重大电力电子三相整流.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,三相可控整流电路,交流测由三相电源供电,负载容量较大，或要求直流电压脉动较小、易滤波时用基本的是三相半波可控整流电路，三相桥式全控整流电路应用最广,2.2,三相半波可控整流电路,1.电阻负载,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,自然换相点,：,假设将电路中的晶闸管换作二极管，成为三相半波不可控整流电路一周期中，,在,w,t,1,w,t,2,期间，,VD,1,导通,，,u,d,=,u,a,在,w,t,2,w,t,3,期间，,VD,2,导通,，,u,d,=,u,b,在,w,t,3,w,t,4,期间，,VD,3,导通,，,u,d,=,u,c,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,的起点，即,=0,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,三相半波可控整流电路,=0,时的工作原理分析,变压器二次侧,a,相绕组和晶闸管,VT,1,的电流波形，变压器二次绕组电流有直流分量。

晶闸管的电压波形，由,3,段组成：,第,1,段，,VT,1,导通期间，为一管压降，可近似为,u,T1,=0,第,2,段，在,VT,1,关断后，,VT,2,导通期间，,u,T1,=,u,a,-,u,b,=,u,ab,，,为一段线电压第,3,段，在,VT,3,导通期间，,u,T1,=,u,a,-,u,c,=,u,ac,为另一段线电压a,=30,时的波形（,图,2-13,）,负载电流处于连续和断续之间的临界状态a,30,的情况（,图,2-14,）,特点：负载电流断续，晶闸管导通角小于,120,动画演示,三相半波可控整流电路,整流电压平均值的计算,（,1,）,30,时，负载电流连续，有：,当,=0,时，,U,d,最大，为,（,2,）,30,时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有：,（2-18）,(2-19),三相半波可控整流电路,U,d,/,U,2,随,变化的规律,如,图,2-15,中的曲线,1,所示图2-15 三相半波可控整流电路,U,d,/,U,2,随,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,负载电流平均值为,（,2-20,）,晶闸管承受的最大反向电压，为变压器二次线电压峰值，即,（,2-21,）,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,（,2-22,）,三相半波可控整流电路,2.阻感负载,特点：阻感负载，,L,值很大,，,i,d,波形基本平直。

30,时：整流电压波形与电阻负载时相同30,时（,如,=60,时的波形如,图,2-16,所示）,u,2,过零时，,VT,1,不关断，直到,VT,2,的脉冲到来，才换流，,由,VT,2,导通向负载供电，同时向,VT,1,施加反压使其关,断,u,d,波形中出现负的部分i,d,波形有一定的脉动，但为简化分析及定量计算，可将,i,d,近似为一条水平线阻感负载时的移相范围为,90,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,动画演示,三相半波可控整流电路,数量关系,由于负载电流连续，,U,d,可由式（,2,18,）求出，即,U,d,/,U,2,与,成余弦关系，,如,图,2-15,中的曲线,2,所示如果负载中的电感量不是很大，则,当,30,后，,u,d,中负的部分减少，,U,d,略为增加，,U,d,/,U,2,与,a,的关系将介于曲线,1,和,2,之间，曲线,3,给出了这种情况的一个例子,图2-15,三相半波可控整流电路,U,d,/,U,2,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,变压器二次电流即晶闸管电流的有效值为,（,2-23,）,晶闸管的额定电流为,（,2-24,）,晶闸管最大正、反向电压峰值均为变压器二次线电压峰值,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,。

2-25）,三相半波可控整流电路,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（VT,1,，VT,3,，VT,5,）,共阳极组,阳极连接在一起的3个晶闸管（VT,4,，VT,6,，VT,2,）,图2-17,三相桥式,全控整流电路原理图,导通顺序：,VT,1,VT,2,VT,3,VT,4,VT,5,VT,6,带电阻负载时的工作情况,当,60,时，,u,d,波形均连续，对于电阻负载,，,i,d,波形,与,u,d,波形形状一样，也连续,波形图：,=0,（,图,2,18,）,=30,（,图,2,19,）,=60,（,图,2,20,）,当,60,时，,u,d,波形每,60,中有一段为零，,u,d,波形不能出现负值,波形图：,=90,（,图,2,21,）,带电阻负载时三相桥式全控整流电路,角的移相范围是,120,动画演示,三相桥式全控整流电路,晶闸管及输出整流电压的情况如表,2,1,所示,时 段,I,II,III,IV,V,VI,共阴极组中导通的晶闸管,VT,1,VT,1,VT,3,VT,3,VT,5,VT,5,共阳极组中导通的晶闸管,VT,6,VT,2,VT,2,VT,4,VT,4,VT,6,整流输出电压,u,d,u,a,-,u,b,=,u,ab,u,a,-,u,c,=,u,ac,u,b,-,u,c,=,u,bc,u,b,-,u,a,=,u,ba,u,c,-,u,a,=,u,ca,u,c,-,u,b,=,u,cb,三相桥式全控整流电路,请参照图,2,18,三相桥式全控整流电路的特点,（,1,）,2,管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各,1,，且不能为同,1,相器件。

2,）对触发脉冲的要求：,按,VT,1,-VT,2,-VT,3,-VT,4,-VT,5,-VT,6,的顺序，相位依次差,60,共阴极组,VT,1,、,VT,3,、,VT,5,的脉冲依次差,120,，共阳极组,VT,4,、,VT,6,、,VT,2,也依次差,120,同一相的上下两个桥臂，即,VT,1,与,VT,4,，,VT,3,与,VT,6,，,VT,5,与,VT,2,，,脉冲相差,180,三相桥式全控整流电路,（3）,u,d,一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，,故该电路为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,另一种是双脉冲触发（常用）,（,5,）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，,晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同三相桥式全控整流电路,2阻感负载时的工作情况,60,时,（,=0,图,2,22,；,=30,图,2,23,）,u,d,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,u,d,波形,晶闸管承受的电压波形,区别在于：得到的负载电流,i,d,波形不同当电感足够大的时候，,i,d,的波形可近似为一条水平线。

60,时（,=90,图,2,24,）,阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同电阻负载时，,u,d,波形不会出现负的部分,阻感负载时,，,u,d,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,角移相范围为,90,主要,包括,动画演示,三相桥式全控整流电路,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,60,时）的平均值为：,带电阻负载且,60,时，整流电压平均值为：,输出电流平均值为：,I,d,=,U,d,/,R,（2-26）,（2-27）,三相桥式全控整流电路,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,60,时）的平均值为：,带电阻负载且,60,时，整流电压平均值为：,输出电流平均值为：,I,d,=,U,d,/,R,（2-26）,（2-27）,三相桥式全控整流电路,The end,单相半波可控整流电路及波形,图2-1,带阻感负载的单相半波电路及其波形,图2-2,单相半波可控整流电路的分段线性等效电路,a)VT处于关断状态 b)VT处于导通状态,图2-3,单相半波带阻感负载有续流二极管的电路及波形,图2-4,单相全控桥式带电阻负载时的电路及波形,图2-5,单相全控桥带阻感负载时的电路及波形,图2-6,单相桥式全控整流电路接反电动势电阻负载时的电路及波形,图2-7,单相桥式全控整流电路带反电动势负载串平波电抗器，电流连续的临界情况,图2-8,单相全波可控整流电路及波形,图2-9,单相桥式半控整流电路，有续流二极管，阻感负载时的电路及波形,图2-10,单相桥式半控整流电路的另一接法,图2-11,三相半波可控整流电路共阴极接法电阻负载时的电路及,=0,时的波形,图2-12,三相半波可控整流电路，电阻负载，,=30,时的波形,图2-13,三相半波可控整流电路，电阻负载，,=60,时的波形,图2-14,三相半波可控整流电路U,d,/U,2,与,a,的关系,图2-15,三相半波可控整流电路，阻感负载时的电路及,=60,时的波形,图2-16,三相桥式全控整流电路原理图,图2-17,三相桥式全控整流电路带电阻负载,=0,时的波形,图2-18,三相桥式全控整流电路带电阻负载,=30,时的波形,图,2-19,三相桥式全控整流电路带电阻负载,=60,时的波形,图,2-20,三相桥式全控整流电路带电阻负载,=90,时的波形,图,2-21,三相桥式全控整流电路带阻感负载,=0,时的波形,图,2-22,三相桥式全控整流电路带阻感负载,=30,时的波形,图,2-23,三相桥式整流电路带阻感负载，,=90,时的波形,图,2-24,。