第3讲可控整流电路2(三相半波)

第3讲可控整流电路2(三相半波)第一页，共49页。2.2三相可控整流电路

单相可控整流电路优点：元件少，电路简单缺点：Ud脉动较大，三相电网不平衡，仅适于小容量设备三相可控整流电路三相半波三相桥式带平衡电抗器双反星形等第二页，共49页。交流测由三相电源供电。负载容量较大，或要求直流电压脉动较小、容易滤波。基本的是三相半波可控整流电路，三相桥式全控整流电路应用最广

三相交流电数学表达式为：第三页，共49页。第四页，共49页。交流测由三相电源供电。负载容量较大，或要求直流电压脉动较小、容易滤波。基本的是三相半波可控整流电路，三相桥式全控整流电路应用最广

三相交流电数学表达式为：第五页，共49页。2.2.1三相半波可控整流电路一、

电路结构: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—共阴极接法第六页，共49页。控制角α=0(相当于三个整流管情况)自然换相点二、工作原理1.电阻性负载第七页，共49页。Ta导通时刻在三相相电压正半周波形的交点t1处触发最高电压为a相，所以a相SCR导通第八页，共49页。Tb导通时刻在三相相电压正半周波形的交点t2处触发最高电压为b相，所以b相SCR导通a相承受Ua-Ub第九页，共49页。Tc导通时刻在三相相电压正半周波形的交点t3处触发最高电压为c相，所以c相SCR导通a相承受Ua-Uc第十页，共49页。控制角α=30第十一页，共49页。Ta导通时刻在换相角等于30度时Ta触发导通A相电流为id，其余为零当其电压变为零时，正好触发B相第十二页，共49页。Tb导通时刻Tb在换相角等于30度时触发导通，a相承受Ua-UbB相电流为id，其余为零第十三页，共49页。Tc导通时刻Tc在换相角等于30度时触发导通，a相承受Ua-UcC相电流为id，其余为零第十四页，共49页。Ａ相晶闸管的电压波形，由3段组成：0，uab，uac，最大电压为线电压峰值(1.414UL)。增大α值，输出整流波形后移，每管依次导通120度；α=30时，负载电流处于连续和断续之间的临界状态α≤30时工作小结第十五页，共49页。控制角30º<α<150º

以α＝60º为例第十六页，共49页。Ta导通时刻Ta导通在换相角等于60度时触发导通当其电压变为零时，Ta自然关闭A相电流为id，其余为零第十七页，共49页。Tb导通时刻Tb在换相角等于60度时触发导通，a相承受Ua-Ub当Tb电压变为零时，Tb自然关闭,此时a相晶闸管承受电压uaB相电流为id，其余为零第十八页，共49页。Tc导通时刻Tc在换相角等于60度时触发导通，a相承受Ua-Uc当Tc电压变为零时，Tc自然关闭,此时a相承受电压为uac相电流为id，其余为零第十九页，共49页。负载电流断续；晶闸管导通角小于120；晶闸管的电压波形由6段组成：0，ua,uab，ua,ua,,uac,

30º<

α<150º时工作小结第二十页，共49页。导通角与电流连续关系α<30º时，输出电压ud和输出电流id波形保持连续状态，各相晶闸管保持导通120ºα=30º正好是ud和id波形连续的临界状态，此时各相保持导通120ºα>30º时，输出电压ud和id波形出现断续，各相晶闸管导通小于120º第二十一页，共49页。SCR承受的最大电压：线电压峰值α移相范围：150º工作波形小结第二十二页，共49页。平均电压计算当a=0时，Ud最大，为整流电压平均值的计算a≤30时，负载电流连续，有：第二十三页，共49页。a>30时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有：当a=150时，Ud等于零，也说明最大导通角只能是150第二十四页，共49页。电压量关系图第二十五页，共49页。负载电流计算负载电流平均值为晶闸管轮流导通，所以平均值为负载的三分之一第二十六页，共49页。晶闸管电压额定值计算晶闸管承受的最大反向电压，为变压器二次线电压峰值，即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，即第二十七页，共49页。晶闸管电流有效值即为变压器次绕组电流有效值当α≤30º时当30º<α<150º时当α=150º时晶闸管电流额定值计算第二十八页，共49页。电流量关系图第二十九页，共49页。例：某电解装置系电阻性负载，要求输出电压Ｕd=220V,输出电流Id=400A,采用经整流变压器的三相半波可控整流电路,电源是三相380V的交流电网,考虑,估算此时整流变压器的二次容量,并与的二次容量比较,然后加以说明。第三十页，共49页。解：由于整流输出平均电压为则变压器二次相电流有效值第三十一页，共49页。则第三十二页，共49页。说明可控整流电路的设计，应尽量在较小的控制角下运行。这样，在输出同样大小负载电流时，使整流晶闸管电流和变压器二次电流、电压有效值较小，可以降低器件和变压器的额定容量。第三十三页，共49页。二.电感性负载设L足够大，id连续；导通角：120度；第三十四页，共49页。整流电压波形与电阻负载时相同。导通角：

120度；SCR承受最大电压：线电压峰值

a≤30时：第三十五页，共49页。Ta导通在换相角等于60度时触发导通当其电压变为零时，Ta继续导通A相电流为id，其余为零a>30时：第三十六页，共49页。Tb在换相角等于60度时触发导通，a相承受Ua-Ub当Tb电压变为零后，Tb继续导通，a相承受Ua-UbB相电流为id，其余为零第三十七页，共49页。Tc在换相角等于60度时触发导通，a相承受Ua-Uc当Tc电压变为零后，Tc继续导通，a相承受Ua-Ucc相电流为id，其余为零第三十八页，共49页。平均电压计算当a=0º时，Ud最大，为当a=90º时，Ud为零所以移相范围内90º整流电压平均值的计算在电流连续条件下，晶闸管导通120时，第三十九页，共49页。晶闸管电流额值计算变压器二次电流即晶闸管电流的有效值为晶闸管的额定电流为第四十页，共49页。晶闸管最大正、反向电压峰值均为变压器二次线电压峰值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。第四十一页，共49页。电压关系图Ud/U2与a成余弦关系，如图中的曲线所示三相半波可控整流电路Ud/U2随a变化的关系1－电阻负载2－电感负载

第四十二页，共49页。三相半波共阳极可控整流电路三个SCR的阳极相连输出电压的负端零线--输出电压的正端相电压最低的SCR触发导通第四十三页，共49页。Ta导通时刻在三相相电压负半周波形的交点后α角处触发最低电压为a相，所以a相SCR导通第四十四页，共49页。Tb导通时刻在三相相电压负半周波形的交点后α角处触发最低电压为b相，所以b相SCR导通第四十五页，共49页。Tc导通时刻在三相相电压负半周波形的交点后α角处触发最低电压为c相，所以c相SCR导通第四十六页，共49页。三相半波可控整流电路特点电路简单：

SCR元件少，接线简单，只需三套触发电路，控制较容易。变压器利用率低变压器每绕组只有三分之一周期流过电流，存在直流磁势（直流偏磁），须加大变压器铁心的截面积（为避免铁心饱和），故该电路一般用于中小容量的设备上。第四十七页，共49页。总结․