三相可控整流电路-PPT(精)

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第二节 时
三相全控桥式整流电路
整流电压为三相半波时的两倍，在大电感负载
20
图 3.9 三相桥式全控整流电路
21
图 3.10 三相全控桥大电感负载 α =0°时的波形
22
图 3.11 三相全控桥大电感负载 α =30°时的电压波形
23
图 3.12 三相全控桥大电感负载 α =60°时的电压波形
3
图 3.2是 α =30°时的波形。设 VT3 已导通， 当经过自然换流点 ωt0 时，因为 VT1的触发脉冲 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ωt1 所处时刻 ug1触发 VT1 导通，VT3 承受反压关断，负载电流从 c相换到 a 相。
4
图 3.2 三相半波电路电阻负载 α =30°时的波形
32
一、双反星形中点带平衡电抗器的可控整流电路 在低电压大电流直流供电系统中，如果要采用 三相半波可控整流电路，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 半波电路还存在直流磁化和变压器利用率不高的问 题。
33
图 3.15 带平衡电抗器双反星形可控整流电路
34
图 3.16 带平衡电抗器双反星形可控整流 ud 和 uP 波形
26
图 3.14 三相桥式半控整流电路及波形 （a）电路图 （b）α =30° （c）α =120°
27
一、电阻性负载 控制角 α =0时，电路工作情况基本与三相全 控桥 α =0时一样，输出电压 ud波形完全一样。输 出直流平均电压最大为 2.34U2Φ。
28
由图 3.14（ b），通过积分运算可得Ud 的计 算公式
12
当 α >30°时，晶闸管导通角 θV=150°- α。 因为在一个周期内有 3次续流，所以续流管的导通 角 θVD=3（ α -30°）。晶闸管平均电流为

2
相控整流电路
2.2
u2 b) O
三相相控整流电路
=0 t1
ua ub uc
R
id
t2
t3
t
c)
uG O ud
O
1
t
■电阻负载 ☞为得到零线，变压器二次侧必须接成星形， 而一次侧接成三角形，避免3次谐波流入电 网。 ☞三个晶闸管按共阴极接法连接,这种接法 触发电路有公共端，连线方便。 ☞自然换相点 √在相电压的交点t1、t2、t3处，均出现 了二极管换相，称这些交点为自然换相点。 √将其作为的起点，即=0。
d) i VT e) O f)
1
t
t
t
u VT O u ab u ac

2
相控整流电路
2.2
u2
三相相控整流电路
ub uc
=30° ua
☞=0(波形见上页) O √三个晶闸管轮流导通120 ， ud波形为三个相电压在正半周期 uG 的包络线。 O ud √晶闸管电压由一段管压降和两 段线电压组成，随着增大，晶闸 管承受的电压中正的部分逐渐增多。 i O VT 1 ☞=30 √负载电流处于连续和断续的临 O u VT u 界状态，各相仍导电120。 1 ac
2
相控整流电路
2.2
三相相控整流电路
◆基本数量关系 ☞电阻负载时角的移相范围为150。 ☞整流电压平均值 √≤30时，负载电流连续，有
1 Ud 2 3

5 6
2U 2 sintd (t )
6
3 6 U 2 cos 1.17U 2 cos 2
当=0时，Ud最大，为Ud=Ud0=1.17U2。 √>30时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有

“雪亮工程"是以区（县）、乡（镇） 、村（ 社区） 三级综 治中心 为指挥 平台、 以综治 信息化 为支撑 、以网 格化管 理为基 础、以 公共安 全视频 监控联 网应用 为重点 的“群 众性治 安防控 工程” 。
晶闸管电压额定值计算
❖ 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
平均电压计算
❖ 整流电压平均值的计算 ❖ a>30°时，负载电流断续，晶闸管导通角减
小，此时有：
当a=150°时，Ud等于零，也说明最大导通角 只能是150 °
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Ta导通时刻
❖ 在三相相电压正 半周波形的交点 t1处触发 ❖ 最高电压为a相， 所以a相SCR导通
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第二节
三相半波可控整流电路
一.电阻性负载
❖ 电路结构:
❖ 1. 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;
❖ 2.三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，其阴极连接在一 起
❖ —共阴极接法
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U Id d R
a
a
t
i
t t t t
b O c
u
t
uw
⑤晶闸管最大正反向电压 U FM U RM 6U 2 ⑥晶闸管的额定电流
I T(AV) IT ( 1.5~ 2 ) 1.57
u
u d
u
u
v
u
w
O i
a
a
t
i
UT(AV) ( 2~3 ) 6U 2
⑧三相整流电路的功率因数
结论：
a=0°时，输出电压ud的波形与三相桥式不控整流
一样，一个周期内有六个波峰。 0≤a＜60°时，输出电压在一个周期内仍有六个波 峰，只是其中有三个波缺少一块。
a=60°时，输出电压在一个周期内仅有三个波峰。
三种情形ud为连续的，晶闸管导通角为120°。
移相范围为0°～ 180°，二极管承受最大反向电压
t
图2.17 三相桥式全控整流电路工作原理(p57，图2.15)
u2
a = 0°uu
uv
工作原理5
一. 大电感负载
T u
2
VT
u v 2 w
VT
1
L u L d e i d R


特点：感性负载， L 值很大， id 波形基本平直。 a≤30 时：整流电压波形与电阻u d 负载时相同。 a>30 时（如 a=60 时的波形如图O 2-16所示）。 i a u2 过零时， VT1 不关断，直到 VT2 的脉冲到来，才换流， — i b —ud波形中出现负的部分。 i O c id波形有一定的脉动，但为简O i 化分析及定量计算，可将id近 d O 似为一条水平线。 感性负载时的移相范围为90。

3个晶闸管（VT4， VT6，VT2）
2.2 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，ud波形均连续，对于电阻负载，id波 形与ud波形形状一样，也连续
波形图： a =0 （图1） a =30 （图2） a =60 （图3）
当a>60时，ud波形每60中有一段为零，ud波形
不能出现负值 波形图： a =90 （图4）
2.1 三相半波可控整流电路 2.2 三相桥式全控整流电路 2.3 变压器漏感对整流电路的影响 2.4 晶闸管相控整流电路供电的直流电动机机械
特性
2.1 三相可控整流电路·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 。
2.1 三相半波可控整流电路
负载电流平均值为
Id
Ud R
（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
URM 2 3U2 6U2 2.45U2 （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
UFM 2U 2
（2-22）
2.1 三相半波可控整流电路
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 VT1 VT1 VT3 VT3 VT5 VT5 的晶闸管
共阳极组中导通 VT6 VT2 VT2 VT4 VT4 VT6 的晶闸管
整流输出电压ud
请参照图1
ua-ub
=uab
ua-uc =uac
ub-uc =ubc
ub-ua =uba

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第2章 三相相控整流电路
由上分析可知：
（1） 控制角α=0°时，输出电压最大；α增大， 输出 电压减小； 当α=150°时， 输出电压为零， 所以最大移相 范围为150°。当α≤30°时，电流（压）连续， 每相晶闸管 的导通角θ为120°，当α＞30°时， 电流（电压）断续，
θ小于120°， 导通角为θ=150°-α
第2章 三相相控整流电路
第2章 三相相控整流电路
2.1 三相半波相控整流电路 2.2 三相全控桥式相控整流电路 2.3 变压器漏电抗对整流电路的影响 2.4 集成触发电路 习题及思考题
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第2章 三相相控整流电路
2.1 三相半波相控整流电路
2.1.1 电阻性负载 三相半波(又称三相零式)相控整流电路如图2-1(a)所示。
每只管子仍导通120°。
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第2章 三相相控整流电路
图2-3所示是α=60°时的波形， 设V3已工作，电路输出c 相相电压uc。当uc过零变负时，V3因承受反压而关断。此时V1 虽已承受正向电压， 但因其触发脉冲ug1尚未来到，故不能导 通。此后，直到ug1 到来前的一段时间内，各相都不导通，输 出电压电流都为零。当ug1到来，V1导通， 输出电压为a相相 电压ua, 依次循环。 若控制角α继续增大，则整流电路输出 电压ud将继续减小。当α=150°时，ud就减小到零。
图2-1(f)是V1上电压的波形。 V1导通时为零；V2导通时，
V1承受的是线电压uab；V3导通时，V1承受的是线电压uac。其它
两只晶闸管上的电压波形形状与此相同，只是相位依次相差 120°。
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第2章 三相相控整流电路

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图 3.3 三相半波整流电路电阻 负载当 α >30°时的波形
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当 α≤30°时，输出直流电压平均值 Ud 为 当 30°<α≤150°时，ud、id 波形断续，如图 3.3所示，θ =150°-α。可求得
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流过每个晶闸管的平均电流 IdV为 根据电流有效值的定义，不难推导出流过晶 闸管电流有效值的计算公式
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图 3.16 带平衡电抗器双反星形可控整流 ud 和 uP 波形
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由图 3.15所示电压瞬时方向可得如下关系， 从第一组星形电路看负载电压 ud 为
从第二组电路看，则有
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ud 波形如图 3.16（a）中粗黑线所示。α =0 时，输出电压平均值 Ud 为
波形的傅氏级数表达式为 当 α =0时，式（3.33）中的系数可由下列公
式求得
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Ud 即是整流直流电压的平均值。第 n次谐波 电压的有效值 Un 为
整流电压有效值 U 为 所以谐波分量（即交流分量）有效值 UR 为
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为了评价整流电压 ud 的平直程度即波形的 脉动大小，可用电压脉动系数 Su 或纹波因数γu 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
41
图 3.19 两组三相全控桥并联 组成的十二相整流电路
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第五节 变压器漏电抗对整流电路的影响 一、换相期间的输出电压
以三相半波可控整流、大电感负载为例，分 析漏抗对整流电路的影响，等值电路如图 3.2（a） 所示。

5
三相可控整流电路 压力检测方法及仪表
ud, id连续
T
u v w
VT1 VT2 VT3 ud
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
=0° 1）当α=0°时：
id

时刻,VT1触发导通， ,VT1触发导通 ①ωt1时刻,VT1触发导通，ud=uu;
0 1 t1
uu 2 t2
uv 3 t3
uw 4
uu
t
(b)
时刻( 120°)VT2触发导通 触发导通， ②ωt2时刻(隔120°)VT2触发导通，
id
ud
uu
uv
uw
ωt
VT3控制 角起点
4
三相可控整流电路 压力检测方法及仪表
三相半波可控整流电路电阻性负载α=0°时的波形 °时的波形 三相半波可控整流电路电阻性负载 (a) 电路； (b) 电源相电压； (c) 触发脉冲； (d) 输出电压、 电流； 电路； 电源相电压； 触发脉冲； 输出电压、 电流； (e) 晶闸管 晶闸管VT1上的电流； (f) 晶闸管 上的电流； 晶闸管VT1上的电压 上的电流 上的电压
电阻性负载α=60° 电阻性负载α=60°时的波形 α=60
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三相可控整流电路 压力检测方法及仪表
继续增大， 将继续减小。 若α继续增大，则ud将继续减小。
=90° 4）当α=90°时： =120° 5）当α=120°时： =150° 6）当α=150°时：
=150° 减小到零。 当α=150°时，ud减小到零。 所以移相范围为150° 所以移相范围为150° 移相范围为150
重点：波形分析和基本电量计算的方法。 重点：波形分析和基本电量计算的方法。 难点：不同负载对工况的影响、 难点：不同负载对工况的影响、整流器交流侧电抗对整流 电路的影响

电力电子技术-可控整流电路-三相半波
•
46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
•
47、采菊东篱下，悠然见南山。
•
48、啸傲东轩下，聊复得此生。
•
49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
•
50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
Байду номын сангаас
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
48

2.1
三相半波可控整流电路
A B C VT1 VT2 VT3 ud
2. 可控整流电阻负载
• 将三相半波不可控整流电 路中的二极管换成晶闸管即 为三相半波可控整流电路
a =0时的情况 与不可控整流类似
图2-3 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
2.1
三相半波可控整流电路
3
输出电压断续时（电阻负载a >60）：
Ud

3


6U 2
3
sin wtd (wt ) 2.34U 2 1 cos( ) 3
2.2.2
1. 电阻负载
a =0
u u2 =0 A ud
1
三相桥式半控整流电路
VT1 VT3 VT5 T
O uG O ud O
wt =30 wt wt
图2-8 三相半波可控整流电 路共阳极接法大电感负载
2.2
三相桥式相控整流电路
2.2.1 三相桥式全控整流电路
2.2.2 三相桥式半控整流电路
2.2.1
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 —— VT1，VT3，VT5
uB uC
ia a b 负 c 载 ud
O ud
2
wt
u2 uL d
uAB uAC
u BC u BA uCA uCB uAB uAC
VD4 VD VD2 6
O
wt
2.2.2
a =30
VT1 VT3 VT5 ia a b 负 c 载
三相桥式半控整流电路
u2 = 30 uA u d1 uB uC