电力电子技术复习提纲

复习提纲可控整流器——三相整流电路一、主要概念提示及难点释疑1．学习三相整流电路时应注意的几点（1）α=0°的地方——自然换相点为相邻相电压（或线电压）的交点。

它距相电压波形的原点30°，距对应线电压原点60°。

（2）α=0°时，相当于二极管电路不可控整流情况，单相整流电路输出电压波形为正弦电压正半周波形，三相半波整流电路输出电压波形为三相相电压的正向包络线，而三相桥式整流电路输出电压波形是三相相电压的正负包络线，即六个线电压的正向包络线。

2．负载性质不同的三相半波可控整流电路的特点（1）电阻性负载（移相范围α=0°~150°）0°≤α≤30°时，一个周期内，三个晶闸管轮流导电，每个晶闸管导通角120°，电流连续。

输出电压平均值αcos 17.12d U U =。

晶闸管两端电压波形由3段组成：第1段，VT1导通期间，为一管压降，可近似为u T1=0 第2段，在VT1关断后，VT2导通期间，u T1=u u -u v =u uv ，为一段线电压 第3段，在VT3导通期间，u T1=u u -u w =u uw 为另一段线电压， 如果增大控制角α,将脉冲后移,整流电路的工作情况相应地发生变化。

30°≤α≤150°时，每个晶闸管的导通角为150°-α，电流断续。

输出电压平均值⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=)6πcos(1675.0d αU 。

此时，在三个晶闸管全部都关断期间，晶闸管承受该相的相电压，每个周期内由六断组成。

晶闸管承受的反向最大电压为线电压峰值，正向电压为相电压峰值。

I 、I 2和I T 三者的关系为32I I I T ==（2）电感性负载（移相范围α=0°~90°）电感足够大，使电流波形连续且近似为一水平线，每个晶闸管轮流导通120°，输出电压平均值αcos 17.12d U U =。

各电流有效值关系为I =I d 、32I I I T ==。

当30°≤α≤90°时，输出电压波形出现负值，因而常加续流二极管，以提高输出电压平均值。

此时输出电压波形和电阻性负载一样，晶闸管的导通角为150°-α，续流二极管每个周期内导通三次，导通角为3α-90°。

（3）共阳极接法的三相半波电路该电路的自然换相点为相电压负半周相邻两相电压的交点。

换相总是由一相换到阴极电位更负的一相上去。

电流连续时，输出电压平均值为U d ＝-1.17U 2 cos α3．学习三相桥式全控整流电路应注意的问题（1）按三相U 、V 、W 的顺序，共阴极连接的三个晶闸管编号为VT1、VT3、VT5，共阳极连接的三个晶闸管编号为VT4、VT6、VT2。

如此编号目的是为了分析问题方便。

（2）在任何时刻都必须有两个晶闸管（分别属于共阴极组和共阳极组）同时导通，构成电流通路，才有电压输出。

因此为保证整流电路能启动运行或在电流断续后能再次导通，触发脉冲的宽度应大于60°而小于120°或用双窄脉冲，以使两个晶闸管同时得到触发而导通。

（3）每隔60°有一个晶闸管换流，共阴极组和共阳极组轮流进行，但只在本连接组内换流。

每个周期内，六个晶闸管导通的顺序为VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6，触发脉冲也必须按此顺序做响应安排，各脉冲依次相隔60°。

电流连续时，每个晶闸管导通120°。

（4）输出电压波形为六个线电压的组合。

（5）α=60°是电阻性负载电流连续与断续的分界点。

电感性负载时。

α>60°时，输出电压波形中出现负值。

（6）I 、I 2和I T 三者的关系为3I I T =I I I I T 816.03222===二、习题 2－1若三相全控桥式整流电路，当一只晶闸管短路时,电路会发生什么情况？答:在三相桥式电路中，若一只晶闸管短路,例如共阴极一只管子短路，则其余共阴极组中任意一只管子触发导通，都要引起电源线电压短路，使管子连续烧坏，所以要求每只晶闸管桥路接快速熔断器，保护晶闸管。

2－2三相半波整流，且电感性负载α=90 ，U2=220 V，由于电感Ld不够大，只能使晶闸管阳极电压过零后，再维持导通角30 。

试：①ud的波形。

②列出电压平均值Ud的计算公式。

③画出晶闸管VT1两端电压ud的波形。

答:①图a打斜线部分为ud的波形。

②Ud =223632⎰+ππππU2sinωt d(ωt)=0.274 U2③晶闸管VT1两端电压波形如图b打斜线部分所示。

VT1、VT2、VT3均不导通时，VT1承受U相相电压，当VT1、VT2导通时，VT1管承受线电压。

2－3三相半波可控整流，大电感负载，Id =10A不变，U2=100V/2，10=γ （换相重叠角），α=60 。

求：①整流输出电压Ud ？②画出整流输出电压Ud的波形。

③画出晶闸管VT1两端电压波形。

答:①Ud =1.17 U2cosα-Id（RT+π23TX）I d XT=[cosα-cos(γα+)]2U2sin3π=[cos60 -cos(60 +10 )]×100V×sin60 =13.7V若RT =0，则Ud=1.17 U2cosα-Idπ23=（41.4-6054）V=34.8V②整流输出Ud波形如图a打斜线所示。

③晶闸管VT1两端电压波形如图b打斜线部分所示。

2－4若在维修中观察输出电压波形如图所示，试判断三相半桥式电路中哪只器件有故障，并指出此时α等于多少度？答：由图可知，是VT3管子触发脉冲消失，或VT3管子内部短路。

此时，延迟角α=30 。

2－5某厂自制晶闸管电镀电2~15V，在9V以上最大输出电流均可达130A，主电路采用三相半波可控整流电路，试计算：①整流变压器二次电压。

②9V时的延迟角α。

③选择晶闸管。

④计算变压器容量。

答:①Umaxd==15VUd =1.17 U2cosαU 2=17.1max d U =17.115V=12.8V ≈13V(不考虑控制角裕量) ②当α>6/π时，U V U d 93)30cos(117.12=++=︒α故 cos(0255.0117.13)30(2=-=︒+U U d α ③I T =)]25.91sin(41)5.912cos(431805.91[21)()sin 2(2122218030⨯+⨯+⨯=︒︒︒⎰ππωωπd d R U t d R t U I d =0.557U dR ︒+5.88cos 12=130A I dT I 618.0==80.4A I )(AV T A I T 2.5157.1=≥U V U TM 8.3162==考虑电压电流裕量，可选KP100-1晶闸管。

④S=3I 22U I 2=I TS=3KVA 3014134.80=⨯⨯2－6已知三相桥式全控整流的变压器二次相电压U 2=100V ，折算到变压器二次侧每相漏电感L 电阻,200H T μ=R ,5.1,9.204.0V U R d T =∆Ω=Ω=，求：电路输出最高电压U max d ，最大电流I max d 。

答: ①U max d =3.24 U 2-2)26(πT T X R U +-∆ ②U max d = I max d R d代入数值后，从①和②中解得U=223.3Vdmax=77AIdmax2－7图三相全控桥整流电路，试分析在控制角α=60º时发生如下故障的输出电压U d的波形。

（1）熔断器1FU熔断。

（2）熔断器2FU熔断。

（3）熔断器2FU、3FU熔断。

答:（1）熔断器1FU熔断时输出电压波形如图b所示，凡与U相有关的线电压均不导通。

（2）熔断器2FU熔断时输出电压波形如图c所示，V字头线电压不导通。

（3）熔断器2FU、3FU熔断时输出电压波形如图d所示，凡VW字头线电压均不导通。

三、自我检测题1．填空题1）三相半波可控整流电路电阻性负载时，电路的移相范围，三相全控桥电阻性负载时，电路的移相范围。

2）三相桥式全控整流电路是由一组共极三只晶闸管和一组共极的三只晶闸管串联后构成的，晶闸管的换相是在同一组内的元件进行的。

每隔换一次相，在电流连续时每只晶闸管导通度。

要使电路工作正常，必须任何时刻要有只晶闸管同时导通，，一个是共极的，另一个是共极的元件，且要求不是的两个元件。

2．选择题1）α为时，三相半波可控整流电路，电阻性负载输出的电压波形，处于连续和断续的临界状态。

A、 0°B、60°C、30°D、120°2）三相半波可控整流电路的自然换相点是。

A、交流相电压的过零点；B、本相相电压与相邻相电压的交点处；C、比三相不控整流电路的自然换相点超前30°；D、比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°。

3）三相全控桥式整流电路带电阻负载，当触发角α=0º时，输出的负载电压平均值为。

A、0.45U2；B、0.9U2；C、1.17U2；D、2.34U2；4）三相全控桥式整流电路带大电感负载时，控制角α的有效移相范围是度。

A、0°-90°；B、30°-120°；C、60°-150°；D、90°-150°5）三相半波可控整流电路在换相时，换相重叠角γ的大小与哪几个参数有关。

A、α、Id、 XL、U2φ；B、α、Id；C、α、U2；D、α、U2、 XL。