晶闸管三相桥式可控整流电路
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三相桥式全控整流电路工作原理
三相桥式全控整流电路是一种常见的电力电子器件,它利用半导体器件的可控性实现对交流电的整流操作。通过控制开关管的导通时间,可以实现整流电路对电流的可控,从而满足不同的电气需求。本文将介绍三相桥式全控整流电路的工作原理,并对其性能特点进行分析。
三相桥式全控整流电路包括三个半波整流电路和一个相互接通的直流侧滤波电路。每个半波整流电路由两个开关管和两个二极管构成。开关管可以是晶闸管或场效应管,二极管则是承担反向导通作用的器件。直流侧滤波电路由一个电感和一个电容组成,其作用是平滑直流电的输出。控制单元则负责控制开关管的导通时间,从而实现对整流电路输出电流的控制。
1. A相半波整流
在第一个周期的t=0-1/6 T时间段内,A相电压为正向的,因此A相的K1开关管被导通,K2开关管关闭,通过K1开关管和D2二极管实现A相的半波整流,直流电位为零。
4. A相、B相、C相半波整流带负载
当三个半波整流器恰好带负载时,开关管的控制角将会周期性地变化,控制电路输出的脉冲宽度也将随之变化。这时直流输出电压将随着控制角的变化而逐渐提高。
1. 稳定性高
由于可以实现对控制电路输出脉冲宽度的精确控制,三相桥式全控整流电路的稳定性较高,可以满足对直流输出电压和电流的高精度控制要求。
2. 效率高
在正常工作状态下,三相桥式全控整流电路只需消耗极小的能量,因此其能效比较高,可有效降低整个系统的能耗。
3. 适应性强
三相桥式全控整流电路不仅能适应不同负载要求,还能适应不同电气参数的交流电输入,因此具有较强的适应性。
4. 成本低廉
由于三相桥式全控整流电路所需器件数量较少且技术相对成熟,因此其制造成本比较低廉,可以大规模应用于各种电气设备中。 三相桥式全控整流电路是一种性能稳定、适应性强并且成本低廉的电力电子器件,被广泛应用于工业、农业和家庭等领域。除了上文所述的特性,三相桥式全控整流电路还有其他一些优点。例如:
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专业知识整理分享 1系统概述
整流电路是电力电子电路中最早出现的一种,它将交流电变为直流电,应用十分广泛,电路形式多种多样,各具特色。可从各种角度对整流电路进行分类,主要分类方法有:按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。由电力二极管等不可控器件构成的整流电路叫做不可控整流电路,由晶闸管等半控器件构成的整流电路称为半控型整流电路,由门极可关断晶闸管(GTO)、电力晶体管(GTR)、电力场效应晶体管(Power MOSFET)以及绝缘栅双极晶体管(IGBT)等全控型器件构成等的整流电路称为全控整流电路。按电路结构可分为桥式电路和零式电路。按交流输入相数分为单相电路和多相电路。按变压器二次侧电流的方向是单向或双向,又分为单拍电路和双拍电路。
本系统属于三相桥式全控整流电路,而三相可控整流电路一般有三相半波可控整流电路、三相桥式全控整流电路。三相半波可控整流电路只需要三个晶闸管,若带阻感负载,则只在正半周开通。三相半波可控整流电路的特点是简单,但输出脉动大,变压器二次测电流中含直流分量,造成变压器铁心直流磁化。为使变压器铁心不饱和,需增大铁心截面积,增大了设备的。因此,实际中一般不采用半波整流,而采用全波整流。
三相可控整流电路中应用较多的是三相桥式全控整流电路,共六个晶闸管组成三对桥臂。由于在交流电源的正负半周都有整流输出电流流过负载,故该电路为全波整流。在u2一个周期内,整流电压波形脉动6次,脉动次数多于半波整流电路,该电路属于双脉波整流电路。变压器二次绕组中,正负两个半周电流方向相反且波形对称,平均值为零,即直流分量为零,不存在变压器直流磁化问题,变压器绕组的利用率也高。
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专业知识整理分享 1.1总体方案设计
三相桥式全控整流电路
⽬录
摘要 (1)1 概述 (2)
2 三项桥式全控整流电路 (3)
2.1电阻性负载 (3)
2.1.1 ⼯作原理 (3)
2.2 感性负载 (5)
2.2.1 原理 (5)
3仿真 (7)
3.1 MATLAB 介绍 (7)
3.2 电路仿真模型建⽴和参数设置 (8)
3.2.1 三相桥式全控整流电路的分析 (8)
3.3三相桥式整流电路的仿真 (8)
3.3.1 带阻感性负载的仿真 (8)
3.4 仿真设置及仿真结果 (14)
3.5 带阻感性负载三相桥式全控整流电路的仿真分析 (15)
3.6 纯电阻负载三相桥式全控整流电路的仿真 (18)
⼩结 (19)
参考⽂献 (20)
带电阻负载的三相桥式全控整流电路设
计
摘要
整流电路就是把交流电能转换成直流电能的电路。⼤多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器组成。它在直流电机的调速、发电机的激励调节电解、电镀等领域得到⼴泛应⽤。整流电路主要有主电路、滤波器、变压器组成。20世纪70年代以后,主电路多⽤硅整流⼆极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路和负载之间,⽤于滤除波动直流电压中的交流部分。变压器设置与否视情况⽽定。变压器的作⽤是实现交流输⼊电压与直流输出电压间的匹配以及交流电⽹与整流电路间的电隔离。整流电路的种类有很多,半波整流电路、单项桥式半控整流电路、单项桥式全控整流电路、三项桥式半控整流电路、三项桥式全控整流电路。
关键词:整流、变压、触发、电感1 概述
在电⼒系统中,电压和电流应是完好的正弦波.但是在实际的电⼒系统中,由于⾮线性负载的影响,实际的电⽹电压和电流波形总是存在不同程度的畸变,给电⼒输配电系统及附近的其它电⽓设备带来许多问题,因⽽就有必要采取措施限制其对电⽹和其它设备的影响。随着电⼒电⼦技术的迅速发展,各种电⼒电⼦装置在电⼒系统、⼯业、交通、家庭等众多领域中的应⽤⽇益⼴泛,⼤量的⾮线性负载被引⼊电⽹,导致了⽇趋严重的谐波污染.电⽹谐波污染的根本原因在于电⼒电⼦装置的开关⼯作⽅式,引起⽹侧电流、电压波形的严重畸变.⽬前,随着功率半导体器件研制与⽣产⽔平的不断提⾼,各种新型电⼒电⼦变流装置不断涌现,特别是⽤于交流电机凋速传动的变频器性能的逐步完善,为⼯业领域节能和改善⽣产⼯艺提供了⼗分⼴阔的应⽤前景.相关资料表明,电⼒电⼦装置⽣产量在未来的⼗年中将以每年不低于10%的速度递增,同时,由这类装置所产⽣的⾼谐谐波约占总谐波源的70%以上。
16.三相桥式不可控整流电路,阻感负载,R=5Ω,L=∞,U2=220V,XB=0.3Ω,求Ud、Id、IVD、I2和的值并作出ud、iVD和i2的波形。
解:三相桥式不可控整流电路相当于三相桥式可控整流电路α=0°时的情况。
Ud=2.34U2cosα-ΔUd
ΔUd=3XBId∕π
Id=Ud∕R
解方程组得:
Ud=2.34U2cosα∕(1+3XB/πR)=486.9(V)
Id=97.38(A)
又∵
cos-)cos(=2BdXI∕6U2
即得出
cos=0.892
换流重叠角
=26.93°
二极管电流和变压器二次测电流的有效值分别为
IVD=Id∕3=97.38∕3=32.46(A)
I2a=32 Id=79.51(A)
ud、iVD1和i2a的波形如下:
u2udiVD1tOtOtOtOuaubuct1uabuacubcubaucaucbuabuacⅠⅡⅢⅣⅤⅥi2aIdId
20.试计算第3题中i2的3、5、7次谐波分量的有效值I23、I25、I27。
解:在第3题中已知电路为单相全控桥,其输出电流平均值为
Id=38.99(A)
于是可得:
I23=22Id∕3π=22×38.99∕3π=11.7(A) I25=22Id∕5π=22×38.99∕5π=7.02(A)
I27=22Id∕7π=22×38.99∕7π=5.01(A)
21.试计算第13题中i2的5、7次谐波分量的有效值I25、I27。
解:第13题中,电路为三相桥式全控整流电路,且已知
Id=23.4(A)
由此可计算出5次和7次谐波分量的有效值为:
I25=6Id∕5π=6×23.4∕5π=3.65(A)
I27=6Id∕7π=6×23.4∕7π=2.61(A)
22.试分别计算第3题和第13题电路的输入功率因数。
解:①第3题中基波电流的有效值为: