三相整流电路

1、，2.1三相半波相控制整流电路2.2三相全控制桥式相位控制整流电路2.3变压器漏电电阻对整流电路的影响2.4集成触发电路实践和事故问题，2章三相控制整流电路，2.1.1电阻负载三相半波长(也称为三相零)相位控制整流电路图2-1(a)。在此图中，TR是直接供电到三相四线电源的整流变压器。三个晶闸管阴极连接在一起，称为公用阴极连接，它被广泛使用，因为当触发电路有公用线时连接起来更方便。2.1三相半波长相位控制整流电路，图2-1三相半波长控制整流电路电阻负载=0点波形(a)电路；(b)电源上电压；(c)触发脉冲；(d)输出电压、电流；(e)晶闸管V -1的电流；(f)晶闸管V -1的电压(图2-1(

2、b)是电源相位电压波形，三相电压正反主交点是执行整流的自然转换器点，即每个相位晶闸管可以触发传导活动的最快时间(1点开始于a相电压uare的原点/6)，该点开始于控制角度的原点/6)如果V1管被1触发(t1存在的时间)，则V1管由1连接，a相电压从负载中获得。同样，如果以120电气角度(T2小时)触发V2管，则V2传导，V1由逆压力关闭，负载取得b相电压。T3触发V3传导，当V2关闭时，负载会取得c相电压。这样循环。输出电压ud是三相交流相电压正弦周包络脉动直流电压，与半控制整流相同。在一个周期内，ud有3个脉动，脉动的最大频率为150 Hz。可以看出，三相触发脉冲间隔120电角，在一个周期内

3、，三相电源依次为负载供电，每个相位晶闸管传导120，负载电压连续。图2-1(e)是通过a相晶闸管V1的电流波形，其他两相晶闸管的电流波形与此相同，相位相差120。变压器绕组中流动的直流脉动电流在一个周期中只能工作每相绕组的三分之一周期，因此存在变压器铁心直流磁化和利用率不高的问题。图2-1(f)是V1的电压波形。V1指南为0。V2传导，V1为线路电压uab能忍受；V3传导，V1可以承受线路电压UAC。其他两种晶闸管的电压波形形式相同，只是相位相差120步。图2-2三相半波控制整流电路电阻负载=30点波形(a)电源电压；(b)触发脉冲；(c)输出电压、电流；(d)晶闸管的电流，图2-2显示了=3

4、0的波形。V3通过c相电压UC传递给负载；电源通过自然转换器点t0时V1的触发脉冲ug1尚未到来，因此不可传导，UC仍然大于0，因此V3不能关闭并继续传导；直到T1为止，ug1触发了V1传导，V3触发了逆压力阻塞，负载电流触发了从c到a的切换。以后这样循环。如图2-2所示，这是在一个周期中，每个管道仍然传导120的负载电流的连续临界状态。图2-3显示了=60小时波形、V3操作、电路输出c相电压UC。V3在UC变成负0时受到逆压力而结束。此时，V1可以承受正向电压，但其触发脉冲ug1还没有来，无法通过它接近。此后，在ug1到达之前，每个阶段都不能正确传送，输出电压电流为零。Ug1到来时，V1传导

5、，输出电压依次循环到a相电压ua。控制角度持续增加，整流电路输出电压ud持续降低。=150时，ud减少到0。图2-3三相半波控制整流电路电阻负载=60的波形电源电压；(b)触发脉冲；(c)输出电压、电流；(d)晶闸管的电压为(1)控制角度=0时，输出电压最大。提高，降低输出电压；=150时，输出电压为0，因此最大相移范围为150。30时，电流(压力)连续，每个相位晶闸管的传导角度为120，30时，电流(电压)间断，传导角度小于120，传导角度为150。，(2)由于每个相位的电导率相同，因此只需在三分之一周期内计算电路输出电压的平均值，即在一个周期内计算电路输出的平均值。值为30时，电流电压连续

6、，输出直流电压平均Ud为030，样式U2为变压器二次相位电压有效值。如图2-3所示，在3050中，电路输出电压ud、输出电流id波形间歇性地进行。输出电压的平均值为3050，(3)负载电流的平均Id为I，通过每个晶闸管的平均电流IdV，通过每个晶闸管电流的有效值为030，0150，(4)如图2-1(f)所示，晶闸管所承受的最大反向电压为电源相位电压峰值，2.1.2大电感负载，图2-4三相半波控制整流电路大电感负载=60点波形(a)电路；(b)输出电压；(c)触发脉冲；(d)输出电流；(e)晶闸管的电压可以自上而下分析。(1)图2-4表明，晶闸管所承受的最大正负电压均为导线电压峰值，不同于电阻负

7、载时晶闸管所承受的正向电压。(2)输出电压的平均ud可以通过Ud波形在/6 5/6内积分得到，负载电流的平均Id是通过晶闸管的电流的平均值和有效值。图2-5三相半波控制整流电路电感负载带连续流动二极管存在时的波形(a)电路；(b)输出电压；(c)输出电流，显然，ud的波形是纯电阻负载时，Ud的计算公式与电阻负载时相同。一个周期内晶闸管的传导角度T=150-。重排二极管在一个周期中传导三次，因此导向角VD=3(-30)。通过晶闸管的平均电流和电流的有效值分别是通过维京二极管的电流的平均值和有效值是2.1.3逆电流负载串联扁平电抗器的电动机负载是逆电流负载。如果电感l足够大，则负载电流id的波形类

8、似于直线，电路输出电压ud的波形类似于大电感负载。但是，如果l不够大，或者负载电流太小，不足以维持l中存储的磁场能量连续电流，则ud的波形出现为逆电流e形成的阶梯，Ud不再与以前的计算公式相匹配。2.1.4总阳极整流电路图2-6(a)所示的电路是连接三个晶闸管阳极的三相半波控制整流电路，这称为共同阳极连接。此连接可以徐璐连接散热器，但三个触发电源必须徐璐绝缘。在共同阳极连接中，晶闸管在阴极电位为负、触发脉冲存在时传导，整流总是用阴极电位更负的东西代替。相位电压的负伴奏交点是公共阳极连接的自然转换器点。总阳极整流电路的运行、波形和两者的关系与输出极性相反，但输出电压、电流波形和三个晶闸管的电流波

9、形均为负值，如图2-6(b)、(c)、(d)、(e)、(f)所示。在大电感负载下，Ud计算为Ud=-1.17U2cos (2-15)式的负值，表示电源零线是负载电压的正值。三相半波控制整流电路仅使用三个晶闸管，布线简单，与单相电路相比，输出电压脉动少，输出功率大，三相平衡。但是整流变压器二次绕组在一个周期内的过流变压器利用率只有三分之一。此外，变压器二次绕组的电流是单向的，直流元件在磁路中会产生直流不平衡磁电势，从而导致额外损失。如果不使用变压器，则中心线电流较大，而交流侧的直流电流组件可能会对电网造成额外损失。因此，此电路通常用于较小容量的设备。如图2-7所示，三相半波共同阳极控制整流电路和

10、波形，三相全控制桥式整流电路由一组三相半波控制整流电路和一组三相半波控制整流电路组成。因此，整流器输出电压的平均Ud是三相半波整流的两倍，对于大电感负载，类型U2l是变压器二次配线电压有效值。，与2.2三相全控制桥式相位控制整流电路、图2-7三相桥式全控制整流电路、三相半波电路相比，在输出电压相同的情况下，三相桥式整流电路将对晶闸管最大正向和反向电压的要求降低了一半。如果输入电压相同，则输出电压Ud比三相半波控制整流时高两倍。此外，由于电源电压在0.5周内循环，因此通过变压器二次绕组的电流为正。总阳极组克服了电压在半周传导，通过变压器二次绕组的电流为负，因此在一个周期中，变压器绕组提高了导电时

11、间，没有直流流，三相半波可控整流电路降低了直流磁化和变压器利用率的缺点。图2-8三相全控制桥式整流电路大电感负载=0点波形(a)输入电压；(b)晶闸管的传导情况；(c)触发脉冲；(d)输出电压；(e)变压器二次电流和电源线电流；(f)晶闸管的电压，2.2.1工作原理，图2-8三相全控制桥式整流电路大电感负载=0时波形(a)输入电压；(b)晶闸管的传导情况；(c)触发脉冲；(d)输出电压；(e)变压器二次电流和电源线电流；(f)晶闸管的电压，图2-8三相全控制桥式整流电路大电感负载=0时波形(a)输入电压；(b)晶闸管的传导情况；(c)触发脉冲；(d)输出电压；(e)变压器二次电流和电源线电流；

12、(f)晶闸管的电压以60为间隔分为6段，便于分析。在段落(1)中，a相电位ua最高，总阴极组中的V1具有最低传导，b相电位ub，总阳极组中的V6具有传导，电流路径触发uaV1R(L)V6ub。变压器a、b两相运行，共用阴极组的a相电流ia为正，共用阳极组的b相电流IB为负，输出电压为线路电压ud=uab。在分段(2)期间，ua仍然最高，V1继续传导电，而UC成为最负，电源通过自然转换器点时，V2传导，c上电压低于b上电压，V6被逆电压关闭，电流由b替换为c上。电流路径为uav11r (l) v2uc。变压器a，c两相运行，共用阴极组a相电流I为正，共用阳极组c相电流IC为负，输出电压为线电压u

13、d=uac，b为(3)段中最高，共用阴极组因b相电压高于a相电压而通过自然转换器点时触发V3传导，V1管由逆电压关闭，电流为(3)继续引导，因为V2 UC仍然是最低的。电流路径为ubV3R(L)V2uc。变压器b、c两相运行，公用阴极组的b相电流IB为正，公用阳极组的c相电流IC为负，输出电压为线路电压ud=ubc。下一段是段落(4)中的输出电压ud=uba中选择所需的构件。段落(5)中的电压ud=uca输出。在段(6)中输出电压ud=ucb。稍后重复上述过程。通过以上分析，三相全控制桥式整流电路晶闸管的传导变换器顺序为V6V1V2V3V4V5V6。电路输出电压ud的波形如图2-8(d)所示。

14、以上分析表明：(1)三相全控制桥式整流电路必须始终有两个不同的晶闸管同时传导组，才能构成电路。转换器每120分钟仅在此组中执行一次。总阴极位于总阳极组转换器点60处，因此每60分钟有一个元素转换器。同一组中的每个晶闸管的触发脉冲相位差为120，继同一相之后，两个元素的触发脉冲相位差为180，相邻两个脉冲的相位差为60。图2-8(b)、(c)中所示的组件传导和触发脉冲情况。2.2.2结果分析，(2)在整流器启动时，总音量和总音量之间分别在晶闸管传导或电流中断后，重新引出使其关闭的晶闸管，需要在两组中的一对晶闸管中同时添加触发脉冲。这可以使用宽脉冲(大于60且小于120，通常具有80100)或双窄

15、脉冲(每个晶闸管在一个周期内连续触发两次，两次脉冲间隔为60)来实现。双窄脉冲触发方法如图2-8(c)所示。双窄脉冲触发电路虽然复杂，但可以减少触发电路功率和脉冲变压器体积，因此使用更多。(3)整流器输出电压ud由线路电压波头UAB、UAC、UBC、uba、UCA和UCB组成，其波形是上述线路电压的包络。可以看出，三相全控制桥式整流电压ud在一个周期中脉动6次，脉动频率为300 Hz，比三相半波大2倍(相当于6相)。(4)图2-8(e)显示了通过变压器的二次电流和电源线电流的波形。如图所示，变压器使用/Y连接，表示电源线上的电流具有相同正负面积的阶梯波，更接近正弦波，谐波影响较小，因此整流电路

16、中三相变压器使用更多的/Y或Y/连接。(5)图2-8(f)显示了晶闸管所承受的电压波形。如图中所示，(1)，(2)在两段的120范围内，V1导向导致V1接收的电压为零。(3)，(4)由于V3引线在两段120范围内，V1管为反向线路电压uab能忍受。由于V5导向，(5)，(6)在两个段的120范围内，V1管道接收反向线路电压UAC。也可以分析其他管子接收的电压。如果改变，管电压波形也会有规律地改变。晶闸管所能承受的最大正负电压是线路电压的峰值。即，(6)脉冲的相移范围在大电感负载下为090。注意，当电路连接到电阻负载时，波形为60时，波形间歇中断，晶闸管的传导功能在线路电压超过0后保持逆方向之前

17、不会关闭。相移范围为0120。(7)通过晶闸管的电流等于三相半波，电流的平均值和有效值分别为0时，每个晶闸管在自然转换器点上不执行转换器，而是向后移动一个角度来启动转换器。图2-9、2-10、2-11是=30、60、90小时电路的波形。如图所示，在60处，ud的波形是正值，分析方法与=0相同。在60时，因电感l的刘涛电位的作用，ud的波形显示为负值，但是正面积大于负面积，平均电压Ud仍然为正值。=90时，正值，负值区域相同，输出电压Ud=0。图2-9三相全控制桥式整流电路大电感负载=30时电压波形，图2-10三相全控制桥式整流电路大电感负载，图2-11三相全控制桥式整流电路大电感负载=90时电压波形，2.3.1整流过程中输出电压三相半波控制整流大电感负载，图2在整流(即转换器)时，由于漏电电阻，电流不能变质，电流不能变化，因此存在变化过程。2.3变压器漏电电阻对整流电路的影