整流电路第七讲

1、（2-1）,2.3 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。 最基本的是三相半波可控整流电路，应用最广是三相桥式全控整流电路。,0 引言,（2-2）,2.3.1 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 。 这种接法触发电路有公共端，连线方便。,1)电阻负载,自然换相点： 二极管换相时刻为自然换相点，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 =0。,a),（2-3）,a=0时的工作

2、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),u,2,u,a,u,b,u,c,a,=0,O,w,t,1,w,t,2,w,t,3,u,G,O,u,d,O,O,u,ab,u,ac,O,i,VT,1,u,VT,1,w,t,w,t,w,t,w,t,w,t,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轮流导通，每管各导通120o。波形为三个相电压在正半周期的包络线。 二极管换相时刻为自然换相点，是各相晶闸管能触发

3、导通的最早时刻，将其作为计算各晶闸管触发角的起点，即 =0。 注意：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2-13 三相半波可控整流电路，电阻负载，a=30时的波形,特点：负载电流处于连续和断续之间的临界状态。,下面讨论触发角变化时的波形。,（2-5）,图2-14 三相半波可控整流电路，电阻负载，a=60时的波形,特点：负载电流断续，晶闸管导通角小于120 。,从t1 180时刻，Ua过零变负，a关断，此时VT2承受正压，但由于没有触发脉冲，所以未导通，因

4、此输出电压电流均为零。直至VT2触发脉冲的到来为止。晶闸管VT1导通角小于120。 =150，整流输出电压为零，故电阻负载的移相范围是150o 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并联。对于单相电路，移相范围为1800。由于三相电路移相范围的起点从换相点开始计算，所以为150。,（2-6）,整流电压平均值的计算,（1）整流输出电压平均值的计算 1） 30时，负载电流连续，有 当 =0时，Ud最大，为 。 2） 30时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有： 当=150时， Ud =0, 所以控制角的移相范围是0150,(2)输出电流平均值为 晶闸管电流有效值 30时 30

5、时 变压器副边电流有效值和晶闸管电流有效值相等，I2= IT (3)晶闸管承受的电压 1)晶闸管承受的最大反向电压，为变压器二次线电压峰值，即 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，即 综合以上两点，选择SCR时，以 为标准。,（2-8）,2）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波形基本平直。 a30时：整流电压波形与电阻负载时相同。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

6、一定的脉动，但为简化分析及定量计算，可将id近似为一条水平线。 阻感负载时的移相范围为90。,u,d,i,a,u,a,u,b,u,c,i,b,i,c,i,d,u,ac,O,w,t,O,w,t,O,O,w,t,O,O,w,t,a,w,t,w,t,原因是由于当90时，Ud的波形正负对称，平均值为0，失去意义。所以的移相范围为90。,(1)直流输出电压平均值Ud： (2)输出电流 ( 3 )变压器二次电流即晶闸管电流的有效值和平均值为 ( 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,定量计算,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。,把三只晶闸管的阳极接成公

7、共端连在一起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须彼此绝缘。由于晶闸管只有在阳极电位高于阴极电位时才能导通，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。下图给出了共阳极接法的三相半波可控整流和=30时的工作波形。,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,（2-12）,2.3.3 三相桥式全控整流电路,三相桥是应用最为广泛的整流电路,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）,图2-15三相桥式 全控整流电路原理

8、图,导通顺序： VT1VT2 VT3 VT4 VT5VT6,（2-13）,1）带电阻负载时的工作情况,当a60时，ud波形均连续，对于电阻负载，id波形与ud波形形状一样，也连续 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120,(一) 带电阻负载,1.工作原理和波形分析： (1) =0时的情况 对于共阴极阻的3个晶闸管，阳极所接交流电压值最大的一个导通； 对于共阳极组的3个晶闸管，阴极所接交流电压值最

9、低（或者说负得最多）的导通； 任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个SCR处于导通状态。其余的SCR均处于关断状态。 触发角的起点，仍然是从自然换相点开始计算，注意正负方向均有自然换相点。,（2-16）,晶闸管及输出整流电压的情况如表21所示,2、三相桥式全控整流电路的特点： （1 ）两个SCR同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各有一个SCR导通，且不能为同相的两个SCR（否则没有输出）。 （2）对触发脉冲的要求： 按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60； 共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120； 同

10、一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180。,（3）ud一周期脉动6次，脉动频率为300Hz，每次脉动的波形都一样，所以三相全桥电路称为6脉波整流电路； （4）需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲： 可采用两种方法：一种是宽脉冲触发(大于600，一般为801000） 另一种是双脉冲触发（常用）：在Ud的六个时间段，均给应该导通的SCR提供触发脉冲，而不管其原来是否导通。所以每隔600就需要提供两个触发脉冲。 实际提供脉冲的顺序为：1,2 - 2,3 - 3,4 - 4,5 - 5,6 - 6,1 - 1,2，不断重复。 （5）晶闸管承受的电压波形与三相半

11、波时相同， 晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同为： （6） 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。,（2-19）,3、其他触发角的情况 =30时的工作情况 晶闸管起始导通时刻推迟了30，组成ud的每一段线电压因此推迟30；,（2-20）, =60时工作情况 ud波形中每段线电压的波形继续后移，ud平均值继续降低。 =60时ud出现为零的点。,（2-21）, 60时，如 =90时电阻负载情况下的工作情况： Ud波形断续，当 =120时，输出电压Ud =0，三相全控桥式整流电阻负载移向范围为0 120 。,4) 小结 当 60时，ud波形均连续，对于电阻负载，id波形与u

12、d波形一样，也连续； 当 60时，ud波形每60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 角的移相范围是120,5 参数计算 输出电压平均值Ud和输出电流平均值Id 由于=60是输出电压Ud波形连续和断续的分界点，输出电压平均值应分两种情况计算： 1) 60 当=0时， Ud= Ud 0 =2.34U2 2) 60 当=120时， Ud =0 ，所以控制角的移相范围是0120,输出电流平均值Id 晶闸管电流有效值和变压器二次侧电流有效值 60时 60时,变压器二次侧电流是晶闸管电流的2倍，因此，变压器二次侧电流有效值为 晶闸管承受的最大正反向电压Um 晶闸管承受的

13、正反向电压的最大值为电源线电压的峰值,（2-25）,a60时（a =0 图222；a =30 图223） ud波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相似。 各晶闸管的通断情况 输出整流电压ud波形 晶闸管承受的电压波形 区别在于：得到的负载电流id波形不同。 当电感足够大的时候， id的波形可近似为一条水平线。,2) 阻感负载时的工作情况,主要 包括,a 60时（ a =90图224） 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。 阻感负载时，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90 。,（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,（2-27）,图2-23 三相桥式全控整流电路带阻感负载a= 30 时的波形,（2-28）,图2-24 三相桥式全控整流电路带阻感负载a= 90 时的波形,（2-29）,3) 定量分析,当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负载a60时）的平均值为：,带电阻负载且a 60时，整流电压平均值为：,输出电流平均值为 ：Id=Ud /RL,a =0时，Ud0=2.34U2，当a =0时，Ud=0，控