第二章整流电路2分析

2.2 三相可控整流电路 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 。 2.2.1 三相半波可控整流电路 1)电阻负载

• 图2-12 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 电路的特点： 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 。 自然换相点： 二极管换相时刻为自然换相点，是各相晶闸管能触发导通的最早时刻，将其作为计算各晶闸管触发角a的起点，即a =0。 a =0时的工作原理分析 变压器二次侧a相绕组和晶闸管VT1的电流波形，变压器二次绕组电流有直流分量。晶闸管的电压波形，由3段组成。 a=30的波形（图2-13） 特点：负载电流处于连续和断续之间的临界状态。

b) c) d) e) f)

u 2

R i d u a u b u

c  =0

O  t 1  t 2  t

3

u G

O u d

O

O

u ab u a

O

i V 1

u V 1

 t

 t

 t

 t

 t a>30的情况（图2-14 ） 特点：负载电流断续，晶闸管导通角小于120 。

整流电压平均值的计算 a≤30时，负载电流连续，有：

当a=0时，Ud最大，为 cos17.12UUUdod

 =30u

2

u a u b u c

O  t

O 

t

O  t

O  t

O  t

u G

u d

u a u ac

 t

1

i VT

1

u VT

1 u

ac

  tt t tu 2 u a u b u c O O O O

u G

u d

i VT

1





cos17.1cos263)(sin2321226562dUUttdUU



=60° 

 a>30时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有： 负载电流平均值为

晶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 2）阻感负载

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

图2-16 三相半波可控整流电路，阻感负载时的电路及a =60时的波形 数量关系

22UUFM u d

i a

u a u b u c

i b

i c

i d

u a

O

 t

O

 tO O

 t

O

O  t



 t

 t

RUIdd

222RM45.2632UUUU由于负载电流连续， Ud 变压器二次电流即晶闸管电流的有效值为 晶闸管的额定电流为

晶闸管最大正、反向电压峰值均为变压器二次线电压峰值 三相半波的主要缺点在于其变压器二次电流中含有直流分量，为此其应用较少。 2.2.2 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——阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1，VT3，VT5） 共阳极组——阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4，VT6，VT2） 导通顺序：VT1－VT2－VT3－ VT4－VT5－VT6 1）带电阻负载时的工作情况 当a≤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 当时，ud波形每中有一段为零，ud波形不能出现负值 波形图： 带电阻负载时三相桥式全控整流电路a角的移相范围是

dVTVT(AV)368.057.1III245.2UUURMFM

2d0d17.1UUUddVT2577.031IIII a =0 （图2－17 ） 晶闸管及输出整流电压的情况如表2－1所示

请参照图2－17 三相桥式全控整流电路的特点 （1）2管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各1，且不能为同1相器件。 （2）对触发脉冲的要求： 按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差。 共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差。 同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差。 三相桥式全控整流电路的特点 （3）ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整流电路。

时 段 I II III IV V VI 共阴极组中导通的晶闸管 VT1 VT1 VT3 VT3 VT5 VT5

共阳极组中导通的晶闸管 VT6 VT2 VT2 VT4 VT4 VT6

整流输出电压ud ua-ub =u ua-uc ub-uc ub-ua uc-ua uc-u

b

i u

 



 u 2 u

d

u d

u 2 u d u a u a u a u a u b u b u c u c u a u a u a u a u b u b u c u c u a u a

Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ

u a u cu b

 t

1 O t

O tO tO t

 =

V 1

V 1 （4）需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲 可采用两种方法：一种是宽脉冲触发 一种是双脉冲触发（常用） (5）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同。 2) 阻感负载时的工作情况 a≤时 ud波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相似。 主要包括：各晶闸管的通断情况、输出整流电压ud波形、晶闸管承受的电压波形。 时 阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同。 电阻负载时，ud波形不会出现负的部分。 阻感负载时，ud波形会出现负的部分。 带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的a角移相范围为。 区别在于：得到的负载电流id波形不同。 当电感足够大的时候， id的波形可近似为一条水平线。 3) 定量分析 当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负载a≤时）的平均值为：

带电阻负载且时，整流电压平均值为： 输出电流平均值为 ：Id=Ud /R 当整流变压器为图2-17中所示采用星形接法，带阻感负载时，变压器二次侧电流波形如图2-23中所示，其有效值为：

晶闸管电压、电流等的定量分析与三相半波时一致。 接反电势阻感负载时，在负载电流连续的情况下，电路工作情况与电感性负载时相似，电路中各处电压、电流波形均相同。 仅在计算Id时有所不同，接反电势阻感负载时的Id为： 式中R和E分别为负载中的电阻值和反电动势的值。 ik=ib是逐渐增大的， 而ia=Id-ik是逐渐减小的。 当ik增大到等于Id时，ia=0，VT1关断,换流过程结束。 2.3 变压器漏感对整流电路的影响 三相半波可控整流电路及波形 考虑包括变压器漏感在内的交流侧电感的影响，该漏感可用一个集中的电感LB表示。 现以三相半波为例，然后将其结论推广。





cos34.2)(sin63123232UttdUU

d



)3cos(134.2)(sin63232dUttdUU

ddddIIIII816.03232)(3221222