三相可控整流電路課件

三相可控整流電路原理與應用三相可控整流電路原理與應用1

一、

三相半波可控整流電路

（一）

電阻性負載

udidN三角形星形1電路的特點：變壓器一次側接成三角形，而二次側必須接成星形。因為星形點是直流電的負極；三個晶閘管分別接入α、b、c三相電源，其陰極連接在一起——共陰極接法。圖1一、三相半波可控整流電路（一）電阻性負載udid2

一、三相半波可控整流電路udidN0ωtuuαubucwt1wt2wt3wt4VD1導通，ud=uαVD2導通，ud=ubVD3導通，ud=uc上圖為二極管整流電路，二極管換相時刻為自然換相點，將其作為計算各晶閘管觸發(fā)角α的起點，即α=0。自然換相點（α=0）圖22自然換相點一、三相半波可控整流電路udidN0ωtuuαubu3圖3

三相半波可控整流電路α=0時的波形

三相半波可控整流電路3.工作原理：（1）α＝0°每個管子導通120°,三相電源輪流向負載供電，負載電壓ud為三相電源電壓正半周包絡線，如圖d所示。a)電路原理圖b)三相交流電的波形圖c)脈沖波形圖d)整流輸出波形圖α)Rb)c)d)e)f)u2Riduαubucα=0Owt1wt2wt3uGOudOOuαbuαcOiVT1uVT1wtwtwtwtwt圖3三相半波可控整流電路三相半波可控整流電路3.工作原4（2）α=30時，波形如圖4所示α≤30時的波形：負載電流連續(xù)，晶閘管導通角等于120。（α＝30時負載電流連續(xù)和斷續(xù)之間的臨界狀態(tài)）圖4（2）α=30時，波形如圖4所示α≤30時的波形：負5（3）α=60時，波形如圖5所示α>30的情況：負載電流斷續(xù)，晶閘管導通角小于120。α移相范圍：0~150圖5（3）α=60時，波形如圖5所示α>30的情況：負載6（二）阻感負載1工作原理及波形分析圖6三相半波可控整流電路，阻感負載時的電路及α=60時的波形

一、

三相半波可控整流電路阻感負載是指負載既有電阻也有電感，當L值很大時，id波形基本平直0

≤α≤30時：整流電壓波形與電阻負載時相同。30＜α≤90°時：（如α=60時的波形于圖6所示）。特點：晶閘管導通角均為120°，與控制角α無關；移相范圍為90；晶閘管電流波形近似為方波。（二）阻感負載圖6三相半波可控整流電路，阻感負載時的電路72.各電量計算(1)輸出電壓平均值

ud(2）負載電流平均值

(3）流過晶閘管的電流平均值IdT、有效值IT

以及承受的最高電壓UTM分別為

三相半波可控整流電路2.各電量計算三相半波可控整流電路8圖8

三相半波可控整流電路，阻感負載(不接續(xù)流管)時的波形3.大電感負載接續(xù)流二極管為了擴大移相范圍并使負載電流id平穩(wěn)，可在電感負載兩端并接續(xù)流二極管，由于續(xù)流管的作用，ud波形已不出現(xiàn)負值，與電阻性負載ud波形相同。

一、三相半波可控整流電路接入VD圖7

三相半波可控整流電路，阻感負載(接續(xù)流管)時的波形圖8三相半波可控整流電路，阻感負載(不接續(xù)流管)時的波形39大電感負載接續(xù)流二極管在0°≤α≤30°區(qū)間，電源電壓均為正值，ud波形連續(xù)，續(xù)流管不起作用；當30°＜α≤150°區(qū)間，電源電壓出現(xiàn)過零變負時，續(xù)流管及時導通為負載電流提供續(xù)流回路，晶閘管承受反向電源相電壓而關斷。這樣ud波形斷續(xù)但不出現(xiàn)負值。續(xù)流管VD起作用時，晶閘管與續(xù)流管的導通角分別為：

三相半波可控整流電路圖9大電感負載接續(xù)流二極管三相半波可控整流電路圖9104反電動勢負載與單相全控橋反電勢負載情況相似，在電樞回路中串入電感量足夠大的Ld。這就為含有反電勢的大電感負載，其波形分析、各電量計算式與大電感負載時相同，僅電流計算公式不同同樣，為了擴大移相范圍，并使id波形更加平穩(wěn)，也可在負載兩端并聯(lián)續(xù)流管VD。其波形分析和計算方法，與接續(xù)流管的三相半波大電感負載相同。

圖10三相半波可控整流電路，反電動勢負載的波形4反電動勢負載與單相全控橋反電勢負載情況相似，在電樞回路中11思考1三相半波可控整流電路為什么要將電源變壓器的次級接成星形？2阻感負載時為何接有續(xù)流二極管？3如果有一個可控硅元件擊穿會怎樣？思考1三相半波可控整流電路為什么要將電源變壓器的次級接成星12

二、三相橋式全控整流電路1.工作原理共陰極組——陰極連接在一起的3個晶閘管（VT1，VT3，VT5）共陽極組——陽極連接在一起的3個晶閘管（VT4，VT6，VT2）圖11三相橋式全控整流電路原理圖導通過程：①VT1、VT2、VT6導通②VT3、VT4、VT2導通③VT5、VT6、VT4導通陽極電壓最大的導通陰極電壓最低的導通二、三相橋式全控整流電路1.工作原理共陰極組——陰極連接132.阻感負載時的工作情況α≤60時（α=0

如圖12所示；α=30如圖13所示）ud波形連續(xù)，工作情況與帶電阻負載時十分相似。區(qū)別在于：id的波形可近似為一條水平線。α>60時（α=90如圖14所示）阻感負載時的工作情況與電阻負載時不同。

電阻負載時，ud波形不會出現(xiàn)負面積阻感負載時，ud波形會出現(xiàn)負面積帶阻感負載時，三相橋式全控整流電路的α角移相范圍為:0~90。主要包括二、三相橋式全控整流電路2.阻感負載時的工作情況主要二、三相橋式全控整流電路14圖12三相橋式全控整流電路

帶阻感負載α=0時的波形圖12三相橋式全控整流電路

帶阻感負載α=0時的波形15圖13三相橋式全控整流電路

帶阻感負載α=30時的波形圖13三相橋式全控整流電路

帶阻感負載α=30時的波形16圖14三相橋式整流電路

帶阻感負載，α=90時的波形圖14三相橋式整流電路

帶阻感負載，α=90時的波形173定量分析當整流輸出電壓連續(xù)時（即帶阻感負載時，或帶電阻負載α≤60時）的平均值為：

帶電阻負載且α>60時，整流電壓平均值為：

輸出電流平均值為：Id=Ud/R二、三相橋式全控整流電路3定量分析二、三相橋式全控整流電路18晶閘管及輸出整流電壓的情況如下表所示時段IIIIIIIVVVI共陰極組中導通的晶閘管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共陽極組中導通的晶閘管VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流輸出電壓uduα-ub=uαbuα-uc=uαcub-uc=ubcub-uα=ubαuc-uα=ucαuc-ub=ucb二、三相橋式全控整流電路晶閘管及輸出整流電壓的情況如下表所示時段IIII194.三相橋式全控整流電路的特點（1）2管同時導通形成供電回路，其中共陰極組和共陽極組各1管，且不能為同1相器件。（2）對觸發(fā)脈沖的要求：按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的順序，相位依次差60。共陰極組VT1、VT3、VT5的脈沖依次差120，共陽極組VT4、VT6、VT2也依次差120。同一相的上下兩個橋臂，即VT1與VT4，VT3與VT6，VT5與VT2，脈沖相差180。二、三相橋式全控整流電路4.三相橋式全控整流電路的特點二、三相橋式全控整流電路20（3）ud一周期脈動6次，每次脈動的波形都一樣，故該電路為6脈波整流電路。（4）需保證同時導通的2個晶閘管均有脈沖可采用兩種方法：單寬脈沖觸發(fā)、雙窄脈沖觸發(fā)（5）晶閘管承受的電壓波形與三相半波時相同，晶閘管承受最大正、反向電壓的關系也相同。二、三相橋式全控整流電路（3）ud一周期脈動6次，每次脈動的波形都一樣，二、三21三、數(shù)字式脈沖移相觸發(fā)器1數(shù)字式移相觸發(fā)電路的工作原理框圖三、數(shù)字式脈沖移相觸發(fā)器1數(shù)字式移相觸發(fā)電路的工作原理框22

利用專用芯片進行直接數(shù)字控制已較普遍采用，其控制靈活便于實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。2

觸發(fā)脈沖與主電路電壓的同步①同步的概念觸發(fā)脈沖必須在管子陽極電壓為正時的某一區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)，晶閘管才能被觸發(fā)導通。利用專用芯片進行直接數(shù)字控制已較普遍采用，其控制靈活便于23

②同步電壓的獲取正確選擇同步信號電壓相位以及得到不同相位同步電壓的方法，稱為晶閘管電路的同步或定相。以三相橋式全控整流電路來說明：②同步電壓的獲取以三相橋式全控整流電路來說明：243集成電路脈沖觸發(fā)器3集成電路脈沖觸發(fā)器254主電路與觸發(fā)電路的同步圖154主電路與觸發(fā)電路的同步圖1526四、三相橋式全控整流電路的作用該