平均电压Ud，同时减轻晶闸管负担，可在负载两端并接续流二极管VD。X输出电压为：1 2 UdU2sintd(t)0.9U2cos （217） X输出平均电流为： IdddREU （218）2.1.3 2.1.3 反电动势负载反电动势负载u例题2-2，P48精选ppt2.2 2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路2.2.1 2.2.1 三相半波可控整流电路三

20、相半波可控整流电路精选ppt2.2 2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路 三相可控整流电路：三相可控整流电路：（1）三相半波可控整流电路（2）三相桥式可控整流电路 a.三相全控桥式整流电路 b.三相半控桥式整流电路精选ppt2.2 2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路2.2.1 2.2.1 三相半波不可控整流电路三相半波不可控整流电路-共阴极共阴极图2-6 三相半波不可控整 流电路及波形精选ppt2.2 2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路2.2.1 2.2.1 三相半波不可控整流电路三相半波不可控整流电路-共阴极共阴极 三个二极管的阴极连接在一起，这种接法叫共阴极接法，三个阳极分

21、别接到变压器二次侧。通常在三相半波整流电路中为了得到零线，整流变压器的二次侧必须接成星形，而一次侧接成三角形可使三次谐波通过，有利于电网波形的改善。所以一般变压器为三角形/星形联接。精选ppt2.2 2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路2.2.1 2.2.1 三相半波不可控整流电路三相半波不可控整流电路-共阴极共阴极 图26（b）为整流电压电流波形。由于三个二极管为共阴极连接，则哪一相二极管的阳极电位最高，哪个二极管导通。二极管每到变压器二次侧相电压正半周相邻波形的交点就自动换相，所以这些交点就叫做自然换流点。整流二极管承受的最大反向电压为电源线电压的峰值，为 U2。 6精选ppt 将图2

22、6（a）中的三个二极管换成三个晶闸管就得到了三相半波可控整流电路。（1 1）电阻性负载）电阻性负载 电路的特点： 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。 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 。 自然换相点：自然换相点： 二极管换相时刻为自然换相点自然换相点，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a的起点，即a a =0=0 。2.2.2.2.2 2 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路-共阴极共阴极2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路TudidVT2VT1VT3Rbca)a精选ppt2.2.1 2.2.

23、1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路-共阴极共阴极 15时以VT1管为例，uT1波形如图所示n 在t1t3期间，VT1管导通，其两端的电压uT10；n 在t3t4期间，VT2管导通，uT1uUV；n 在t4t5期间，VT3管导通，uT1uUW。uT2、uT3波形与uT1波形分析相同，只是相位依次滞后120。晶闸管承受的最大反向电压uTM等于线电压的峰值。（1 1）电阻性负载）电阻性负载2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路电路工作情况分析电路工作情况分析精选pptTudidVT2VT1VT3Rbca)a变压器一次侧：三角形；二次侧：星形。 晶闸管：共阴极接法uaubuct1t2t3t

24、4tu2t1t2t3t4tudt1t2t3t4tiVT1t1t2t3t4tuVT1二极管换相：电流从一个二极管向另一个二极管转移。自然换相点自然换相点uabuac自然换相点是晶闸管触发角的起点。=0=0（1）电阻性负载）电阻性负载=00时三相半波可控整流电路时三相半波可控整流电路 2.2.2.2.2 2 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路-共阴极共阴极在t1t3期间，VT1管导通，其两端的电压uT10；在t3t4期间，VT2管导通，uT1uUV；在t4t5期间，VT3管导通，uT1uUW。以VT1管为例，uT1波形如图所示uT1、uT1波形与uT1波形分析相同，只是相位依次滞后120精选

25、ppt=30=300 0时三相半波可控整流电路时三相半波可控整流电路 TudidVT2VT1VT3Rbca)aa a=30=30 时的波形时的波形 负载电流处于连续和断续之间的临界状态负载电流处于连续和断续之间的临界状态 ua ub uc t1 t2 t3 t4 t u2 t1 t2 t3 t4 t ud t1 t2 t3 t4 t iVT1 uabuact1 t2 t3 t4 t uVT1 = 30300 02.2.2.2.2 2 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路-共阴极共阴极精选ppt= 600 =60=600 0时三相半波可控整流电路时三相半波可控整流电路TudidVT2VT1V

26、T3Rbca)a 3030 时的波形时的波形 负载电流处于断续状态负载电流处于断续状态 =150=150 时的波形时的波形 负载电压、电流为零负载电压、电流为零 ua ub uc t1 t2 t3 t4 t u2 t1 t2 t3 t4 t ud t1 t2 t3 t4 t iVT1 2.2.2.2.2 2 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路-共阴极共阴极精选ppt 整流电压平均值的计算a30时，负载电流连续，有：cos17.1cos263)(sin2321226562dUUttdUU（2-19）当a=0时，Ud最大，为 2d0d17.1UUUa30时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此

27、时有：)6cos(1675. 0)6cos(1223)(sin2321262dUttdUU(2-22)2.2.1 2.2.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路-共阴极共阴极2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路（1 1）电阻性负载）电阻性负载精选ppt2.2.1 2.2.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路-共阴极共阴极2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路（1 1）电阻性负载）电阻性负载RUIddn负载电流平均值为： n晶闸管承受的最大反向电压为变压器二次线电压峰值：222RM45. 2632UUUUn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： 2FM2

28、UUn的移相范围为的移相范围为0150精选ppt2.2.1 2.2.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路-共阴极共阴极 （2 2）电感性负载）电感性负载图2-8 大电感负载的三相半波整流电路及波形2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路精选pptabcTRLu2udeLidVT1VT2VT3udiauaubucibiciduacuabuacOtOtOtOtOtOtuVT1（2 2）电感性负载）电感性负载2.2.1 2.2.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路- - -共阴极共阴极 精选ppt2.2.1 2.2.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路-共阴极共阴极 （2 2

29、）电感性负载）电感性负载特点：阻感负载，L值很大，i id d波形基本平直。a30时：整流电压波形与电阻负载时相同。a30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i id d近似为一条水平线。阻感负载时的移相范围为0o-90。输出电压输出电压UdUd为：为：3/2165 62 UdU2sintd(t)1.17U2cos (225)2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路精选ppt2.2.1 2.2.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路-共阴极共阴极 （3

30、3）大电感负载）大电感负载+ +续流二极管续流二极管三相半波可控整流电路，电感性负载，当30时，由于ud波形30时，ud波形出现负值，使平均电压Ud下降，因此也可在不出现负值，续流二极管VD不起作用，晶闸管每个周期轮流导通120。当负载两端并接续流二极管VD，以提高输出平均电压Ud值。图2-9 大电感负载且接续流二极管时的波形2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路精选ppt2.2.1 2.2.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路-共阴极共阴极 u输出电压Ud、输出电流Id的计算都和电阻性负载相同。u当 30时晶闸管中流过的电流平均值、有效徝计算如下：IdT =360150Id （2-

31、29） IT =360150Id （2-30）续流二极管中流过的电流平均值、有效徝分别为：IdD 12030Id （2-31） IT = 12030d （2-32）2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路u的移相范围为的移相范围为0150精选ppt2.2.1 2.2.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路-共阳极共阳极 共阳极整流电路大电感负载时的Ud、Id计算如下 图图2-10 三相共阳极半波可控整流电路及电流波形三相共阳极半波可控整流电路及电流波形2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路精选ppt2.2 2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路2.2.1 2.2.1 三相半波可控整流

32、电路三相半波可控整流电路 三相半波可控整流电路与单相可控整流电路比较，输出电压波形脉动小、输出功率大、三相负载平衡。不足之处是变压器次级线圈每周期只有1/3时间有电流通过，并且是单方向的，变压器利用率很低，且有变压器铁心被直流磁化的问题，这种电路多用于30千瓦以下的设备上。优缺点与应用场合优缺点与应用场合精选ppt 利用共阴极接法与共阳极接法的电流在整流变压器次级流动方向相反的特点，用一台整流变压器同时对共阴极接法和共阳极接法两个整流电路供电，如图211所示。2.2.1 2.2.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路 图图2-11 2-11 共用变压器共阴共阳可控整流电路及电压电流波形共

33、用变压器共阴共阳可控整流电路及电压电流波形2.2 2.2 三相可控整流电三相可控整流电路路精选ppt例例1： 在三相半波整流电路中，如果a相的触发脉冲消失，试绘出在电阻性负载和电感性负载下整流电压ud的波形。abcTRLu2udeLidVT1VT2VT3ua ub uc t1 t2 t3 t4 t u2 ua ub uc t1 t2 t3 t4 t ud ua ub uc t1 t2 t3 t4 t ud 精选ppt2.2.2 2.2.2 三相全控桥式整流电路三相全控桥式整流电路三相全控桥式电路中的电流流通时，必须有两个晶闸管同时导通，一个属于共阴极组，另一个属于共阳极组。2.2 2.2 三相

34、可控整流电路三相可控整流电路VT1、VT3、VT5组成共阴极组VT4、VT6、VT2组成共阳极组，VT1和VT4接在U相；VT3和VT6接在V相；VT5和VT2接在W相。精选ppt2.2.2 2.2.2 三相全控桥式整流电路三相全控桥式整流电路三相全控桥式电路中是由共阴极组，与共阳极组串联而成。2.2 2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路精选ppt2.2.2 2.2.2 三相全控桥式整流电路三相全控桥式整流电路2.2 2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路可采用两种方法：可采用两种方法：l宽脉冲触发宽脉冲触发l双窄脉冲：在触发某一号晶闸管时，触双窄脉冲：在触发某一号晶闸管时，触发电路同时

35、给前一号晶闸管补发一个脉冲，发电路同时给前一号晶闸管补发一个脉冲，叫做辅助脉冲（或补脉冲）叫做辅助脉冲（或补脉冲）同时对同时对两组中两组中应导通应导通的一对的一对晶闸管晶闸管施加触施加触发脉冲发脉冲使用双窄脉冲可减小触发电路的使用双窄脉冲可减小触发电路的功率，目前应用较多，但此种触发功率，目前应用较多，但此种触发电路较为复杂一些。电路较为复杂一些。精选pptbacTn负载iaidudVT1VT3VT5VT4VT6VT2d2d1d2tu2udtiVT1ttuVT1d1uaubuct1t3t5t6t2t41、电阻负载、电阻负载（=0=00 0）2.2 2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路2.2

36、.2 2.2.2 三相全控桥式整流电路三相全控桥式整流电路精选ppt2.2.2 2.2.2 三相全控桥式整流电路三相全控桥式整流电路晶闸管及输出整流电压的情况2.2 2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路时 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udua-ub=uabua-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucbbacTn负载iaidudVT1VT3VT5VT4VT6VT2d2d11、电阻负载、电阻负载精选pptudtiattu2uau

37、bucd1d2bacTn负载iaidudVT1VT3VT5VT4VT6VT2d2d1 =30=300 0时的工作情况时的工作情况 ： 1、晶闸管起始导通时刻推迟了30，组成u ud d的每 一段线电压因此推迟30 2、从t t1 1开始把一周期等分为6段，u ud d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2-1的规律 3、变压器二次侧电流i ia a波形的特点：在VT1处于 通态的120期间，i ia a为正，i ia a波形的形状与同时 段的u ud d波形相同，在VT4处于通态的120期间， i ia a波形的形状也与同时段的u ud d波形相同，但为负 值。2.2.

38、2 2.2.2 三相全控桥式整流电路三相全控桥式整流电路2.2 2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路1、电阻负载、电阻负载（=3 30 00 0）精选pptbacTn负载iaidudVT1VT3VT5VT4VT6VT2d2d1 u ud d波形中每段线电压的波形继续后移，u ud d平均值继续降低。a=60时u ud d出现为零的点。 600tu2udtuVT1td1d2uaubucuabubaucbuacucauab2.2.2 2.2.2 三相全控桥式整流电路三相全控桥式整流电路2.2 2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路1、电阻负载、电阻负载（=6 60 00 0）精选pptud1

39、ud2uduaubucuaubtOtOtOtOtOiaiduabuacubcubaucaucbuabuacubcubaiVT1=90=900 0bacTn负载iaidudVT1VT3VT5VT4VT6VT2d2d1 小结小结v 当a a6060 时，u ud d波形均连续，对 于电阻负载，i id d波形与u ud d波形形状 一样，也连续；v v 当当a a6060 时，u ud d波形每6060 中有一中有一段段 为零，为零，u ud d波形不能出现负值；v v 带电阻负载时三相桥式全控整流带电阻负载时三相桥式全控整流 电路电路a a 角的移相范围是角的移相范围是120120 2.2.2

40、2.2.2 三相全控桥式整流电路三相全控桥式整流电路2.2 2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路1、电阻负载、电阻负载（=9 90 00 0）精选ppt2.2.2 2.2.2 三相全控桥式整流电路三相全控桥式整流电路2.2 2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路从这些图从这些图中可见：中可见：角的移相范围是角的移相范围是01206060时，时，udud、idid波形断续，波形断续，TT1201206060时，时，udud、idid波形连续，波形连续，TT1201201、电阻负载、电阻负载精选ppt2.2.2 2.2.2 三相全控桥式整流电路三相全控桥式整流电路2.2 2.2 三相可控整流

41、电路三相可控整流电路 三相全控桥三相全控桥式整流电路的式整流电路的输出电压为两输出电压为两组输出电压之组输出电压之和，是相电压和，是相电压波形正负包络波形正负包络线下的面积，线下的面积，其平均直流电其平均直流电压压UdUd2 21.17U21.17U22.34U22.34U2。在线。在线电压波形上是电压波形上是正向包络线。正向包络线。1、电阻负载、电阻负载精选ppt2.2.2 2.2.2 三相全控桥式整流电路三相全控桥式整流电路2.2 2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路三相全控桥式整流电路的特点：（1）三相全控桥式整流电路在任何时刻都必须有两个晶闸管同时导通才能构成电流回路。（2）控制角

42、的移相范围是0120，电流连续与断续的临界点是60。（3）输出电压的波形是由六个不同的线电压组成 （4）三相全控桥式整流电路，控制角0处与三相半波可控整流电路相同，为相邻线电压的交点（包括正向与负向） 1、电阻负载、电阻负载精选ppt（5）60时，电流连续，晶闸管两端电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受的最大电压为 U2。（6）输出电压比三相半波可控整流电路增大一倍，所以如果负载要求三相全控桥式整流电路的输出的电压与三相半波相同，则在相同的角时，晶闸管的电压定额较三相半波电路降低一半。（7）整流变压器利用率提高，其二次侧每周期内有2/3周期（240）流过电流，其波形正负面积相等，无直流分量。（

43、8）三相桥式可控整流电路必须用双窄脉冲或宽脉冲触发，60时，电流波形断续，到线电压为零时，晶闸管才关断，所以的移相范围为0120。2.2.2 2.2.2 三相全控桥式整流电路三相全控桥式整流电路2.2 2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路三相全控桥式整流电路的特点：61、电阻负载、电阻负载精选ppt 60时，电流连续，每个晶闸管的导通角T120。输出电压Ud为：2.2.2 2.2.2 三相全控桥式整流电路三相全控桥式整流电路2.2 2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路60时，电流断续，T120 输出电流平均值为： IdUd/Rd （236）流过每个晶闸管的电流平均值为： 1、电阻负载、

44、电阻负载精选ppt2.2.2 2.2.2 三相全控桥式整流电路三相全控桥式整流电路2.2 2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路三相全控桥式整流电路，带电感性负载，如果电感Ld足够大，电流是连续平直的。1、电感性负载、电感性负载图216为 90时的电压、电流波形 精选pptbacTn负载iaidudVT1VT3VT5VT4VT6VT2d2d1ud1u2ud2u2LudidtOtOtOtOua = 0ubuct1uabuacubcubaucaucbuabuaciVT1ud1 = 30ud2uduabuacubcubaucaucbuabuactOtOtOtOidiat1uaubuc图1 三相桥式

45、全控整流电路带阻感负载a =0时的波形图2 三相桥式全控整流电路带阻感负载a =30时的波形2.2.2 2.2.2 三相全控桥式整流电路三相全控桥式整流电路2.2 2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路2、电感负载、电感负载（=0=00 0和和30300 0）精选ppt图3 三相桥式全控整流电路带阻感负载a =90时的波形 = 90ud1ud2uacubcubaucaucbuabuacuabuduacuabuactOtOtOubucuat1uVT12、电感负载时的工作情况、电感负载时的工作情况 60时ud波形连续，工作情况与带电阻负载时相似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压ud波形、晶闸管承

46、受的电压波形等都一样。 60时阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同，电阻负载时ud波形不会出现负的部分，而阻感负载时，由于电感L的作用，ud波形会出现负的部分。带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的a 角移相范围为90bacTn负载iaidudVT1VT3VT5VT4VT6VT2d2d12.2.2 2.2.2 三相全控桥式整流电路三相全控桥式整流电路2.2 2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路精选ppt2.2 2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路2.2.2 2.2.2 三相全控桥式整流电路三相全控桥式整流电路输出电压Ud为：输出电流平均值为：流过每个晶闸管的电流平均值为：流过每个晶闸管的

47、电流有效徝为： 2、电感负载、电感负载（=0=00 0）精选ppt三相桥式全控整流电路定量分析三相桥式全控整流电路定量分析归纳总结归纳总结 当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负载a a6060 时）的平均值为：cos34. 2)(sin63123232UttdUUd带电阻负载且a 60时，整流电压平均值为： )3cos(134. 2)(sin63232dUttdUU输出电流平均值为 ：Id=Ud /R当整流变压器采用星形接法，带阻感负载时，变压器二次侧电流波形为正负半周各宽120、前沿相差180的矩形波，其有效值为：dd2d2d2816. 03232)(3221IIIII接反电势阻

48、感负载时的Id为： REUIdd2.2.2 2.2.2 三相全控桥式整流电路三相全控桥式整流电路2.2 2.2 三相可控整流电路三相可控整流电路精选ppt右右图考虑变压器的漏抗后相控图考虑变压器的漏抗后相控整流电路的等效电路及输出整流电路的等效电路及输出电压电流的波形电压电流的波形 L Ll l为变压器的每相绕组为变压器的每相绕组 折合到二次侧的漏抗折合到二次侧的漏抗 2.3 2.3 变压器漏抗对整流电路的影响变压器漏抗对整流电路的影响 实际上变压器都存在实际上变压器都存在漏抗，交流回路也存在漏抗，交流回路也存在一定的自感抗，将它们一定的自感抗，将它们都折算到变压器的次级，都折算到变压器的次级

49、，用一个集中的电感用一个集中的电感L L1 1来来代替。代替。精选ppt 实际工作中，整流实际工作中，整流变压器存在漏抗，晶变压器存在漏抗，晶闸管之间的换流不能闸管之间的换流不能瞬时完成，会出现参瞬时完成，会出现参与换流的两个晶闸管与换流的两个晶闸管同时导通的现象，同同时导通的现象，同时导通的时间对应的时导通的时间对应的电角度称为换相重叠电角度称为换相重叠角角。1 1、换相重叠角、换相重叠角2.3 2.3 变压器漏抗对整流电路的影响变压器漏抗对整流电路的影响精选ppt当当tt时刻触时刻触发发时，相时，相电流不能瞬时上电流不能瞬时上升到升到d d值，相值，相电流不能瞬时下电流不能瞬时下降到零，电

50、流换降到零，电流换相需要时间相需要时间t t，换流重叠角所对换流重叠角所对应的时间为应的时间为t t=/=/在重叠角期间在重叠角期间，、同时同时导通，产生一个导通，产生一个虚拟电流虚拟电流I Ik k2 2、工作过程、工作过程2.3 2.3 变压器漏抗对整流电路的影响变压器漏抗对整流电路的影响精选pptdtdiLuukAB12 而整流输出电压为而整流输出电压为dtdiLudtdiLuukAkBd11 )(21BAuu 由图可知由图可知)(21ABBuuu ( 5.5.1 )( 5.5.2 )图中的阴影面积大小为：图中的阴影面积大小为： dIkkdiLtddtdiLs0101)( dIL1 (

51、5.5.3 )2.3 2.3 变压器漏抗对整流电路的影响变压器漏抗对整流电路的影响精选ppt1 1）换相压降）换相压降U U 3 3、参数计算、参数计算上式中上式中 是变压器每相漏感折合到二次则的漏电抗。是变压器每相漏感折合到二次则的漏电抗。23232311ddIXILSU11LX在在右右图图(a)所示的三相半波可控整流电路所示的三相半波可控整流电路中，整流输出电压为中，整流输出电压为3相波形组合（即一相波形组合（即一周期内换相周期内换相3次），每个周期次），每个周期内有内有3个阴影面积，这些阴影面积之和个阴影面积，这些阴影面积之和3S除以周期除以周期2，即为换相重叠角期间输出，即为换相重叠角

52、期间输出平均电压的减少量，称为换相压降平均电压的减少量，称为换相压降U。 换相压降换相压降U正比于负载电流正比于负载电流d d，它相当于整流电源增加了一项等，它相当于整流电源增加了一项等 效电阻效电阻 ，但这个等效内阻并不消耗有功功率。，但这个等效内阻并不消耗有功功率。 231X2.3 2.3 变压器漏抗对整流电路的影响变压器漏抗对整流电路的影响精选ppt 上式表明，当上式表明，当L Ll l或或I Id d增大时，增大时，将增大；当将增大；当增大时，增大时，减小。必须指出，如果在负载两端并联续流二极管，减小。必须指出，如果在负载两端并联续流二极管，将不会出现换流重叠的现象，因为换流过程被续流

53、二极将不会出现换流重叠的现象，因为换流过程被续流二极管的存在所改变。管的存在所改变。 2)2)、换相重叠角、换相重叠角 )62(coscos211UId(5.5.7)2.3 2.3 变压器漏抗对整流电路的影响变压器漏抗对整流电路的影响精选ppt表表: 各种整流电路换相压降和换相重叠角的计算各种整流电路换相压降和换相重叠角的计算2.3 2.3 变压器漏抗对整流电路的影响变压器漏抗对整流电路的影响精选ppt2.6 2.6 大功率可控整流电路大功率可控整流电路2.6.1 2.6.1 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路带平衡电抗器的双反星形可控整流电路 整流电路是由两个三相半波可控整流电路并联而成的，

54、由于是并联工作，可使输出电流增大一倍。交流整流变压器有两套次级绕组，同一相两个绕组缠在同一铁心柱上，接到晶闸管的那一端与接到变压器中线的那一端具有相同的同名端。其电压矢量图为两个相反的星形，所以称为双反星形。精选ppt 在图230中，如果将LB短接，则图230就变为六相半波可控整流电路。 2.6 2.6 大功率可控整流电路大功率可控整流电路2.6.1 2.6.1 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路带平衡电抗器的双反星形可控整流电路1、六相半波可控整流电路输出电压平均值为： （255） 由于六相半波可控整流电路每个晶闸管的利用率太低，仅有1/6周期在导通工作，对大电流负载来说，会对晶闸管造成极大

55、负担，所以，六相半波可控整流电路应用较少。精选ppt2.6 2.6 大功率可控整流电路大功率可控整流电路2.6.1 2.6.1 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路带平衡电抗器的双反星形可控整流电路2、带平衡电抗器的双反星形可控整流电路 LB在两组晶闸管导通中起平衡作用，所以称它为平衡电抗器。 平波电抗器的作用是使流过整流元件与变压器二次电流的波形系数Kf降低,在输出同样的直流电流Id时，可使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，晶闸管可以少并联或者不并联。精选ppt3、输出的平均电压计算 带平衡电抗器双反星形直流电路的直流输出电压ud波形是左右两组三相半波整流输出波形相邻

56、两相的平均值。由于两组三相半波整流电路并联运行，两者输出电压的瞬时值不相等，会产生不经过负载的环流电流，此环流必须由平衡电抗器LB来限制，当负载电流很小且其值与环流幅值相等时，工作电流与环流相反的晶闸管由于流过电流小于维持电流而关断，并联运行遭到破坏。 2.6 2.6 大功率可控整流电路大功率可控整流电路2.6.1 2.6.1 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路带平衡电抗器的双反星形可控整流电路精选ppt2.6 2.6 大功率可控整流电路大功率可控整流电路2.6.1 2.6.1 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路带平衡电抗器的双反星形可控整流电路3、输出的平均电压计算精选ppt3、输出的平均电

57、压计算2.6 2.6 大功率可控整流电路大功率可控整流电路2.6.1 2.6.1 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路带平衡电抗器的双反星形可控整流电路 带电阻性负载：带电阻性负载：当60时，ud波形连续，输出电压平均值为：Ud1.17U2cos 060 (259)当60120时，ud波形断续，其平均值为：(260) 精选ppt3、输出的平均电压计算2.6 2.6 大功率可控整流电路大功率可控整流电路2.6.1 2.6.1 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路带平衡电抗器的双反星形可控整流电路带电感性负载带电感性负载，当90时，输出直流平均电压为： Ud1.17U2cos 090 (261)带平衡

58、电抗器的双反星形可控整流电路的特点：（1）双反星形整流电路由两个三相半波电路并联而成，输出的整流电压波形如同六相半波电路一样，所以脉动情况比三相半波整流小得多。精选ppt2.6 2.6 大功率可控整流电路大功率可控整流电路2.6.1 2.6.1 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路带平衡电抗器的双反星形可控整流电路 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路的特点：（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，存在直流磁化问题。（3）整流变压器接成双反星形，晶闸管必须有两个同时导通，所以没有直流磁通势，变压器利用率高。（4）由于平衡电抗器得作用，使两组晶闸管并联运行，每组晶闸管承担负载

59、电流的一半。精选ppt2.6 2.6 大功率可控整流电路大功率可控整流电路2.6.1 2.6.1 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路带平衡电抗器的双反星形可控整流电路4、十二相整流 电源相数越多，整流电压中的最低次谐波频率越高，越接近直流电压，如果能得到一组相位相差30的十二相电源，便可构成十二相整流电路。我们知道，三相全控桥式整流电路相当于六相整流，所以互差30的两个三相桥并联起来，可得到十二相整流。 为了使两组三相全控桥的三相电压在相位上有30的相位差，采用一台变压器，其次级有两套三相绕组。为了使两组整流桥输出电压相等，三角形接法的绕组的匝数应该为星形接法的绕组匝数的 倍。 3精选ppt2

60、.6 2.6 大功率可控整流电路大功率可控整流电路2.6.1 2.6.1 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路带平衡电抗器的双反星形可控整流电路4、十二相整流精选ppt2.6 2.6 大功率可控整流电路大功率可控整流电路2.6.1 2.6.1 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路带平衡电抗器的双反星形可控整流电路4、十二相整流输出电压平均值Ud可根据波形进行计算，Ud的周期为30 (263) 该电路输出电压的平均值与三相全控桥式整流电路完全相同，角的移相范围也为090，波形脉动系数频率为5012600Hz，波形要比三相桥式电路平滑得多。流过晶闸管得电流波形与三相桥式整流电路相同。精选ppt2.4