三相橋式全控整流電路

1、1主電路的原理1.1 主電路其原理圖如圖1所示。                            圖1 三相橋式全控整理電路原理圖習(xí)慣將其中陰極連接在一起的3個晶閘管（VT1、VT3、VT5）稱為共陰極組；陽極連接在一起的3個晶閘管（VT4、VT6、VT2）稱為共陽極組。此外，習(xí)慣上希望晶閘管

2、按從1至6的順序?qū)?，為此將晶閘管按圖示的順序編號，即共陰極組中與a、b、c三相電源相接的3個晶閘管分別為VT1、VT3、VT5，共陽極組中與a、b、c三相電源相接的3個晶閘管分別為VT4、VT6、VT2。從后面的分析可知，按此編號，晶閘管的導(dǎo)通順序為 VT1VT2VT3VT4VT5VT6。1.2 主電路原理說明整流電路的負(fù)載為帶反電動勢的阻感負(fù)載。假設(shè)將電路中的晶閘管換作二極管，這種情況也就相當(dāng)于晶閘管觸發(fā)角=0o時的情況。此時，對于共陰極組的3個晶閘管，陽極所接交流電壓值最高的一個導(dǎo)通。而對于共陽極組的3個晶閘管，則是陰極所接交流電壓值最低（或者說負(fù)得最多）的一個導(dǎo)通。

3、這樣，任意時刻共陽極組和共陰極組中各有1個晶閘管處于導(dǎo)通狀態(tài)，施加于負(fù)載上的電壓為某一線電壓。此時電路工作波形如圖2所示。                             圖2 反電動勢=0o時波形=0o時，各晶閘管均在自然換相點處換相。由圖中變壓器二繞組相電壓與線電壓波形的對應(yīng)關(guān)系看出，各

4、自然換相點既是相電壓的交點，同時也是線電壓的交點。在分析ud的波形時，既可從相電壓波形分析，也可以從線電壓波形分析。從相電壓波形看，以變壓器二次側(cè)的中點n為參考點，共陰極組晶閘管導(dǎo)通時，整流輸出電壓 ud1為相電壓在正半周的包絡(luò)線；共陽極組導(dǎo)通時，整流輸出電壓ud2為相電壓在負(fù)半周的包絡(luò)線，總的整流輸出電壓ud = ud1ud2是兩條包絡(luò)線間的差值，將其對應(yīng)到線電壓波形上，即為線電壓在正半周的包絡(luò)線。直接從線電壓波形看，由于共陰極組中處于通態(tài)的晶閘管對應(yīng)的最大（正得最多）的相電壓，而共陽極組中處于通態(tài)的晶閘管對應(yīng)的是最?。ㄘ?fù)得最多）的相電壓，輸出整流電壓ud為這兩個相電壓相減，是線電

5、壓中最大的一個，因此輸出整流電壓ud波形為線電壓在正半周的包絡(luò)線。由于負(fù)載端接得有電感且電感的阻值趨于無窮大，電感對電流變化有抗拒作用。流過電感器件的電流變化時，在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動勢Li，它的極性事阻止電流變化的。當(dāng)電流增加時，它的極性阻止電流增加，當(dāng)電流減小時，它的極性反過來阻止電流減小。電感的這種作用使得電流波形變得平直，電感無窮大時趨于一條平直的直線。為了說明各晶閘管的工作的情況，將波形中的一個周期等分為6段，每段為60o，如圖2所示，每一段中導(dǎo)通的晶閘管及輸出整流電壓的情況如表所示。由該表可見，6個晶閘管的導(dǎo)通順序為VT1VT2VT3VT4VT5VT6。表1三相橋式全控整流電路電阻負(fù)

6、載=0o時晶閘管工作情況時 段共陰極組中導(dǎo)通的晶閘管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共陽極組中導(dǎo)通的晶閘管VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流輸出電壓udua-ub=uabua-uc=uacub- uc=ubcub- ua=ubauc- ua=ucauc-ub=ucb圖3 給出了=30o時的波形。從t1角開始把一個周期等分為6段，每段為60o與0o時的情況相比，一周期中ud波形仍由6段線電壓構(gòu)成，每一段導(dǎo)通晶閘管的編號等仍符合表1的規(guī)律。區(qū)別在于，晶閘管起始導(dǎo)通時刻推遲了30o,組成ud 的每一段線電壓因此推遲30o，ud平均值降低。晶閘管電壓波形也相應(yīng)發(fā)生變化如圖

7、所示。圖中同時給出了變壓器二次側(cè)a相電流 ia 的波形，該波形的特點是，在VT1處于通態(tài)的120o期間，ia為正，由于大電感的作用，ia波形的形狀近似為一條直線，在VT4處于通態(tài)的120o期間，ia波形的形狀也近似為一條直線，但為負(fù)值。 圖3 =30o時的波形 由以上分析可見，當(dāng)60o時，ud波形均連續(xù)，對于帶大電感的反電動勢，id波形由于電感的作用為一條平滑的直線并且也連續(xù)。當(dāng)60o時，如90o時電阻負(fù)載情況下的工作波形如圖4所示，ud平均值繼續(xù)降低，由于電感的存在延遲了VT的關(guān)斷時刻，使得ud的值出現(xiàn)負(fù)值，當(dāng)電感足夠大時，ud中正負(fù)面積基本相等，ud

8、平均值近似為零。這說明帶阻感的反電動勢的三相橋式全控整流電路的角的移相范圍為90度。 圖490o時的波形2 各參數(shù)的計算2.1 輸出值的計算  三相橋式全控整流電路中，整流輸出電壓的波形在一個周期內(nèi)脈動6次，且每次脈動的波形相同，因此在計算其平均值時，只需對一個脈波（即1/6周期）進行計算即可。此外，因為所以電壓輸出波形是連續(xù)的，以線電壓的過零點為時間坐標(biāo)的零點，可得整流輸出電壓連續(xù)時的平均值為。 (4-1)2.2 輸出波形的分析  時的輸出波形如圖11所示。圖11 整流電路的輸出波形 

9、;    如圖11所示，從t1時刻開始把一個周期等分為6份，在Wt1時刻共陰極組VT1晶閘管接受到觸發(fā)信號導(dǎo)通，此時陰極輸出電壓Ud1為幅值最大的a相相電壓；到Wt2時刻下一個觸發(fā)脈沖到來，此時a相輸出電壓降低，b相輸出電壓升高，于是陰極輸出電壓變?yōu)閎相相電壓；到Wt3時刻第三個脈沖到來，晶閘管VT1關(guān)斷而晶閘管VT2導(dǎo)通，輸出電壓為此時最高的c相相電壓；重復(fù)以上步驟，即共陰極組輸出電壓Ud1為在正半周的包絡(luò)線。共陽極組中輸出波形原理與共陰極組一樣，只是每個觸發(fā)脈沖比陰極組中脈沖相差180度。6個時段的導(dǎo)通次序如表1所示一樣，只是Wt1從零時刻往后推遲3

10、0度而已。這樣就得出最后輸出整流電壓為共陰極組輸出電壓與共陽極組輸出電壓的差即Ud=Ud1-Ud2                                       (4-9)而由于電路中大電感L的作用，輸出的電流為近似平滑的一條直線。圖中同時給出了變壓器二次側(cè)a相電流 ia 的波形，該波形的特點是，在VT1處于通態(tài)的120o期間，ia為正，由于大電感的作用，ia波形的形狀近似為一條直線，在VT4處于通態(tài)的120o期間，ia波形的形狀也近似為一條直線，但為負(fù)值。3逆變  逆變原理圖如圖12所示。圖12逆變原理圖    如圖12所示，當(dāng)電機M工作時，調(diào)節(jié)整流電路的觸發(fā)角使<90°，這時