3.2.2三相桥式可控整流电路

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太原工业学院电气工程系

3.2.2 三相桥式全控整流电路

2014-7-9

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本节将只讨论三相桥式全控整流器的理想工作状态。 所谓理想工作状态是假设具有如下的理想条件：①理想变压器。即变压器的漏抗、绕组电阻和 励磁电流都可忽略。 ② 晶闸管元件是理想的。 ③电感性负载时，直流电感 Ld 足够大，输出电 流的纹波可以不计。 ④电源为三相对称系统，其表达式如式 u a ub uc 2U 2 sin t 2 ) 3 4 2U 2 sin( t - ) 3 2U 2 sin( t

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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)

带电阻负载时三相桥式全控整流电路a角的移 相范围是120 2014-7-9 电力电子技术

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晶闸管及输出整流电压的情况如下表所示时 段 I VT1 VT6 II VT1 VT2 III VT3 VT2 IV VT3 VT4 V VT5 VT4 VI VT5 VT6

共阴极组中导通的 晶闸管 共阳极组中导通的 晶闸管

整流输出电压ud

ua-ub =uab

ua-uc =uac

ub-uc =ubc

ub-ua =uba

uc-ua =uca

uc-ub =ucb

请参照三相桥式全控整流电路带电阻负载a=0 时的波形图2014-7-9 电力电子技术

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基本数量关系 当整流输出电压连续时(即带电阻负载a ≤60 ) 的平均值为：Ud

1 3

2 a 3 a

6U 2 sin td ( t ) 2.34U 2 cos a

3

带电阻负载且a >60 时，整流电压平均值为：Ud 3

a

3

6U 2 sin td ( t ) 2.34U 2 1 cos( a ) 3

输出电流平均值为 ：Id=Ud /R2014-7-9 电力电子技术

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晶闸管电流： 由于各组三个晶闸管轮流工作，则晶闸管的电流平均 值为： I dTa ≤60 时：1 IT 2 2

Id 3

有效值与电流波形有关，连续、断续要分开计算：2 a 3 a 3

(

6U 2 sin t 2 6U 2 1 3 cos 2a ) d ( t ) ( ) R R 6 4sin(

a >60 时：1 IT 2 2 2014-7-9

a3

(

6U 2 sin t 2 6U 2 1 a ) d ( t ) ( R R 3 2

2a ) 3 ) 4

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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60 。 共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差 120 ,共阳极组VT4、 VT6、VT2也依次差120 。 同一相的上下两个桥臂，即VT1与 VT4 ,VT3与 VT6 ,VT5与 VT2,脉冲相差180 。2014-7-9 电力电子技术

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(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。

(4)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。 (5)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 另一种是双脉冲触发(常用)2014-7-9 电力电子技术

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太原工业学院电气工程系 在晶闸管需导通的区域仅用初 始的一个窄脉冲去触发的方式称 “单窄脉冲触发”

每个元件除了在各自的换流点 处有一个脉冲之外，还在60度电 角度之后的下一个导通元件的导 通时刻补了一个脉冲。所补的脉 冲在电流连续的稳态工作时并不 起任何作用，但它却是电路启动 及在电流断续时使电路正常工作 所不可缺少的，这种触发方式称 之为“双窄脉冲触发”。 若把上面的双窄脉冲连成一个 宽脉冲，电路当然也可正常工作， 这种触发方式称之为“宽脉冲触 发”电力电子技术

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2.阻感负载时的工作情况

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a ≤60 时( a =0 图5; a =30 图6) ud波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相似。各晶闸管的通断情况 主要 包括 输出整流电压ud波形 晶闸管承受的电压波形

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。

a >60 时( a =90 图7) 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90 。 电力电子技术 2014-7-9

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基本数量关系 当整流输出电压连续时(即带阻感负载时)的平 均值为： a 1 23 Ud 6U 2 sin td ( t ) 2.34U 2 cos a a 3 3 带电阻负载且a >60 时，整流电压平均值为：Ud 3 a

3

6U 2 sin td ( t ) 2.34U 2 1 cos( a ) 3

输出电流平均值为 ：Id=Ud /R2014-7-9 电力电子技术

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晶闸管电流： 平均值：

I dT

Id 0.578 I d 有效值： I T 3 变压器次级绕组电流： 由于为正负对称的巨型波电流，其平均值为01 2 2 2 2 2 (I d

( I d) ) I d 0.816 I d 有效值： I 2 2 3 3 3

Id 3

晶闸管承受的最大正反向峰值电压：

U TM 2014-7-9

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小结：1.三相桥式全控整流电路输出直流电压脉动小，脉动频 率高。

2.与三相半波可控整流电路相比，三相桥式全控整流电 路在晶闸管承受相同的正、反向峰值电压的条件下，输 出的直流平均电压要大一倍。2 2 U 1 . 17 U cos a U 2 . 34 U cos a 三相半波： d 三相桥式： d

3.变压器次级绕组中流过正、反向电流，提高了绕组利用 率，克服了直流磁化现象，功率因数相对较高。 4.在一定条件下可实现电路的有源逆变，故常用于直流电 机的可逆拖动中。2014-7-9

结束！

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