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1、会计学1第第 三相三相(sn xin)可控整流电路可控整流电路第一页，共61页。2图 3.1 三相(sn xin)半波可控整流电路电阻负载 =0时波形图第1页/共61页第二页，共61页。3图 3.2是 =30时的波形。设 VT3 已导通，当经过自然换流点 t0 时，因为 VT1的触发(chf)脉冲 ug1还没来到，因而不能导通，而 uc 仍大于零，所以 VT3 不能关断，直到t1 所处时刻 ug1触发(chf)VT1 导通，VT3 承受反压关断，负载电流从 c相换到 a相。第2页/共61页第三页，共61页。4图 3.2 三相(sn xin)半波电路电阻负载 =30时的波形第3页/共61页第四页
2、，共61页。5图 3.3 是 30时波形，设 VT3 已工作，输出电压为 uc。当 uc 过零变负时，VT3即关断。此时 VT1 虽承受正向电压，但因其触发脉冲 ug1尚未到来，故不能导通。此后，直到 ug1到来的一段时间内，各相都导通，输出电压电流(dinli)都为零。当 ug1到来时，VT1 导通，输出电压为 ua。依次循环。第4页/共61页第五页，共61页。6图 3.3 三相(sn xin)半波整流电路电阻负载当 30时的波形第5页/共61页第六页，共61页。7当 30时，输出直流电压平均值 Ud 为当 3030时，晶闸管导通角 V=150-。因为(yn wi)在一个周期内有 3次续流，
3、所以续流管的导通角 VD=3（-30）。晶闸管平均电流为晶闸管电流有效值第11页/共61页第十二页，共61页。13续流管平均(pngjn)电流续流管电流有效值第12页/共61页第十三页，共61页。14反电势负载(fzi)串联平波电抗器的电动机负载(fzi)就是一种反电势负载(fzi)。当电感 L足够大时，id 波形近似一条直线，ud 波形及计算与大电感负载(fzi)时一样。第13页/共61页第十四页，共61页。15图 3.6 三相半波串电感(din n)的反电势负载波形第14页/共61页第十五页，共61页。16图 3.7 三相半波共阳极可控整流(zhngli)电路及波形第15页/共61页第十六
4、页，共61页。17四、共阳极四、共阳极(yngj)(yngj)整流电路整流电路图 3.7（a）所示电路为将 3 只晶闸管阳极连接在一起的三相半波(bn b)可控整流电路，称为共阳极接法。大电感负载时，Ud 的计算公式为第16页/共61页第十七页，共61页。18图 3.8 共用变压器共阴极和共阳极可控整流(zhngli)电路及波形第17页/共61页第十八页，共61页。19第二节三相全控桥式整流第二节三相全控桥式整流(zhngli)电路电路整流(zhngli)电压为三相半波时的两倍，在大电感负载时第18页/共61页第十九页，共61页。20图 3.9 三相(sn xin)桥式全控整流电路第19页/共
5、61页第二十页，共61页。21图 3.10 三相全控桥大电感负载(fzi)=0时的波形第20页/共61页第二十一页，共61页。22图 3.11 三相全控桥大电感(din n)负载 =30时的电压波形第21页/共61页第二十二页，共61页。23图 3.12 三相全控桥大电感(din n)负载=60时的电压波形第22页/共61页第二十三页，共61页。24图 3.13 三相全控桥大电感负载=90时的大电压(diny)波形第23页/共61页第二十四页，共61页。25第三节三相半控桥式整流第三节三相半控桥式整流(zhngli)电路电路三相半控桥式整流电路比三相全控桥更简单、经济，而带电阻(dinz)性负
6、载时性能并不比全控桥差。所以多用在中等容量或不要求可逆拖动的电力装置中。电路如图 3.14（a）所示。它是把全控桥中共阳极组的 3个晶闸管换成整流二极管，因此它具有可控和不可控两者的特性。第24页/共61页第二十五页，共61页。26图 3.14 三相桥式半控整流电路(dinl)及波形（a）电路(dinl)图（b）=30（c）=120第25页/共61页第二十六页，共61页。27一、电阻一、电阻(dinz)(dinz)性负载性负载控制角 =0时，电路工作情况基本与三相全控桥 =0时一样(yyng)，输出电压 ud波形完全一样(yyng)。输出直流平均电压最大为 2.34U2。第26页/共61页第二
7、十七页，共61页。28由图 3.14（b），通过积分运算可得Ud 的计算公式到 t4 时，VT3 被触发导通，输出(shch)电压为 uba直到 uba降到零时关断。平均电压为第27页/共61页第二十八页，共61页。29二、大电感二、大电感(din n)(din n)负载负载三相半控桥与单相半控桥一样，因桥路内二极管有自然(zrn)续流问题，所以在电感负载时 ud波形和 Ud 计算公式与电阻性负载时一样。第28页/共61页第二十九页，共61页。30流过晶闸管、整流二极管和续流管的电流计算公式与三相半波(bn b)相似，流过晶闸管和整流二极管的电流平均值和有效值流过续流二极管的电流平均值和有效值
8、第29页/共61页第三十页，共61页。31第四节大容量可控整流主电路的接线型式第四节大容量可控整流主电路的接线型式(xn sh)及特点及特点在工业生产中，如拖动轧机(zh j)的晶闸管电动机系统，功率达数千千瓦。电解、电镀等又常需要电压低至几十伏，电流高达数千安至数万安的可调直流电源，这些都需要大容量可控整流装置。在大容量可控整流装置中，如果要求高电压小电流则会遇到晶闸管串联的均压问题；如果要求低电压大电流又会遇到晶闸管并联的均流问题。第30页/共61页第三十一页，共61页。32一、双反星形中点带平衡一、双反星形中点带平衡(pnghng)(pnghng)电抗器的可控整流电电抗器的可控整流电路路
9、在低电压大电流直流供电系统中，如果要采用三相(sn xin)半波可控整流电路，每相要多个晶闸管并联，这就带来均流、保护等一系列问题。如前所述三相(sn xin)半波电路还存在直流磁化和变压器利用率不高的问题。第31页/共61页第三十二页，共61页。33图 3.15 带平衡(pnghng)电抗器双反星形可控整流电路第32页/共61页第三十三页，共61页。34图 3.16 带平衡电抗器双反星形可控整流(zhngli)ud 和 uP 波形第33页/共61页第三十四页，共61页。35由图 3.15所示电压瞬时方向(fngxing)可得如下关系，从第一组星形电路看负载电压 ud 为从第二组电路看，则有第
10、34页/共61页第三十五页，共61页。36ud 波形如图 3.16（a）中粗黑线所示。=0时，输出(shch)电压平均值 Ud 为第35页/共61页第三十六页，共61页。37图 3.17画出了 =30、=60、=90时的 ud 波形。电阻负载，当 60时，ud 波形连续(linx)，输出电压平均值当 60时，ud 波形断续（ud 不出现负值）可求得第36页/共61页第三十七页，共61页。38图 3.17 带平衡(pnghng)电抗器双反星形可控整流波形（a）=30（b）=60（c）大电感负载 =90第37页/共61页第三十八页，共61页。39电感负载时，60，ud 与电阻(dinz)负载时相同
11、。当 60 90时，ud 波形出现负值部分，=90时，Ud0，波形如图3.17（c）所示流过晶闸管和变压器次级的电流相同，在电感性负载时都是长方波，其有效值为第38页/共61页第三十九页，共61页。40二、其他二、其他(qt)(qt)类型大容量可控整流电路类型大容量可控整流电路如前所述，当直流负载容量很大时，不仅对直流电源的电压质量要求高，而且要设法减小整流装置高次谐波对电网的影响，整流相数愈多，电压脉动愈小，谐波基频频率愈高，高次谐波分量幅值愈低，对电网的影响愈小。因此，可采用十二相、十八相、二十四相等多相(du xin)整流电路。第39页/共61页第四十页，共61页。41图 3.18 两组
12、三相(sn xin)全控桥串联 组成的十二相整流电路第40页/共61页第四十一页，共61页。42图 3.19 两组三相全控桥并联(bnglin)组成的十二相整流电路第41页/共61页第四十二页，共61页。43一、换相期间一、换相期间(qjin)的输出电压的输出电压以三相半波可控整流、大电感(din n)负载为例，分析漏抗对整流电路的影响，等值电路如图 3.2（a）所示。第五节变压器漏电抗对整流第五节变压器漏电抗对整流(zhngli)电路的影响电路的影响第42页/共61页第四十三页，共61页。44图 3.20 变压器漏抗对可控整流电路电压(diny)电流波形的影响第43页/共61页第四十四页，共
13、61页。45换相期间，短路电压为两个漏抗电势所平衡(pnghng)负载上电压为第44页/共61页第四十五页，共61页。46所以换向压降上式中 m 为一个周期内换相次数，三相半波 m=3，三相桥式 m=6。XT 相当(xingdng)漏感为 LT 的变压器每相折算到次级绕组的漏抗。第45页/共61页第四十六页，共61页。47二、换相重叠二、换相重叠(chngdi)(chngdi)角角对式（3.27）进行数学运算可求得上式是一个普遍(pbin)公式，对于三相半波电路 m=3代入可得第46页/共61页第四十七页，共61页。48三、可控整流电路三、可控整流电路(dinl)(dinl)的外特性的外特性可
14、控整流电路对直流负载来说，是一个有内阻的可变直流电源。考虑换相压降 U，整流变压器电阻 RT（为变压器次级(c j)绕组每相电阻与初级绕组折算到次级(c j)的每相电阻之和）及晶闸管压降 U后，直流输出电压为第47页/共61页第四十八页，共61页。49第六节整流第六节整流(zhngli)电路的谐波分析电路的谐波分析整流电路输出的直流脉动电压都是周期性非正弦函数，而任何周期性函数都可用傅氏级数的形式分解成一系列不同频率的正弦或余弦函数（各次谐波）。如果负载是线性的，则可用叠加原理，负载电压可看做各次谐波电压的合成。对应各次谐波电压，相应(xingyng)产生各次谐波电流，负载电流即是各次谐波电流
15、的合成。第48页/共61页第四十九页，共61页。50一、单相一、单相(dn xin)(dn xin)半波整流电路半波整流电路如图 3.1所示单相(dn xin)半波整流电路输出电压 ud 波形的傅氏级数表达式为当 =0时，式（3.33）中的系数可由下列公式求得第49页/共61页第五十页，共61页。51Ud 即是整流(zhngli)直流电压的平均值。第 n次谐波电压的有效值 Un 为整流(zhngli)电压有效值 U 为所以谐波分量（即交流分量）有效值 UR 为第50页/共61页第五十一页，共61页。52为了评价整流(zhngli)电压 ud 的平直程度即波形的脉动大小，可用电压脉动系数 Su
16、或纹波因数u 来衡量。Su 定义为 ud 的最低次谐波（即基波）最大值 U1m与直流分量即平均值 Ud 之比u 定义为 ud 的谐波分量有效值 UR 与 Ud 之比第51页/共61页第五十二页，共61页。53可分解为第52页/共61页第五十三页，共61页。54二、多相二、多相(du xin)(du xin)整流电路的一般分析整流电路的一般分析多相整流电路的谐波分析比较复杂，在这里仅介绍 =0时较简单的情况，掌握一般(ybn)分析方法，得出相数愈多最低次谐波频率愈高，其幅值愈小及相数愈多交流分量愈小的结论。第53页/共61页第五十四页，共61页。55图 3.22 m 相整流电路(dinl)的输出
17、电压波形（=0）第54页/共61页第五十五页，共61页。56因 为 ud 波形与纵轴对称，即符合ud（d）=ud（-t）关系，不难证明，分解为傅氏级数后将不包含(bohn)正弦项，因此上式可简化为式（3.43）中系数 bn 为第55页/共61页第五十六页，共61页。57整流平均电压 Ud 为将式（3.44）、（3.45）代入式（3.43）得根据式（3.46），对于单相(dn xin)双半波和桥式电路，将 m=2代入可得第56页/共61页第五十七页，共61页。58对于三相(sn xin)半波电路将 m=3代入得对于三相(sn xin)桥式电路，m=6代入得第57页/共61页第五十八页，共61页。59多相整流(zhngli)电压脉动系数 Su 为第58页/共61页第五十九页，共61页。60第59页/共61页第六十页，共61页。61第60页/共61页第六十一页，共61页。