第3章_晶闸管可控整流电路(2三相)

3.3 三相可控整流电路分析3.3.1 三相半波可控整流电路

3.3.2 三相桥式可控整流电路

三相可控整流电路分析 为什么要采用三相整流？

对于三相对称电源系统而言，单相可控整流电路为不对称负载， 可影响电源三相负载的平衡性和系统的对称性。负载容量较大时，通 常采用三相或多相电源整流电路。三相或多相电源可控整流电路是三 相电源系统的对称负载，输出整流电压的脉动小，控制响应快，在许 多场合得到了广泛应用。 电源变压器的接线方式 三相可控整流电路电源变压器一般采用D,y或Y,d接线方式，以提 供一条3及3的倍数次谐波电流通路。对于三相半波可控整流电路而言， 次级绕组必须接成星形，以获得整流电源的中性点，故通常采用D,y 接线方式。

T a b ud c R id VT1 VT2 VT3

T

a b c ud R id

VT1 VT2 VT3

共阴极接法

共阳极接法

三相可控整流电路分析 三相对称电源： ua 2U 2 sin t 2 电源电压： ub 2U 2 sin( t ) 3 2 uc 2U 2 sin( t ) 3 uab ua ub 3 2U 2 sin( t ) 6 2 ubc ub uc 6U 2 sin( t ) 3 6 4 uca uc ua 6U 2 sin( t ) 3 6

▼

3.3.1 三相半波可控整流电路一. 电阻负载T a) o a b c ud VD1 VD2 VD3 id

0 1.主电路 2. 工作过程及波形分析 (1)高通电路：电压最高相的 二极管会自动导通，强迫其 他相的二极管关断 (2)自然换相点: 2 k (k为整数) 6 3二级管开通顺序： VD1 VD2 VD3 _______________

u2 =0 ua b) O

ub

uc R

t1

t2

t3

t

c)

ud O iVD1

t

d)

O uVD e)1

tπ/6 5π/6 3π/2

O uab uac

t

三相不可控半波--电阻负载

3.3.1 三相半波可控整流电路一. 电阻负载T a) o a b c ud VT1 VT2 VT3 id

1.主电路 2. 工作过程及波形分析晶闸管开通顺序： VT1 VT2 VT3 t

u2 =0 ua b) O uG c) O ud d) O iVT1

ub

uc R

t2

t2

t3

_______________

控制说明： t

t

e) f) O u VT1

tπ/6 5π/6 3π/2

O

t

(1)自然换相点决定触发 绝对导通的区间， 控制角 是以自然换相点为起点 (2)均衡工作，有序控制 (3)触发脉冲相隔120度

uab

uac

三相半波--电阻负载 0

3.3.1 三相半波可控整流电路一. 电阻负载T a) o a b c ud VT1 VT2 VT3 id

1.主电路 2. 工作过程及波形分析晶闸管开通顺序： VT1 VT2 VT3 t

u2 =0 ua b) O uG c) O ud d) O iVT1

ub

uc R

t2

t2

t3

_______________

电路特点： t

t

e) f) O u VT1

tπ/6 5π/6 3π/2

O

t

(1)有器件导通时负载电压为导通 器件所在相的相电压。 (2)电路中所有器件不导通时器件 承受电

压的是相电压。 (3)电路中有器件导通，其他不导 通器件承受的是线电压。 (4)电阻负载α=0时电流时连续的。

uab

uac

三相半波--电阻负载 0

导通角在多大范围内电阻负 载时候电流是连续的？?

电阻负载T a) a b c ud u2 =0 ua b) VT1 VT2 VT3 id

2.工作过程及波形分析 5 0 移相范围：电流连续(0 t

6

6

ub

uc R

)

2 = 330

O t1 uG

t2

t3

0时 间 导通 元件 晶闸管端电压 uVT 1 uVT 2

c) O ud d) O iVT1

t

输出 电压

uVT 3

t

e) f) O u VT1

t tu ab u ac

O

5 6 6 5 3 到 6 2 到3 13 到 2 6

VT1VT2

0u ab

uba0

u cau cb

uaub

VT3

u ac

ubc

0

uc

三相半波--电阻负载 0

电阻负载 (电流连续) 3.数量关系：输出电压瞬时值：u d 2U 2 sin t1 输出电压平均值： U d 2 3

6

t

5 2 T 6 3

5 6

2U 2 sin td ( t )

6

3 6 U 2 cos 1.17U 2 cos 2

通过晶闸管，变压器次级绕组电流平均值为：I dVT I d 2负载电流有效值：I 3 2

1 Id 3

5 6

(

6

2U 2 sin t 2 U ) d ( t ) 2 R R

3 2 3 ( cos 2 ) 2 3 2

通过晶闸管，变压器次级绕组电流有效值为：I VT I 2

I 3

电阻负载 (电流断续)T a b c ud VT1 VT2 VT3 id

5 电流断续( ) 6 6晶闸管端电压 uVT 1 uVT 2 uVT 3 输出 电压

u2

ua

ub

uc R

时

间

导通 元件

O uG O ud O1

t

6

到

VT1

0

uba

u ca

ua

t

到

5 6

uau ab 0

ubu cb

uc

0

u VT

tua π/2 ua ua uac uab

t

O

5 5 到 6 3 5 3 到 3 2

VT2

ub

uau ac

ububc

uc0

0

图 三相半波可控整流电路 7 13 共阴极接法电阻负载 到 3 6 a =60 时的波形

3 7 到 2 3

VT3

uc

ua

ub

uc

0

电阻负载 (电流断续) 3.数量关系： 2U 2 sin t 6 t 输出电压瞬时值： ud 5 0 t 6 1 2 3

2 T 3

输出电压平均值： U d

6

2U 2 sin td ( t )

3 2 U 2 1 cos( ) 0.675 1 cos( ) 2 6 6 1 cos( ) 6 1.35U 2 2

U d 0.45U 2

1 cos 2

通过晶闸管，变压器次级绕组电流平均值为：I dVT I d 2 负载电流有效值：I 3 2

1 Id 3

6

(

2U 2 sin t 2 U ) d ( t ) 2 R R

3 5 3 1 ( cos 2 sin ) 2 6 4 4

通过晶闸管，变压器次级绕组电流有效值为：I VT I 2

I 3

三相半波可控整流电路—电阻负载

T a b c ud VT1 VT2 VT3 id

晶闸管承受的正向峰值电压

u2

ua

ub

uc R

O uG O ud O u VT1

t

U DM 2U2晶闸管承受的反向峰值电压

t

tua ua ua uac uab

U RM 6U 2移相范围：

t

O

图 三相半波可控整流电路 共阴极接法电阻负载 a =60 时的波形

5 0 6

三相半波可控整流电路二. 阻感负载1.主电路0

6

时， 电流id 无疑是连续的。

>

6

时，电流有两种情况：

电感L作用较大、 较小，电流连续 电感L作用较小、 较大，电流断续u2

ua

ub

uc

O

t

三相半波可控整流电路二. 阻感负载

2.工作过程及波形分析-电流断续时 间 导通 元件 晶闸管端电压 uVT 1 uVT 2 uVT 3 输出 电压

ud

ua

T u2 a VT1 L i b eL d VT2 ud R c VT3 ub uc

6

到

6

VT1

0

uba

uca

ua

O

t

6

到

5 6

VT2

uauab

ub0

ucucb

0ub

id O

5 5 到 6 6

t

5 3 到 6 23 3 到 2 2

VT3

uauac

ububc 0

uc

0uc

三相半波可控整流电路 阻感负载 =90 ,电流断续时的波形

3 13 到 2 6

ua

ub

uc

0

阻感负载--(电流连续)2.工作过程及波形分析T u2 a b VT2 c VT1 L eL ud VT3 id R

电流连续(0

2

)

60时 间 导通 元件 晶闸管端电压 uVT 1 uVT 2 uVT 3 输出 电压

ud

ua

ub

uc

O

t

id O uVT1

5 6 6 t 5 3 到 6 2 到 tuab u ac

VT1VT2

0u ab

uba0

u cau cb

uaub

O u ac

3 13 到 2 6

VT3

u ac

ubc

0

uc

三相半波可控整流电路 阻感负载 a =60 ,电流连续时的波形

2 为电流连续与断续的临界状态 3

阻感负载--(电流连续)3.数量关系：电流连续时

60 6 t 5 2 T 6 3

输出电压瞬时值：u d 2U 2 sin t1 输出电压平均值： U d 2 3

5 6

2U 2 sin td ( t )

6

3 6 U 2 cos 1.17U 2 cos 2

=0时，Udmax=1.17U2 =900时，Ud=0

移相范围： 0

21 Id 3

通过晶闸管，变压器次级绕组电流平均值为：I dVT I d 2

通过晶闸管电流有效值为：IVT

Id 3U DM 6U 2

晶闸管承受的峰值电压： U RM 6U 2 ,

三相半波可控整流电路 Ud/U2随 变化的规律。

1.2 1.17

Ud/U2

0.8 0.4 2 0 30 60 90 /(° ) 120 150 1 3

三相半波可控整流电路Ud/U2随a变化的关系 1-电阻负载 2-电感负载 3-电阻电感负载

三相半波可控整流电路

三相半波可控整流电路阻感负载时出现负电压，有些场合往 往在负载两端并联一个续流二极管，以消除负半周的影响。 三相半波

可控整流电路还有一种共阳极组接法，其工作原理、 电路波形及数量关系与共阴极组相同，但输出电压、电流极 性相反。T a b c ud RLuaT

VT1 VT2 VT3 idub uc

a b c ud RL id

VT1 VT2 VT3

O

t

三相半波整流电路特点优点 1、整流所得波形平直(较单相而言)。 2、三相负载平衡。 缺点 1、变压器二次侧有直流分量通过。 2、变压器利用率低。

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