
《相可控整流电路》PPT课件.ppt
60页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,,*,*,*,第3章 三相可控整流电路,,,,3.1 三相半波可控整流电路,,,3.2 三相桥式全控整流电路,,,3.3 整流电压的谐波分析,,,3.4 变压器漏抗对整流电路的影响,,,3.5 可控整流电路带反电势负载时的工作情况,,,3.6 大功率可控整流电路接线形式及其特点,1,,本章内容,:,,,三相半波可控、三相桥式全控整流电路的,工作原理,、,波形分析,及,计算,,整流电压的,谐波分析,,变压器,漏抗,对整流电路的影响,可控整流电路带反电势负载时的工作情况,大功率可控整流电路接线形式及其特点学习要点,:,,,掌握三相半波、三相桥式全控整流电路在不同性质负载下的,工作原理,及,波形分析,,控制角移相范围,电流有效值、平均值的计算,对相位控制触发脉冲的基本要求掌握整流电路的,谐波分析,掌握变压器,漏抗,对整流电路的影响了解可控整流电路带反电势负载时的工作情况理解以带平衡电抗器的双反星性电路为代表的大功率整流电路工作原理本章学习内容与学习要点,2,,引言,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、容易滤波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,,3,,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 图,3-1,三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,,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,,b),c),d),e),f),u,2,R,i,d,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,a),动画演示,4,,3.1,三相半波可控整流电路,a,=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。
图3-1 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,,a,=,30,,的波形(,图,3-2,),,,特点:负载电流处于连续和断续之间的临界状态a,>,30,,的情况(,图,3-3,,),,,特点:负载电流断续,晶闸管导通角小于,120,,,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,a),R,动画演示,5,,3.1,三相半波可控整流电路,(3-1),当,a,=0时,,U,d,最大,为 3-2),整流电压平均值的计算,a,≤,30,,时,负载电流连续,有:,a,>,30,,时,负载电流断续,晶闸管导通角减小,此时有:,6,,3.1,三相半波可控整流电路,U,d,/,U,2,随,a,变化的规律,如,图,2-15,中的曲线,1,所示,图3-4 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,7,,3.1,三相半波可控整流电路,负载电流平均值为,晶闸管承受的最大反向电压,为变压器二次线电压峰值,即,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,(3-3),(3-4),(3-5),8,,3.1,三相半波可控整流电路,2)阻感负载,图,3-5,三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,,i,d,波形基本平直。
a,≤30,,时:整流电压波形与电阻负载时相同a,>30,,时(如,a,=60,,时的波形如,图,所示),u,2,过零时,,VT,1,不关断,直到,VT,2,的脉冲到来,才换流,,——,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,,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,动画演示,9,,3.1,三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(,3,-,1,)求出,即,U,d,/,U,2,与,a,成余弦关系,如,图,3-4,中的曲线,2,所示如果负载中的电感量不是很大,,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3-3 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,10,,3.1,三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,晶闸管的额定电流为,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。
3-6),(3-7),(3-8),11,,3.2,三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3-6 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,,12,,3.2,三相桥式全控整流电路,1)带电阻负载时的工作情况,当,a,≤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:,a,=0,(,图,3,-,7,),,,a,=30,,(,图,3,-,8,),,,a,=60,,(,图,3,-,9,),,当,a,>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:,a,=90,,(,图,3,-,10,),,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,,13,,3.2,三相桥式全控整流电路,晶闸管及输出整流电压的情况,如,表,3-1,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,请参照图,3,-,7,14,,3.2,三相桥式全控整流电路,,(,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15,,3.2,三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,,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的,特点,16,,a,≤60,,时,(,a,=0,,,图,3,-,11,;,a,=30,,图,3,-,12,),,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,3.2,三相桥式全控整流电路,2) 阻感负载时的工作情况,主要,,包括,a,>60,,时(,a,=90,,图,3,-,13,),,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,a,角移相范围为,90,,,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,17,,3.2,三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,a,≤60,,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 :,I,d,=,U,d,/,R,(3-9),(3-10),18,,3.2,三相桥式全控整流电路,当整流变压器为,图,3-6,中所示采用星形接法,带阻感负载时,变压器二次侧电流波形如,图,3-,12,中所示,其有效值为:,(3-11),晶闸管电压、电流等的定量分析与三相半波时一致接反电势阻感负载时,在负载电流连续的情况下,电路工作情况与电感性负载时相似,电路中各处,电压,、,电流,波形均相同仅在,计算,I,d,时有所不同,,接反电势阻感负载时的,I,d,为:,(3-12),式中,R,和,E,分别,为负载中的电阻值和反电动势的值19,,3.3,整流电压的谐波分析,随着电力电子技术的发展,其应用日益广泛,由此带来的,谐波,(harmonics),和,无功,(reactive power),问题日益严重,引起了关注。
无功的危害:,,导致设备容量增加使设备和线路的损耗增加线路压降增大,冲击性负载使电压剧烈波动谐波的危害:,,降低设备的效率影响用电设备的正常工作引起电网局部的谐振,使谐波放大,加剧危害导致继电保护和自动装置的误动作对通信系统造成干扰20,,3.3,整流电压的谐波分析,谐波,对于非正弦波电压,满足狄里赫利条件,可分解为,傅里叶级数,:,正弦波电压可表示为:,基波,(,fundamental,),——,频率与工频相同的分量,,谐波,——,频率为基波频率大于,1,整数倍的分量,,谐波次数,——,谐波频率和基波频率的整数比,谐波分析基础,21,,3.3,整流电压的谐波分析,整流电路的输出电压中主要成分为直流,同时包含各种频率的谐波,这些谐波对于负载的工作是不利的图,3-14,,a,=0,,时,,m,脉波整流电路的整流电压波形,,,=0,,时,,m,脉波整流电路的整流电压的谐波分析整流输出电压谐波分析,,详见书,P49,22,,3.3,整流电压的谐波分析,,,=0,,时整流电压、电流中的谐波有如下规律,:,m,脉波整流电压,u,d0,的谐波次数为,mk,(,k,=1,,,2,,,3...,),次,即,m,的倍数次;,整流电流的谐波由整流电压的谐波决定,,也为,mk,次。
当,m,一定时,随谐波次数增大,谐波幅值迅速减小,表明,最低次(,m,次)谐波是最主要的,,其它次数的谐波相对较少;当负载中有电感时,负载电流谐波幅值,d,n,的减小更为迅速m,增加时,最低次谐波次数增大,且幅值迅速减小,电压纹波因数迅速下降23,,3.3,整流电压的谐波分析,,,不为,0,,时的情况,:,,整流电压谐波的一般表达式十分复杂,下面只说明谐波电压与,,,角的关系图,3-15,三相全控桥电流连续时,以,n,为参变量的与,,,的关系,以,n,为参变量,,n,次谐波幅值对,,,的关系如,图,2-34,所示:,,当,,,从,0,,~ 90,,变化时,,u,d,的谐波幅值随,,,增大而增大,,,,=90,,时谐波幅值最大,,从,90,,~ 180,,之间电路工作于有源逆变工作状态,,u,d,的谐波幅值随,,,增大而减小24,,,i,k,=,i,b,是逐渐增大的,,,而,i,a,=,I,d,-,i,k,是逐渐减小的当,i,k,增大到等于,I,d,时,,i,a,=0,,,VT,1,关断,,,换流过程结束3.4,变压器漏,抗,对整流电路的影响,考虑包括变压器漏感在内的交流侧电感的影响,该漏感可用一个集中的电感,L,B,表示。
现以三相半波为例,然后将其结论推广VT,1,换相至,VT,2,的过程:,因,a,、,b,两相均有漏感,故,i,a,、,i,b,均不能突变于是,VT,1,和,VT,2,同时导通,相当于将,a,、,b,两相短路,在两相组成的回路中产生环流,i,k,图,3-16,,考虑变压器漏感时的,,三相半波可控整流电路及波形,u,d,i,d,w,t,O,w,t,O,g,i,c,i,a,i,b,i,c,i,a,I,d,u,a,u,b,u,c,a,25,,3.4,变压器漏,抗,对整流电路的影响,换相重叠,角,——,换相过程持续的时间,用电角度,g,表示换相过程中,整流电压,u,d,为同时导通的两个晶闸管所对应的两个相电压的平均值换相压降,——,与不考虑变压器漏感时相比,,u,d,平均值降低的多少3-13),(3-14),26,,3.4,变压器漏,抗,对整流电路的影响,换相重叠,角,g,的计算,由上式得:,进而得出:,(3-15),(3-16),(3-17),27,,3.4,变压器漏,抗,对整流电路的影响,由上述推导过程,已经求得:,当 时, ,于是,g,随其它参数变化的规律,:,,(1),,I,d,越大则,g,越大;,,(2),,X,B,越大,g,越大;,,(3),,当,a,≤90,,时,,,越小,g,越大。
3-18),(3-19),28,,3.4,变压器漏,抗,对整流电路的影响,,变压器漏抗对各种整流电路的影响,②,,电路形式,,,单相,,全波,,,单相全控桥,,,三相,,半波,,,三相全控桥,,,m,脉波,,整流电路,,①,,表,3-2,,各种整流电路换相压降和换相重叠角的计算,注:①单相全控桥电路中,环流,i,k,是从-,I,d,变为,I,d,本表所列通用公式不适用,;,,,②三相桥等效为相电压等于 的,6,脉波整流电路,故其,m,=6,相电压按 代入29,,3.4,变压器漏,抗,对整流电路的影响,变压器漏感对整流电路影响的一些结论,:,出现,换相重叠角,g,,,,整流输出电压平均值,U,d,降低整流电路的,工作状态增多,晶闸管,的,d,i/,d,t,,减小,有利于晶闸管的安全开通有时人为串入进线电抗器以抑制晶闸管的,d,i/,d,t,换相时晶闸管电压出现缺口,产生正的,d,u/,d,t,,,可能使晶闸管误导通,为此必须,加吸收电路,换相使电网电压出现,缺口,,成为干扰源30,,3.5,可控整流电路带反电势负载时的工作情况,·引言,晶闸管直流电动机系统,——,晶闸管可控整流装置带直流电动机负载组成的系统,。
是电力拖动系统中主要的一种是可控整流装置的主要用途之一,对该系统的研究包括两个方面:,,其一是在带电动机负载时整流电路的工作情况其二是由整流电路供电时电动机的工作情况本节主要从第二个方面进行分析,31,,3.5,可控整流电路带反电势负载时的工作情况,整流电路接反电动势负载时,负载电流断续,对整流电路和电动机的工作都很不利,图,3-17,,三相半波带电动机负载且,,加平波电抗器时的电压电流波形,通常在电枢回路串联一平波电抗器,保证整流电流在较大范围内连续,如图,3-17,u,d,O,i,d,w,t,u,a,u,b,u,c,a,u,d,O,i,a,i,b,i,c,i,c,w,t,E,U,d,i,d,R,32,,3.5,可控整流电路带反电势负载时的工作情况,此时,整流电路直流电压的平衡方程为,,(,3-20,),,式中,,为电动机的反电动势,,负载平均电流,I,d,所引起的各种电压降,包括:,,变压器的电阻压降,,电枢电阻压降,,由重叠角引起的电压降,,晶闸管本身的管压降,它基本上是一恒值系统的两种工作状态:,电流连续工作状态,,,电流断续工作状态,33,,3.5,可控整流电路带反电势负载时的工作情况,转速与电流的机械特性关系式为,,,1),电流连续时电动机的机械特性,,在电机学中,已知直流电动机的反电动势为,(3-21),可根据整流电路电压平衡方程式(,3-20),得,( 3-22 ),( 3-23 ),图,3-18,三相半波电流连续时以,,电流表示的电动机机械特性,其机械特性是一组,平行的直线,,其斜率由于内阻不一定相同而稍有差异。
调节,a,,角,即可调节电动机的转速O,n,a,1,<,a,2,<,a,3,a,3,a,2,a,1,I,d,(,R,B,+,R,M,+ ),I,d,C,e,3,X,B,2,p,34,,3.5,可控整流电路带反电势负载时的工作情况,2) 电流断续时电动机的机械特性,,当负载减小时,平波电抗器中的电感储能减小,致使电流不再连续,此时其机械特性也就呈现出非线性,电动机的实际空载反电动势都是 时为: 主电路电感足够大,可以只考虑电流连续段,完全按线性处理当低速轻载时,可改用另一段较陡的特性来近似处理,等效电阻要大一个数量级当,I,d,减小至某一定值,I,d min,以后,电流变为断续,这个 是不存在的,真正的理想空载点远大于此值图,3-19,,电流断续时电动势的特性曲线,断续区特性的近似直线,断续区,连续区,E,E,0,E,0,',O,I,dmin,I,d,(0.585,U,2,),(,U,2,),2,35,,3.5,可控整流电路带反电势负载时的工作情况,电流断续时电动机机械特性的特点,:,图,3-20,,电流断续时电动势的特性曲线,电流断续时理想空载转速抬高。
机械特性变软,即负载电流变化很小也可引起很大的转速变化随着,a,,的增加,进入断续区的电流值加大断续区特性的近似直线,断续区,连续区,E,E,0,E,0,',O,I,dmin,I,d,(0.585,U,2,),(,,U,2,),2,O,a,3,a,2,a,1,I,d,分界线,断续区,连续区,a,5,a,4,E,0,E,图,3-21,,考虑电流断续时,,不同,a,时反电动势的特性曲线,,,,1,<,a,2,<,a,3,<60,,,,a,5,>,a,4,>60,,36,,3.6,大功率可控整流电路,·引言,带平衡电抗器的双反星形可控整流电路的特点:,,适用于,低电压,、,大电流,的场合多重化整流电路的特点:,,在采用相同器件时可达到更大的功率可减少交流侧输入电流的谐波或提高功率因数,从而减小对供电电网的干扰,37,,带平衡电抗器的双反星形可控整流电路,电路结构的特点,图,3-22,,带平衡电抗器的,,双反星形可控整流电路,二次侧为两组,匝数相同极性相反,的绕阻,分别接成两组三相半波电路二次侧两绕组的极性相反可,消除铁芯的直流磁化,平衡电抗器,是为保证两组三相半波整流电路能同时导电与三相桥式电路相比,双反星形电路的输出电流可,大一倍,。
38,,带平衡电抗器的双反星形可控整流电路,绕组的极性相反的目的:,消除直流磁通势,,如图可知,虽然两组相电流的瞬时值不同,但是,平均电流相等,而,绕组的极性相反,,所以直流安匝互相抵消,图,3-23,双反星形电路,,,=0,,时两组整流电压、电流波形,t,w,w,t,u,d1,u,a,u,b,u,c,i,a,u,d2,i,a,',u,c,',u,a,',u,b,',u,c,',O,w,t,O,O,w,t,O,I,d,1,2,I,d,1,6,I,d,1,2,I,d,1,6,39,,带平衡电抗器的双反星形可控整流电路,接平衡电抗器的原因:,当电压平均值和瞬时值均相等时,才能使负载,均流,两组整流电压,平均值相等,,但,瞬时值不等,两个星形的中点,n,1,和,n,2,间的电压等于,u,d1,和,u,d2,之差该电压加在,L,p,上,产生电流,i,p,,,它通过两组星形自成回路,不流到负载中去,称为,环流,或,平衡电流,为了使两组电流尽可能,平均分配,,一般使,L,p,值足够大,以便限制环流在负载额定电流的,1%,~,2%,以内40,,带平衡电抗器的双反星形可控整流电路,双反星形电路中如不接平衡电抗器,即成为,六相半波整流电路,:,只能有一个晶闸管导电,其余五管均阻断,每管最大导通角为,60,o,,,平均电流为,I,d,/6,。
当,α,=0,o,,时,,U,d,为,1.35,U,2,,,比三相半波时的,1.17,U,2,略大些因晶闸管导电时间短,变压器利用率低,极少采用平衡电抗器的作用:,,使得两组三相半波整流电路同时导电对平衡电抗器作用的理解是掌握双反星形电路原理的关键41,,带平衡电抗器的双反星形可控整流电路,平衡电抗器使得两组三相半波整流电路同时导电的,原理分析,:,图,3-24,,平衡电抗器作用下输出电压的波形和平衡电抗器上电压的波形,图,3-25,平衡电抗器作用下,,两个晶闸管同时导电的情况,平衡,电抗器,L,p,承担了,n,1,、,n,2,间的电位差,它补偿了,u,b,′,和,u,a,的电动势差,使得,u,b,′,和,u,a,两相的晶闸管能同时导电3-23),(3-24),,时,,u,b,′,>,u,a,,,VT,6,导通,此电流在流经,L,P,时,,L,P,上要感应一电动势,u,p,,,其方向是要阻止电流增大可导出,L,p,两端电压、整流输出电压的数学表达式如下:,,u,p,u,d1,,,u,d2,O,O,60,°,360,°,,t,1,,t,t,b),a),u,a,u,b,u,c,u,c,',u,a,',u,b,',u,b,',42,,带平衡电抗器的双反星形可控整流电路,原理分析,(,续,),:,图,3-24,,平衡电抗器作用下输出电压的波形和平衡电抗器上电压的波形,图,3-25,平衡电抗器作用下,,两个晶闸管同时导电的情况,虽然 ,但由于,L,p,的平衡作用,使得晶闸管,VT,6,和,VT,1,同时导通。
时间推迟至,u,b,′,与,u,a,的交点时,,u,b,′,=,u,a,,, 之后,u,b,′,<,u,a,,,,则流经,u,b,′,相的电流要减小,但,L,p,有阻止此电流减小的作用,,u,p,的极性反向,,L,p,仍起平衡的作用,使,VT,6,继续导电直到,u,c,′,>,u,b,′,,,,电流才从,VT,6,换至,VT,2,此时,VT,1,、,VT,2,同时导电每一组中的每一个晶闸管仍按三相半波的导电规律而各轮流导电,u,p,u,d1,,,u,d2,O,O,60,°,360,°,,t,1,,t,t,b),a),u,a,u,b,u,c,u,c,',u,a,',u,b,',u,b,',43,,带平衡电抗器的双反星形可控整流电路,由上述分析以可,得:,图,3-24,,平衡电抗器作用下输出电压的波形和平衡电抗器上电压的波形,平衡电抗器中点作为整流电压输出的负端,其输出的整流电压瞬时值为两组三相半波整流电压瞬时值的平均值波形如图,3-24 a,3-25),谐波分析,分析详见,P63-P64,u,d,中的谐波分量比直流分量要小得多,且最低次谐波为六次谐波直流平均电压为:,u,,,u,,u,p,d1,d2,O,O,60,°,360,°,,t,1,,t,t,b),a),u,a,u,b,u,c,u,c,',u,a,',u,b,',u,b,',44,,带平衡电抗器的双反星形可控整流电路,,,=30,,、,,,=60,,和,,,=90,,时输出电压的波形分析,图3-26 当,,,=30,,、,60,、,90,时,双反星形电路的输出电压波形,,分析输出波形时,可先求出,u,d1,和,u,d2,波形,然后根据式(,2-98,)做出波形,(,u,d1,+,u,d2,) / 2,。
输出电压波形与三相半波电路比较,脉动程度减小了,,脉动频率加大一倍,,,f,=300Hz,电感负载,情况下,移相范围是,90,,电阻负载,情况下,移相范围为,120,,90,=,a,60,=,a,30,=,a,u,d,u,d,u,d,w,t,O,w,t,O,w,t,O,u,a,u,b,u,c,u,c,',u,a,',u,b,',u,b,u,c,u,c,',u,a,',u,b,',u,b,u,c,u,c,',u,a,',u,b,',45,,带平衡电抗器的双反星形可控整流电路,整流电压平均值与三相半波整流电路的相等,为,:,,U,d,=1.17,U,2,cos,,,将双反星形电路与三相桥式电路进行比较可得出以下结论:,,三相桥为两组三相半波,串联,,而双反星形为两组三相半波,并联,,且后者需用平衡电抗器当,U,2,相等时,双反星形的,U,d,是三相桥的,1/2,,而,I,d,是单相桥的,2,倍两种电路中,晶闸管的导通及触发脉冲的分配关系一样,,u,d,和,i,d,的,波形形状一样,46,,3.6.2,多重化整流电路,概述:,,整流装置功率进一步加大时,所产生的谐波、无功功率等对电网的干扰也随之加大,为减轻干扰,可采用,多重化整流电路,。
原理:,,按照一定的规律将两个或更多的相同结构的整流电路 进行组合得到目标:,,,移项多重联结,减少交流侧输入电流谐波47,,3.6.2,多重化整流电路,1) 移相多重联结,图,3-27,,并联多重联结的,12,脉波整流电路,有,并联多重联结,和,串联多重联结,可减少输入电流谐波,减小输出电压中的谐波并提高纹波频率,因而可减小平波电抗器使用,平衡电抗器,来平衡,2,组整流器的电流2,个三相桥并联而成的,12,脉波整流电路,48,,3.6.2,多重化整流电路,移相,30,,构成的串联,2,重联结电路,图,3-28,,移相,30,,串联,2,重联结电路,图,3-29,,移相,30,,串联,2,重联结电路电流波形,整流变压器二次绕组分别采用星形和三角形接法构成相位相差,30,,、大小相等的两组电压该电路为,12,脉波整流电路星形,三角形,0,a),b),c),d),i,a1,I,d,180°,360°,i,a2,i,ab2,',i,A,I,d,i,ab2,w,t,w,t,w,t,w,t,0,0,0,I,d,2,3,3,3,I,d,3,3,I,d,I,d,3,2,3,(1+,),I,d,3,2,3,(1+,),I,d,3,3,I,d,1,3,49,,本章小结,,可控整流电路,重点掌握:电力电子电路作为分段线性电路进行分析的基本思想、三相半波可控整流电路和三相全控桥式整流电路的原理分析与计算、各种负载对整流电路工作情况的影响;,,与整流电路相关的一些问题,包括:,,(1),变压器漏抗对整流电路的影响,重点建立换相压降、重叠角等概念,并掌握相关的计算,熟悉漏抗对整流电路工作情况的影响。
2),整流电路的谐波分析,重点掌握谐波的概念、各种整流电路产生谐波情况的定性分析50,,本章小结,,,晶闸管直流电动机系统的工作情况,重点掌握各种状态时系统的特性,包括变流器的特性和电机的机械特性等大功率可控整流电路的接线形式及特点,熟悉双反星形可控整流电路的工作情况,建立整流电路多重化的概念51,,图,3-2,三相半波可控整流电路,电阻负载,,a,=30,,时的波形,a,=30°,u,2,u,a,u,b,u,c,O,w,t,O,w,t,O,w,t,O,w,t,O,w,t,u,G,u,d,u,ab,u,ac,w,t,1,i,VT,1,u,VT,1,u,ac,52,,图,3-3,,三相半波可控整流电路,电阻负载,,a,=60,,时的波形,w,w,t,t,w,t,w,t,a,=60°,u,2,u,a,u,b,u,c,O,O,O,O,u,G,u,d,i,VT,1,53,,图,3-7,三相桥式全控整流电路带电阻负载,a,=0,,时的波形,w,w,w,w,u,2,u,d1,u,d2,u,2L,u,d,u,ab,u,ac,u,ab,u,ac,u,bc,u,ba,u,ca,u,cb,u,ab,u,ac,u,ab,u,ac,u,bc,u,ba,u,ca,u,cb,u,ab,u,ac,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ,u,a,u,c,u,b,w,t,1,O,t,O,t,O,t,O,t,a,= 0°,i,VT,1,u,VT,1,54,,图,3-8,三相桥式全控整流电路带电阻负载,a,= 30,,时的波形,w,w,w,w,u,d1,u,d2,a,= 30°,i,a,O,t,O,t,O,t,O,t,u,d,u,ab,u,ac,u,a,u,b,u,c,w,t,1,u,ab,u,ac,u,bc,u,ba,u,ca,u,cb,u,ab,u,ac,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ,u,ab,u,ac,u,bc,u,ba,u,ca,u,cb,u,ab,u,ac,u,VT,1,55,,图,3-9,三相桥式全控整流电路带电阻负载,a,= 60,,时的波形,w,w,w,a,= 60°,u,d1,u,d2,u,d,u,ac,u,ac,u,ab,u,ab,u,ac,u,bc,u,ba,u,ca,u,cb,u,ab,u,ac,u,a,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ,u,b,u,c,O,t,w,t,1,O,t,O,t,u,VT,1,56,,图,3-10,三相桥式全控整流电路带电阻负载,a,= 90,,时的波形,u,d1,u,d2,u,d,u,a,u,b,u,c,u,a,u,b,w,t,O,w,t,O,w,t,O,w,t,O,w,t,O,i,a,i,d,u,ab,u,ac,u,bc,u,ba,u,ca,u,cb,u,ab,u,ac,u,bc,u,ba,i,VT,1,57,,图,3-11,三相桥式全控整流电路带阻感负载,a,= 0,,时的波形,u,d1,u,2,u,d2,u,2L,u,d,i,d,w,t,O,w,t,O,w,t,O,w,t,O,u,a,a,= 0°,u,b,u,c,w,t,1,u,ab,u,ac,u,bc,u,ba,u,ca,u,cb,u,ab,u,ac,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ,i,VT,1,58,,图,3-12,三相桥式全控整流电路带阻感负载,a,= 30,,时的波形,u,d1,a,= 30°,u,d2,u,d,u,ab,u,ac,u,bc,u,ba,u,ca,u,cb,u,ab,u,ac,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ,w,t,O,w,t,O,w,t,O,w,t,O,i,d,i,a,w,t,1,u,a,u,b,u,c,59,,图,3-13,三相桥式全控整流电路带阻感负载,a,= 90,,时的波形,a,= 90°,u,d1,u,d2,u,ac,u,bc,u,ba,u,ca,u,cb,u,ab,u,ac,u,ab,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ,u,d,u,ac,u,ab,u,ac,w,t,O,w,t,O,w,t,O,u,b,u,c,u,a,w,t,1,u,VT,1,60,,。
