整流电路第七讲ppt课件

1、2-12.3 三相可控整流电路交流侧由三相电源供电。负载容量较大，或要求直流电压脉动较小、容易滤波。最根本的是三相半波可控整流电路，运用最广是三相桥式全控整流电路。0 引言2-22.3.1 三相半波可控整流电路电路的特点：变压器二次侧接成星形得到零线，而一次侧接成三角形防止3次谐波流入电网。三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，其阴极衔接在一同共阴极接法 。这种接法触发电路有公共端，连线方便。1)电阻负载电阻负载自然换相点：二极管换相时辰为自然换相点，是各相晶闸管能触发导通的最早时辰，将其作为计算各晶闸管触发角a的起点，即a =0。b)c)d)e)f)u2Riduaubuca =0Owt1wt

2、2wt3uGOudOOuabuacOiVT1uVT1wtwtwtwtwta)2-3a=0a=0 时的任务原理分析时的任务原理分析图2-12 三相半波可控整流电路共阴极接法电阻负载时的电路及a =0时的波形 b)c)d)e)f)u2uaubuca =0Owt1wt2wt3uGOudOOuabuacOiVT1uVT1wtwtwtwtwta)R在t1 t2期间，VT1导通，ud=ua在t2 t3期间， VT2导通，ud=ub 在t3 t4期间，VT3导通，ud=uc一周期中VT1 、 VT2 、 VT3轮番导通，每管各导通120o。波形为三个相电压在正半周期的包络线。二极管换相时辰为自然换相点，是各

3、相晶闸管能触发导通的最早时辰，将其作为计算各晶闸管触发角的起点，即 =0。留意：这是三相电路和单相电路的一个区别，即三相电路触发角的起点，是以自然换相点来计算的，而不是以过零点。 自然换相点：是三个相电压的交点变压器二次绕组电流有直流分量。2-4图图2-13 2-13 三相半波可控整流电路，电阻负载，三相半波可控整流电路，电阻负载，a=30a=30时的波形时的波形a =30u2uaubucOwtOwtOwtOwtOwtuGuduabuacwt1iVT1uVT1uac特点：负载电流处于延续和断续之间的临界形状。特点：负载电流处于延续和断续之间的临界形状。l下面讨论触发角变化时的波形。2-5图2-

4、14 三相半波可控整流电路，电阻负载，a=60时的波形wwttwtwta =60u2uaubucOOOOuGudiVT1特点：负载电流断续，晶闸管导通角小于120 。从从t1t1 180 180时辰，时辰，UaUa过零变负，过零变负，a a关断，此时关断，此时VT2VT2接受正压，但由接受正压，但由于没有触发脉冲，所以未导通，于没有触发脉冲，所以未导通，因此输出电压电流均为零。直至因此输出电压电流均为零。直至VT2VT2触发脉冲的到来为止。晶闸管触发脉冲的到来为止。晶闸管VT1VT1导通角小于导通角小于120120。=150=150，整流输出电压为零，整流输出电压为零，故电阻负载的移相范围是故

5、电阻负载的移相范围是150o150o可以这样分析：其实三相半波电可以这样分析：其实三相半波电路，相当于三个单相半波电路的路，相当于三个单相半波电路的并联。对于单相电路，移相范围并联。对于单相电路，移相范围为为18001800。由于三相电路移相范围。由于三相电路移相范围的起点从换相点开场计算，所以的起点从换相点开场计算，所以为为150150。2-6整流电压平均值的计算整流电压平均值的计算1 1整流输出电压平均值的计算整流输出电压平均值的计算1 1 30 30时，负载电流延续，有时，负载电流延续，有 当当 =0 =0时，时，UdUd最大，为最大，为 。 2 2 30 30时，负载电流断续，晶闸管导

6、通角减小，此时有：时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有：当当=150=150时，时， Ud =0, Ud =0, 所以控制角的移相范围是所以控制角的移相范围是01500150 aawwaacos17. 1cos263)(sin2321226562dUUttdUU=2d0d17. 1UUU=)6cos(1675. 0)6cos(1223)(sin2321262daawwaUttdUU(2)(2)输出电流平均值为输出电流平均值为 晶闸管电流有效值晶闸管电流有效值 30 30时时 3030时时 变压器副边电流有效值和晶闸管电流有效值相等，变压器副边电流有效值和晶闸管电流有效值相等，I2= IT

7、I2= IT(3)(3)晶闸管接受的电压晶闸管接受的电压 1) 1)晶闸管接受的最大反向电压，为变压器二次线电压峰值，即晶闸管接受的最大反向电压，为变压器二次线电压峰值，即 2) 2) 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，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，即即 综合以上两点，选择综合以上两点，选择SCRSCR时，以时，以 为规范。为规范。2222362.45UUUU=RMLUIR=dd2FM2UU=26Uawwaa2cos4331)(2sin221L2656L2T=RUtdRtUI=aaawwa2sin412cos436521)(2sin221

8、L26L2TRUtdRtUI2-82阻感负载阻感负载图2-16 三相半波可控整流电路，阻感负载时的电路及a =60时的波形 特点：阻感负载，L值很大，id波形根本平直。 a30时：整流电压波形与电阻负载时一样。导通角为120。 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id近似为一条程度线。 阻感负载时的移相范围为90。udiauaubucibiciduacOwtOwtOOwtOOwtawtwt缘由是由于当缘由是由于当90时，时，Ud的波形正负对称，平均值为的

9、波形正负对称，平均值为0，失，失去意义。所以去意义。所以的移相范围为的移相范围为90。(1)(1)直流输出电压平均值直流输出电压平均值UdUd：(2)(2)输出电流输出电流( 3 )( 3 )变压器二次电流即晶闸管电流的有效值和平均值为变压器二次电流即晶闸管电流的有效值和平均值为 ( 4 )( 4 )晶闸管最大正反向电压峰值均为变压器二次线电压峰值晶闸管最大正反向电压峰值均为变压器二次线电压峰值 ddVT2577. 031IIII=2245. 26UUUU=RMFM定量计算定量计算 aawwaacos17. 1cos263)(sin2321226562dUUttdUU=ddI =U /RL56

10、6151()22663ddVTddIII d tIaawaa= 三相半波的主要缺陷在于其变压器二次电流中含有直流分量，为此其运用较少。把三只晶闸管的阳极接成公共端连在一同就构成了共阳极接法的三相半波可控整流电路，由于阴极不同电位，要求三相的触发电路必需彼此绝缘。由于晶闸管只需在阳极电位高于阴极电位时才干导通，因此晶闸管只在相电压负半周被触发导通，换相总是换到阴极更负的那一相。以下图给出了共阳极接法的三相半波可控整流和=30时的任务波形。 2.3.2 三相半波共阳极可控整流电路三相半波可控整流电路共阳极接法及波形 2-122.3.3 三相桥式全控整流电路三相桥是运用最为广泛的整流电路共阴极组共阴

11、极组阴阴极衔接在一同的极衔接在一同的3个晶闸管个晶闸管VT1，VT3，VT5共阳极组共阳极组阳阳极衔接在一同的极衔接在一同的3个晶闸管个晶闸管VT4，VT6，VT2图2-15三相桥式全控整流电路原理图导照射序： VT1VT2 VT3 VT4 VT5VT62-131带电阻负载时的任务情况带电阻负载时的任务情况当a60时，ud波形均延续，对于电阻负载，id波形与ud波形外形一样，也延续 波形图： a =0 图218 a =30 图219 a =60 图220当a60时，ud波形每60中有一段为零，ud波形不能出现负值 波形图： a =90 图221带电阻负载时三相桥式全控整流电路a角的移相范围是1

12、20( (一一) ) 带电阻负载带电阻负载1. 1.任务原理和波形分析：任务原理和波形分析：(1) =0(1) =0时的情况时的情况 对于共阴极阻的对于共阴极阻的3 3个晶闸管，阳极个晶闸管，阳极所接交流电压值最大的一个导通；所接交流电压值最大的一个导通；对于共阳极组的对于共阳极组的3 3个晶闸管，阴极个晶闸管，阴极所接交流电压值最低或者说负所接交流电压值最低或者说负得最多的导通；得最多的导通； 恣意时辰共阳极组和共阴极组中各恣意时辰共阳极组和共阴极组中各有有1 1个个SCRSCR处于导通形状。其他的处于导通形状。其他的SCRSCR均处于关断形状。均处于关断形状。 触发角触发角 的起点，依然是

13、从自然换的起点，依然是从自然换相点开场计算，留意正负方向均相点开场计算，留意正负方向均有自然换相点。有自然换相点。wwwwu2ud1ud2u2Luduabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuaucubwt1OtOtOtOta = 0iVT1uVT12-16晶闸管及输出整流电压的情况如表21所示时 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-

14、ua=ucauc-ub=ucb2、三相桥式全控整流电路的特点：、三相桥式全控整流电路的特点：1 两个两个SCR同时通构成供电回路，其中共阴极同时通构成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各有一个组和共阳极组各有一个SCR导通，且不能为同导通，且不能为同相的两个相的两个SCR否那么没有输出。否那么没有输出。2对触发脉冲的要求：对触发脉冲的要求：按按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次的顺序，相位依次差差60；共阴极组共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差的脉冲依次差120，共，共阳极组阳极组VT4、VT6、VT2也依次差也依次差120；同一相的上下两个桥臂，即同一相的上

15、下两个桥臂，即VT1与与VT4，VT3与与VT6，VT5与与VT2，脉冲相差，脉冲相差180。3 3udud一周期脉动一周期脉动6 6次，脉动频率为次，脉动频率为300Hz300Hz，每次脉动的波形，每次脉动的波形都一样，所以三相全桥电路称为都一样，所以三相全桥电路称为6 6脉波整流电路；脉波整流电路；4 4需保证同时导通的需保证同时导通的2 2个晶闸管均有脉冲：个晶闸管均有脉冲： 可采用两种方法：一种是宽脉冲触发可采用两种方法：一种是宽脉冲触发( (大于大于600600，普通为，普通为801000801000 另一种是双脉冲触发常用：在另一种是双脉冲触发常用：在UdUd的六个时间段，的六个时

16、间段，均给应该导通的均给应该导通的SCRSCR提供触发脉冲，而不论其原来能提供触发脉冲，而不论其原来能否导通。所以每隔否导通。所以每隔600600就需求提供两个触发脉冲。就需求提供两个触发脉冲。 实践提供脉冲的顺序为：实践提供脉冲的顺序为：1,2 - 2,3 - 3,4 - 4,5 - 5,6 - 6,1 - 1,21,2 - 2,3 - 3,4 - 4,5 - 5,6 - 6,1 - 1,2，不断反复。不断反复。 5 5晶闸管接受的电压波形与三相半波时一样，晶闸管接受的电压波形与三相半波时一样， 晶闸管接受最大正、反向电压的关系也一样为：晶闸管接受最大正、反向电压的关系也一样为：6 6 变压

17、器二次绕组流过正负两个方向电流，消除了变压变压器二次绕组流过正负两个方向电流，消除了变压器的直流磁化。器的直流磁化。2RMFM45. 2UUU=2-19wwwwud1ud2a = 30iaOtOtOtOtuduabuacuaubucwt1uabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuVT1 3、其他触发角的情况 =30时的任务情况晶闸管起始导通时辰推迟了30，组成ud的每一段线电压因此推迟30；2-20wwwa = 60ud1ud2uduacuacuabuabuacubcubaucaucbuabuacuaubucOtwt1OtOtuVT1 =

18、60 =60时任务情况时任务情况 ud ud波形中每段线电压的波形继续后移，波形中每段线电压的波形继续后移，udud平均值继续降低。平均值继续降低。 =60 =60时时udud出现为零的点。出现为零的点。2-21ud1ud2uduaubucuaubwtOwtOwtOwtOwtOiaiduabuacubcubaucaucbuabuacubcubaiVT1 60 60时，如时，如 =90 =90时电阻负载情况下的任务情况：时电阻负载情况下的任务情况：UdUd波形断续，当波形断续，当 =120 =120时，输出电压时，输出电压Ud =0Ud =0，三相全控，三相全控桥式整流电阻负载移向范围为桥式整流

19、电阻负载移向范围为0 0 120 120 。4) 4) 小结小结当当 60 60时，时，udud波形均延续，对于电阻负载，波形均延续，对于电阻负载，id id波形与波形与udud波形一样，也延续；波形一样，也延续；当当 60 60时，时，udud波形每波形每6060中有一段为零，中有一段为零，udud波形不能出现负值；波形不能出现负值；带电阻负载时三相桥式全控整流电路带电阻负载时三相桥式全控整流电路 角的移角的移相范围是相范围是1201205 5 参数计算参数计算 输出电压平均值输出电压平均值UdUd和输出电流平均值和输出电流平均值Id Id 由于由于=60=60是输出电压是输出电压UdUd波

20、形延续和断续的分界点，输出电压波形延续和断续的分界点，输出电压平均值应分两种情况计算：平均值应分两种情况计算：1) 601) 60 当当=0=0时，时， Ud= Ud 0 =2.34U2 Ud= Ud 0 =2.34U22) 2) 6060 当当=120=120时，时， Ud =0 Ud =0 ，所以控制角的移相范围是，所以控制角的移相范围是0120 0120 222616sin() ()2.34cos/36dUUtdtUaawwa=5622616sin() ()2.341cos()/363dUUtdtUawwa= 输出电流平均值输出电流平均值IdId 晶闸管电流有效值和变压器二次侧电流有效值

21、晶闸管电流有效值和变压器二次侧电流有效值6060时时 6060时时 2622TL6(sin)61d()UtItRaaww=566226TL6(sin)1d()UtItRaww=LddRUI= 变压器二次侧电流是晶闸管电流的变压器二次侧电流是晶闸管电流的2 2倍，因此，变压器二次侧倍，因此，变压器二次侧电流有效值为电流有效值为 晶闸管接受的最大正反向电压晶闸管接受的最大正反向电压UmUm 晶闸管接受的正反向电压的最大值为电源线电压的峰值晶闸管接受的正反向电压的最大值为电源线电压的峰值 T22II=2m6UU=a a6060时时a =0a =0 图图2 22222；a =30a =30 图图2 2

22、2323udud波形延续，任务情况与带电阻负载时非常类似。波形延续，任务情况与带电阻负载时非常类似。 各晶闸管的通断情况各晶闸管的通断情况 输出整流电压输出整流电压udud波形波形 晶闸管接受的电压波形晶闸管接受的电压波形区别在于：得到的负载电流区别在于：得到的负载电流idid波形不同。波形不同。 当电感足够大的时候，当电感足够大的时候， id id的波形可近似为一条程度的波形可近似为一条程度线。线。2-252) 阻感负载时的任务情况阻感负载时的任务情况主要包括a 60a 60时时 a =90 a =90图图2 22424阻感负载时的任务情况与电阻负载时不同。阻感负载时的任务情况与电阻负载时不

23、同。 电阻负载时，电阻负载时，udud波形不会出现负的部分。波形不会出现负的部分。 阻感负载时，阻感负载时，udud波形会出现负的部分。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带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的a a角移相角移相范围为范围为9090 。2-26图2-22 三相桥式全控整流电路带阻感负载a= 0 时的波形ud1u2ud2u2LudidwtOwtOwtOwtOuaa = 0ubucwt1uabuacubcubaucaucbuabuaciVT12-27图2-23 三相桥式全控整流电路带阻感负载a= 30 时的波形ud1a = 30ud2uduabuacubcubaucaucbuabuacwtOwtOwtOwtOidiawt1uaubuc2-28图2-24 三相桥式全控整流电路带