电力电子技术课件

2.2三相可控整流电路虽然单相可控整流电路具有线路简单，维护、调试方便等优点，但输出整流电压脉动大，又会影响三相交流电网的平衡。因此，当负载容量较大（一般指4KW以上），要求的直流电压脉动较小时，通常采用三相可控整流电路。

先重点介绍三相半波可控整流电路不同负载时的组成、工作原理、波形分析、电路各电量的计算等，然后再介绍三相桥式全控整流电路。

2.2.1三相半波可控整流电路

一.电阻性负载1.

三相半波不可控整流电路二极管换相时刻(1、3、5点)为自然换相点，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

=02.

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）α角的起始点不再是坐标原点，而是自然换相点1、3、5点处。

3.工作原理（1）α≤30°时输出的电压、电流的波形都是连续的（2）输出电压断续

晶闸管的导通角是150°-α。

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。

4.数量关系：（1）直流输出电压的平均值Ud当α=0°时，Ud最大，为

时，Ud最小，为0。（2）直流输出电流的平均值Id（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。二.电感性负载ud波形没有出现负值，电流也是连续的

ud的波形出现了负值，电流id的波形既连续又平稳

α=90°时，ud的波形的正负面积相等

数量关系：（1）直流输出电压的平均值Ud（2）直流输出电流的平均值Id（3）变压器相电流和流过一只晶闸管的电流（4）晶闸管承受的最大正反向电压

（5）有效移相范围是

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。特点：阻感负载，L值很大，id波形基本平直a≤30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90四.共阳极三相半波可控整流电路三.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。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150Hz。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120°。

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。2.2.2三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）一.电阻性负载ωt1～ωt2：在ωt1时刻，给VT1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VT6已导通。

ωt2～ωt3：u相相电压uu仍是最高，w相相电压uw为最负，在2点，给晶闸管VT2加触发脉冲，使其导通。ωt3

～ωt4

：VT3和VT2导通，ud=uvwωt4～ωt5：VT4和VT3导通，ud=uvuωt5～ωt6：VT5

和VT4导通,ud=uwuωt6～ωt7：VT6

和VT5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特点:晶闸管的触发导通顺序为VT1→VT2→VT3→VT4→VT5→VT6→VT1。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60°，小于120°，一般80°～100°。

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60°，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。

不同α角时的输出波形

导通时间比α=0°时推迟了30°正负各120°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α≤60°，ud和id的波形就是连续的。

VT4导通

α角的移相范围是0°～120°

当α＞60°时ud的波形就出现断续了,每个线电压输出小于60°

30°VT1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。小结当a≤60时，ud波形连续，对于电阻负载，id波形与ud波形形状一样，也连续当a>60时，ud波形中有一段为零，ud波形不能出现负值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。

3.数量关系

（1）直流输出电压的平均值Ud（2）直流输出电流的平均值Id（3）流过一只晶闸管的电流（4）变压器二次侧绕组的电流有效值I2

（5）晶闸管承受的最大正反向电压

（在相同输出时，为三相半波的一半）

（6）有效移相范围（电感）是

三相桥式全控整流电路小结：

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次，基波频率为300Hz。相同U2时，输出电压为半波时的两倍。5.变压器利用率高，二次侧每周期有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，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。6.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.单相可柄控整流睁电路三相馋可控世整流枣电路返回返回返回2.千3名变馆压器乱漏感骡对整宗流电甜路的暗影响变压纳器绕娘组上讽总是配存在天有一慕定的捆漏感聪的，践交流避回路僻也会迁有一冈定的负自感而，将戚所有将这些篮电感辉都折是算到杏变压毁器的慨二次插侧，块用一覆个集播中的挖电感耳来LT代替铸。电流的陆换相是巧不可能留在瞬时掩完成的疮，而要贴有一个任过程，金即经过铲一段时阴间，这乡丰个过程臭就称为换相睬过程。换相居过程标对应找的时城间常底用相形应的井电角献度来嫩表示躬，称膨为换相绒重叠浙角，用γ来表示多。一.换流期奔间的整派流输出拣电压ud电流换树相的过碌程中，镇两相的探晶闸管镰都导通就，相当坑于两相得短路，错两相之朵间的电效位差（骆瞬时值砖）即为油短路电历压用uk表示文如假想的婶短路电沸流ik:换相芽前:换相中锡:换相鲜后:教材中买用LB表示换相期办间换流尘回路的春电压方忠程式为换相刑期间涂的整皱流输招出电叔压的旷瞬时扔值ud就变粪为二.换哥相压降岔的计算XT是变压备器每相蜘折算到白二次侧骗的漏抗岛，且XT=ωLT如果是m脉波枪电路叛，其爹换相不压降屈可表汽示为三.考虑了裕变压器渔漏抗后脊的整流桥电压为Ud0为整流后电路理虾想情况姓下，当α=0伴°时的哑输出宽电压轧平均咽值。上面三枪相半波令电路的荷输出电际压就变筝为四.对换相聪重叠角γ的计重算移相骡得：当α角为笨某一添固定崇值时胆，则XT越大换普相重叠腔角γ越大析；Id越大俗换相搞重叠而角也差越大赔。例三相桥兼式全控眠整流电消路，带返电感性例负载，伍其中R=5素Ω，L甜=∞，变压器袖二次侧稿电压有泊效值为堂220V，折算尽到变衫压器创二次悦侧的缴每相通漏感数为LT=2m汽H。求当冠时α=3巨0°：径（1）换相压垫降；（裁2）输切出电压怒；（3千）负载勉上的电患流；（光4）流酒过晶闸肝管的电楚流的平洪均值和窗有效值恼；（5谈）换相太重叠角γ。解：旧直流哄回路胡的电貌压平铃衡方灾程式圈为将此结忙果及已盾知条件逮代入上翠面的电逐压平衡乱方程式设，可求赵出流过晶念闸管的晃电流的汇平均值丘和有效饲值为解得：回顾有物关知识菊：1.抛直流开电动步机的秘转速搬特性2.直场流电动缺机的转甘矩特性3.直纠流电动岗机的机茧械特性4.方直流气电动奴机的他制动拨方式5.直座流电动碌机的四耳象限运忠行2.6舌大标功率可京控整流制电路带平欲衡电蜂抗器管的双理反星易形可博控整轻流电全路三相桥富式全控棉整流电苦路的特忌点（1）炸两个管穷子同时滨导通形临成供电替回路，深其中共风阴极组书和共阳具极组各遥1只，苦且不能东为同一趋相器件（2钉）对墙触发谋脉冲北的要毛求：按VT1-VT2-V祥T3-V喉T4-VT5-V展T6的顺序刻，相位汽依次差爪60共阴极滴组VT1、VT3、VT5的脉活冲依链次差仇12温0，共故阳极孔组VT4、V骡T6、V充T2也依托次差稼12沃0同一相位的上下肠两个桥左臂，即VT1与VT4，V遥T3与VT6，VT5与VT2，脉冲诱相差陵18恩0