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1、南京工业大学自动化学院可控整流电路1南京工业大学自动化学院2.2.2 三相全控桥式整流电路三相全控桥式整流电路一一.电路构成电路构成:共阴极三相半波+共阳极三相半波。2南京工业大学自动化学院3南京工业大学自动化学院共阴极组电路和共阳极组电路串联，并接到变压器次级绕组上两组电路负载对称，控制角相同，则输出电流平均值相等，零线中流过电流为零三相桥式电路中变压器绕组中，一周期既有正向电流，又有反向电流，提高了变压器的利用率，避免直流磁化由于三相桥式整流电路是两组三相半波整流电路的串联，因此输出电压是三相半波的两倍。4南京工业大学自动化学院阻性负载 一个周期等分为六段二、工作原理5南京工业大学自动化学
2、院阻性负载 在自然换相点换相VT1、VT6导通二、工作原理6南京工业大学自动化学院阻性负载二、工作原理 在自然换相点换相VT1、VT2导通7南京工业大学自动化学院阻性负载二、工作原理 在自然换相点换相VT3、VT2导通8南京工业大学自动化学院阻性负载二、工作原理 在自然换相点换相VT3、VT4导通9南京工业大学自动化学院阻性负载二、工作原理 在自然换相点换相VT5、VT4导通10南京工业大学自动化学院阻性负载二、工作原理 在自然换相点换相VT5、VT6导通11南京工业大学自动化学院晶闸管及输出整流电压的情况如表所示时 段IIIIIIIVVVI共阴极组中导通的晶闸管+a+a+b+b+c+c共阳极
3、组中导通的晶闸管-b-c-c-a-a-b整流输出电压udua-ub=uabua-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb12南京工业大学自动化学院 小结小结:3 三相桥式全控整流电路，共阴极组和共阳极组必须各三相桥式全控整流电路，共阴极组和共阳极组必须各 有一个有一个SCR同时导通才能形成通路；一般非同相。同时导通才能形成通路；一般非同相。2 自然换相点（控制角为自然换相点（控制角为0的点）的点）：共阴极组：共阴极组：三相相电压正半周波形的交点三相相电压正半周波形的交点t1 t3 t5 共阳极组：三相相电压负半周波形的交点共阳极组：三相相电压负半周波
4、形的交点t2 t4 t61 SCR触发导通规律触发导通规律 共阴极组：哪个阳极电位最高时共阴极组：哪个阳极电位最高时,哪个哪个SCR管应触发导通；管应触发导通；共阳极组：哪个阴极电位最低时共阳极组：哪个阴极电位最低时,哪个哪个SCR管应触发导通；管应触发导通；13南京工业大学自动化学院4对共阴极组正半周触发，应依次触发对共阴极组正半周触发，应依次触发T+a T+b T+c互差互差 120度；对共阳极组负半周触发，依次触发度；对共阳极组负半周触发，依次触发T-a T-b T-c互差互差120度，接在同一相的两个度，接在同一相的两个SCR触发脉冲相位差触发脉冲相位差180度。度。5为保证电源合闸或
5、电流断续情况正常工作，触发脉冲为保证电源合闸或电流断续情况正常工作，触发脉冲应采用双脉冲或宽度大于应采用双脉冲或宽度大于60度宽脉冲。度宽脉冲。6在负载电流连续时，每个在负载电流连续时，每个SCR导通导通120度；三相桥式全度；三相桥式全控电路的整流电压在一个周期内脉动六次，对于工频控电路的整流电压在一个周期内脉动六次，对于工频电源脉动频率为电源脉动频率为650Hs300Hz，比三相半波时大一比三相半波时大一倍。倍。14南京工业大学自动化学院 整流后的输出电压为两相电压相减后的波形，即线电压。整流后的输出电压为两相电压相减后的波形，即线电压。控制角为零时则为线电压正半周的包络线控制角为零时则为
6、线电压正半周的包络线9SCR承受电压波形与三相半波一样，即为线电压的承受电压波形与三相半波一样，即为线电压的峰值。峰值。10 SCR的换流在共阴极组的换流在共阴极组T+a T+b T+c之间或共阳极组之间或共阳极组T-a T-b T-c之间进行。整体看，之间进行。整体看，每隔每隔60度要触发一个度要触发一个SCR,顺序为顺序为 T+a T-c T+b T-a T+c T-b；15南京工业大学自动化学院为了便于记忆，可画出三个相差为了便于记忆，可画出三个相差120的矢量表示共阴极组晶闸管的矢量表示共阴极组晶闸管T的的下标下标+a、+b、+c然后相应各差然后相应各差180画出共阳极组晶画出共阳极组
7、晶闸管闸管T的下标的下标-a、-b、-c得到相邻隔得到相邻隔60的六个矢量，的六个矢量，则顺时钟所得时序即是各晶闸管换则顺时钟所得时序即是各晶闸管换流顺序。流顺序。16南京工业大学自动化学院此此时时，由由于于输输出出电电压压U Ud d波波形形连续，负载电流波形也连续连续，负载电流波形也连续在在一一个个周周期期内内每每个个晶晶闸闸管管导导电电120120。控制角控制角60度度17南京工业大学自动化学院以以控控制制角角等等于于9090度度为为例例，当当线线电电压压过过零零时时，SCRSCR关关断断，电流波形断续电流波形断续 控制角控制角60度度18南京工业大学自动化学院 T+a,T-b导通过程1
8、9南京工业大学自动化学院 T+a,T-c导通过程导通过程20南京工业大学自动化学院 T+b,T-c导通过程21南京工业大学自动化学院思考：在三相桥式全控整流电路中，电阻负载，如果一个晶闸管不通，此时整流电压输出波形如何？如果一个晶闸管被击穿而短路，其它晶闸管受什么影响？22南京工业大学自动化学院二二.电感性负载电感性负载设电感足够大，设电感足够大，负载电流连续负载电流连续。23南京工业大学自动化学院1.控制角控制角=024南京工业大学自动化学院25南京工业大学自动化学院26南京工业大学自动化学院27南京工业大学自动化学院28南京工业大学自动化学院29南京工业大学自动化学院三相桥式全控整流电路晶
9、闸管及输出整流电压的情况如表所示时 段IIIIIIIVVVI共阴极组中导通的晶闸管+a+a+b+b+c+c共阳极组中导通的晶闸管-b-c-c-a-a-b整流输出电压udua-ub=uabua-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb30南京工业大学自动化学院.控制角控制角=3031南京工业大学自动化学院32南京工业大学自动化学院33南京工业大学自动化学院34南京工业大学自动化学院35南京工业大学自动化学院36南京工业大学自动化学院 30度移相角时工作情况当30时，此时每个晶闸管是从自然换相点后移一个角度开始换相。当晶闸管Ta和T-c导通时输出线电压U
10、ac，经过a相和b相间自然换相点，b相电压虽然高于a相，但是了T+a尚未触发导通，因而T+a,T-c继续导通输出电压Uac,直到 30后触发晶闸管了Tb，则了b受反压关断，电流由T+a换到了T+b，此时输出线电压Ubc由波形分析可见，由于30，使得输出线电压的包络减小了一块相应于30的面积，因而使输出整流电压减小。37南京工业大学自动化学院当当大大于于6060时时，当当相相电电压压瞬瞬时时值值过过零零变变负负，由由于于电电感感释放能量维持导通释放能量维持导通从从而而使使整整流流输输出出乎乎均均电电压压UdUd进一步减小。进一步减小。.控制角控制角=6038南京工业大学自动化学院当当 9 90时
11、，此时输出电压波时，此时输出电压波形正负两部分面积相等，因而输形正负两部分面积相等，因而输出乎均电压等于零。出乎均电压等于零。电感性负载当电感大小能保证输电感性负载当电感大小能保证输出电流连续时，控制角的最大移出电流连续时，控制角的最大移相范围为相范围为9090。.控制角控制角=9039南京工业大学自动化学院例例：三相桥式全控整流电路，=60，分析故障时ud波形。（1）1RD熔断（输入a相电压断开）40南京工业大学自动化学院 三相桥式全控整流电路计算波形可见，输出电压波形每隔3重复一次，所以计算输出电压平均值在60内取其平均值即可。在自然换相点处，定义0，但是其线电压相位并不为0，初始相位为/
12、3，所以积分上下限存在一个固定相位偏移41南京工业大学自动化学院当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负载a60 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：Id=Ud/R当120时，Ud0，控制角移相范围为12042南京工业大学自动化学院关系曲线关系曲线:Ud/U2l-2.34U2=1.35U2l三相全控桥输出特性43南京工业大学自动化学院例：三相全控桥式整流电路如图所示，要求从之间变化，试求：1.不考虑延迟裕量，整流变压器二次线电压是多少？2.计算晶闸管电压电流值？3.变压器二次电流有效值4.计算整流变压器二次容量5.控制角为时，电路功率因素6.当触
13、发脉冲距对应二次侧相电压波形原点为何处时，输出电压为零44南京工业大学自动化学院 总结总结 三相桥式全控整流电路特点：三相桥式全控整流电路特点：（与三相半波电路相比）输出电压提高一倍（两组半波电路串联构成）；输出电压提高一倍（两组半波电路串联构成）；输出电压的脉动较小（输出电压的脉动较小（6脉波）；脉波）；变压器利用率高，无直流磁化问题；变压器利用率高，无直流磁化问题；最常用（大容量负载供电，电力拖动系统最常用（大容量负载供电，电力拖动系统）45南京工业大学自动化学院试画出几个基本电路图：画出几个基本电路图：单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路单相桥式全控整流电路单相桥式全控整流电路单相桥式半控整流电路单相桥式半控整流电路三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路46