三相半波可控整流电路

1.三相半波可控整流电路（电阻性负载）1.1三相半波可控整流电路（电阻性负载）电路结构为了得到零线变压器二次侧接成星形得到零线，为了给三次谐波电流提供通路，减少高次谐波的影响，变压器一次绕组接成三角形，为△/Y接法。

三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，其阴极连接在一起为共阴极接法。

如图1.du R1VT3VTd i2VTr T图1.三相半波可控整流电路原理图（电阻性负载）1.2三相半波可控整流电路工作原理（电阻性负载）1)在ωt1-ωt2区间，有Uu＞Uv，Uu＞Uw，U相电压最高，VT1承受正向电压，在ωt1时刻触发VT1导通，导通角θ=120°，输出电压Ud=Uu。

其他两个晶闸管承受反向电压而不能导通。

VT1通过的电流It1与变压器二次侧u相电流波形相同，大小相等，可在负载电阻R两端测试。

2)在ωt2-ωt3区间，有Uv＞Uu，V相电压最高，VT2承受正向电压，在ωt2时刻触发VT2导通，Ud=Uv。

VT1两端电压Ut1=Uu-Uv=Uuv＜0，晶闸管VT1承受反向电压关断。

3）在ωt3-ωt4区间，有Uw＞Uv，W相电压最高，VT3承受正向电压，在ωt3时刻触发VT3导通，Ud=Uw。

VT2两端电压Ut2=Uv-Uw=Uvw＜0，晶闸管VT2承受反向电压关断。

在VT3导通期间VT1两端电压Ut1=Uu-Uw=Uuw＜0。

这样在一个周期内，VT1只导通120°，在其余240°时间承受反向电压而处于关断状态。

1.3三相半波可控整流电路仿真模型（电阻性负载）根据原理图用matalb软件画出正确的三相半波可控整流电路（电阻性负载）仿真电路图如图2所示：图2.三相半波可控整流电路仿真模型（电阻性负载）脉冲参数，振幅3V，周期0.02，占空比10%，时相延迟分别为（α+30）/360*0.02，（α+120+30）/360*0.02，（α+240+30）/360*0.02。

1.三相半波共阳极可控整流电路三相半波可控整流电路还可以把晶闸管的三个阳极接在一起，而三个阴极分别接到三相交流电源，形成共阳极的三相半波可控整流电路，其带电感性负载的电路如图1（a）所示。

由于三个阳极是接在一起的，即是等电位的，所以对于螺栓式的晶闸管来说，可以将晶闸管的阳极固定在同一块大散热器上，散热效果好安装方便。

但是，此电路的触发电路不能再像共阴极电路的触发电路那样，引出公共的一条接阴极的线，而且输出脉冲变压器二次侧绕组也不能有公共线，这就给调试和使用带来了不便。

图1.三相半波共阳极可控整流电路（a）电路图（b）a=30°时波形图共阳极的三相半波可控整流电路的工作原理与共阴极的一致，也是要晶闸管承受正向电压即其阳极电位高于阴极电位时，才可能导通。

所以，共阳极的三只晶闸管VT2、VT4和VT6哪一只导通，要看哪一只的阴极电位低，触发脉冲应在三相交流电源相应相电压的负半周加上，而且三个管子的自然换相点在电源两相邻相电压负半周的交点，即图1（b）中的2、4、6点，故2、4、6的位置分别是与w相、u相、v相相连的晶闸管VT2、VT4和VT6的角的起始点。

从图8.21（b）中可以看出，当时，输出全部在电源负半周。

例如，在时刻触发晶闸管VT2，因其阴极电位最低，满足其导通的条件，故可以被触发导通，此时在负载上得到的输出电压为。

至时，给VT4加触发脉冲，由于此时u相电压更负，故VT2会让位给VT4，而VT4的导通会立即使VT2承受反向的线电压而关断。

同理，在时刻又会换相给v相的晶闸管VT6。

由图1（a）可见，共阳极接法时的整流输出电压波形形状与共阴极时一样的，只是输出电压的极性相反。

从上面的讨论的三相半波电路中可以看出，不论是共阴极还是共阳极接法的电路，都只用了三只晶闸管，所以接线都较简单，但其变压器绕组利用率较低，每相的二次侧绕组一周期最多工作，而且绕组中的电流（波形与相连的晶闸管的电流波形一样）还是单方向的，因此也会存在铁心的直流磁化现象；还有晶闸管承受的反向峰值电压较高（与三相桥式电路相比）；另外，因电路中负载电流要经过电网零线，也会引起额外的损耗。

三相半波可控整流电路1. 电阻负载(1) 工作原理三相半波可控整流电路如图1 a) 所示。

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次谐波电流流人电网。

三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，它们的阴极连接在一起，称为共阴极接法，这种接法触发电路有公共端，连线方便。

假设将电路中的晶闸管换作二极管，并用VD表示，该电路就成为三相半波不可控整流电路，以下首先分析其工作情况。

此时，三个二极管对应的相电压中哪一个的值最大，则该相所对应的二极管导通，并使另两相的二极管承受反压关断，输出整流电压即为该相的相电压，波形如图1 d) 所示。

在一个周期中，器件工作情况如下：在ωt～ωt期21uu；在ωt～ωt期间，b 相电压最高，VD导通，= 相电压最高，间，αa3d12uuuu。

此后，导通，= 期间，c 相电压最高，VDVD导通，= ～ωt；在ωt cdb4323d在下一周期相当于ωt的位置即ωt时刻，VD又导通，重复前一周期的工作情114u o波形为三个120。

VD况。

如此，一周期中VD、VD、轮流导通，每管各导通d213相电压在正半周期的包络线。

在相电压的交点ωt、ωt、ωt处，均出现了二极管换相，即电312流由一个二极管向另一个二极管转移，称这些交点为自然换相点。

对三相半波可控整流电路而言，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o，要改变触发角只能是在此基础上α=0的起点，即α计算各晶闸管触发角则电若在自然换相点处触发相应的晶闸管导通，增大，即沿时间坐标轴向右移。

．路的工作情况与以上分析的二极管整流工作情况一样。

由单相可控整流电路可u 的过零点。

知，各种单相可控整流电路的自然换相点是变压器二次电压2o时，变压器二次侧 a 相绕组和晶闸管VT1的电流波形如当α = 0o，可见变压器二次所示，另两相电流波形形状相同，相位依次滞后120图1 e) 绕组电流有直流分量。

图1 f) 是VT两端的电压波形，由3段组成：第1段, VT导通期11uu= 导通期间，,，VT第2段，在VT关断后间，为一管压降，可近似为=0；VT1VT121uuuuuu u= 段，在VT导通期间，－－ = = ,为一段线电压；第3acaabbac VT13为另一段线电压。

三相半波可控整流电路实验结论与讨论引言三相半波可控整流电路是一种常见的电力电子器件，在工业和家庭电力供应中得到广泛应用。

本实验旨在探究三相半波可控整流电路的工作原理、特性以及影响因素，通过实验数据和结论，深入理解该电路的性能与应用。

实验设备与原理1. 实验设备•直流电源：提供实验中所需的直流电流•可调三相交流电源：模拟三相电源信号•三相半波可控整流电路实验箱：包含可控硅、电阻等元件•示波器：用于测量电压、电流等波形信号2. 实验原理三相半波可控整流电路由三个可控硅、负载电阻和电感组成。

可控硅是一种电子开关元件，可以通过控制信号来控制导通和截止状态。

当可控硅导通时，电流从三相电源经过可控硅和负载电阻，形成电路负载；当可控硅截止时，电流无法通过。

在正负半周的不同时间段，可控硅的工作状态也有所不同。

在三相半波可控整流电路中，可分为以下几个工作状态： - 三相整流状态：三个可控硅均处于导通状态，电流可从三相电源经过。

- 两相整流状态：两个可控硅导通，一个可控硅截止，电流经过两个相。

- 单相整流状态：一个可控硅导通，两个可控硅截止，电流经过单个相。

- 关断状态：三个可控硅均截止，电流无法通过。

实验过程与数据结果1. 实验过程1.搭建三相半波可控整流电路实验箱，接入可调三相交流电源和直流电源。

2.设置可调三相交流电源的频率和幅值，使得电源输出符合实验要求。

3.使用示波器测量负载电阻两端的电压波形，并记录数据。

4.变化可调三相交流电源的频率和幅值，重复步骤3，获取不同工作状态下的数据。

2. 数据结果在实际的实验中，我们记录了不同时间段下负载电阻两端的电压波形，并计算了电流的平均值与峰值。

以下是实验数据的一部分统计结果：三相整流状态•电流平均值：X•电流峰值：X两相整流状态•电流平均值：X•电流峰值：X单相整流状态•电流平均值：X•电流峰值：X关断状态•电流平均值：X•电流峰值：X结论分析1. 三相半波可控整流电路的优点与应用三相半波可控整流电路具有以下优点和应用： - 适用于大功率电力系统，具有较高的能效和电压稳定性。