可控整流电路.

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1 可控整流电路

2 2.2.2 三相全控桥式整流电路 一.电路构成: 共阴极三相半波+共阳极三相半波。 两种三相半波电路介绍
从三相半波可控整流电路原理我们知道：共阴极电路工作时，变压器每相绕组中流过正向电流， 共阳极电路工作时，每相绕组流过反向电流，为了提高变压器利用率，将共阴极组电路和共阳 极组电路输出串联，并接到变压器次级绕组上。 输出串联 输入并联

3 如果两组电路负载对称，控制角相同，则它们输出电流平均值相等，零钱中流过的电流为0，去掉零
线，不影响电路工作，就成为三相桥式全控整流电路， 平均电流相等 零线电流相等 电路化简

4 共阴极组电路和共阳极组电路串联，并接到变压器次级绕组上
两组电路负载对称，控制角相同，则输出电流平均值相等，零线中流过电流为零 三相桥式电路中变压器绕组中，一周期既有正向电流，又有反向电流，提高了变压器的利用率，避免直流磁化 由于三相桥式整流电路是两组三相半波整流电路的串联，因此输出电压是三相半波的两倍。

5 二、工作原理 　阻性负载 　α＝０º 　一个周期　等分为六段

6 二、工作原理 　阻性负载 　α＝０º 　在自然换相点换相 　VT1、VT6导通

7 二、工作原理 　阻性负载 　α＝０º 　在自然换相点换相 　VT1、VT2导通

8 二、工作原理 　阻性负载 　α＝０º 　在自然换相点换相 　VT3、VT2导通

9 二、工作原理 　阻性负载 　α＝０º 　在自然换相点换相 　VT3、VT4导通

10 二、工作原理 　阻性负载 　α＝０º 　在自然换相点换相 　VT5、VT4导通

11 二、工作原理 　阻性负载 　α＝０º 　在自然换相点换相 　VT5、VT6导通

12 晶闸管及输出整流电压的情况如表所示 时 段 I II III IV V VI 共阴极组中导通的晶闸管 +a +b +c
时 段 I II III IV V VI 共阴极组中导通的晶闸管 +a +b +c 共阳极组中导通的晶闸管 -b -c -a 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 总结工作模态 上下依次导通１２０度，

13 小结: 1 SCR触发导通规律 共阴极组：哪个阳极电位最高时,哪个SCR管应触发导通；
2 自然换相点（控制角为0的点）： 共阴极组： 三相相电压正半周波形的交点ωt1 ωt3 ωt5 共阳极组：三相相电压负半周波形的交点ωt2 ωt4 ωt6 因为三相桥式电路实质上就是三相半波的串联 所以三相半波的知识是基础和前导 3 三相桥式全控整流电路，共阴极组和共阳极组必须各 有一个SCR同时导通才能形成通路；一般非同相。

14 为保证电源合闸或电流断续情况正常工作，触发脉冲应采用双脉冲或宽度大于60度宽脉冲。
对共阴极组正半周触发，应依次触发T+a T+b T+c互差 120度；对共阳极组负半周触发，依次触发T-a T-b T-c互差120度，接在同一相的两个SCR触发脉冲相位差180度。 为保证电源合闸或电流断续情况正常工作，触发脉冲应采用双脉冲或宽度大于60度宽脉冲。 在负载电流连续时，每个SCR导通120度；三相桥式全控电路的整流电压在一个周期内脉动六次，对于工频电源脉动频率为6×50Hs＝300Hz，比三相半波时大一倍。 由于输出串联，必须各有一个导通才能正常工作 由于是两组三相半波电路的串联。故与三相半波电路一样

15 ７ 整流后的输出电压为两相电压相减后的波形，即线电压。
８ 控制角为零时则为线电压正半周的包络线 SCR承受电压波形与三相半波一样，即为线电压的峰值。 10 SCR的换流在共阴极组T+a T+b T+c之间或共阳极组T-a T-b T-c之间进行。整体看， 每隔60度要触发一个SCR,顺序为 T+a T-c T+b T-a T+c T-b；

16 为了便于记忆，可画出三个相差120º的矢量表示共阴极组晶闸管T的下标+a、+b、+c
则顺时钟所得时序即是各晶闸管换流顺序。

17 控制角α≤60度 此时，由于输出电压Ud波形连续，负载电流波形也连续 在一个周期内每个晶闸管导电120º。
６０度是临界连续，与电感性负载类似 注意不是相电压零作为临界条件，而是线电压过零

18 控制角α>60度 以控制角等于90度为例，当线电压过零时，SCR关断，电流波形断续

19 T+a,T-b导通过程

20 T+a,T-c导通过程 解释双窄脉冲与宽脉冲驱动原理

21 T+b,T-c导通过程

22 思考：在三相桥式全控整流电路中，电阻负载，如果一个晶闸管不通，此时整流电压输出波形如何？如果一个晶闸管被击穿而短路，其它晶闸管受什么影响？

23 二.电感性负载 设电感足够大， 负载电流连续。 首先还是以电感性负载为例，对电路工作物理过程进行分桥。设电感较大，负载电流连续，波形平直。
晶闸管触发导通的原则是：共阴极组的晶闸管，哪个阳极电位最高时，哪个管应触发导通，共阳极组的晶闸管，哪个阴极电位最低时，哪个管应触发导通。 1.输出正为最高相电压，输出负端为最低相电压 ２．注意导通角分配原则 ３．输出为最高线电压

24 1.控制角α=0 设晶闸管t-b已通，此时a相电压最高，应触发晶闸管T+a，则晶闸管T+a,T-b导通。电流由正a相输出，经晶闸管T+a、负载、晶闸管T-b回到负b相。因此输出给负载的整流电压a,b两相电压差，也即线电压Uab. 此时Ａ＋相触发导通，实现换流 一般采用双脉冲触发 解释几个波形

25 同些类推 共阳极组换相

26 上桥臂换流， 分析波形 注意Uta的变化

27 下桥臂换流 分析波形 注意Uta不变， 注意A相变压器的电流波形

28 又是上桥臂换流 Uta发生变化 -a维持导通，a相继续流过负电流

29 下桥臂换流 分析波形 类推循环

30 三相桥式全控整流电路 晶闸管及输出整流电压的情况如表所示 时 段 I II III IV V VI 共阴极组中导通的晶闸管 +a +b +c
时 段 I II III IV V VI 共阴极组中导通的晶闸管 +a +b +c 共阳极组中导通的晶闸管 -b -c -a 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 总结工作模态 上下依次导通１２０度，

31 ２.控制角α=30 设晶闸管t-b已通，此时a相电压最高，应触发晶闸管T+a，则晶闸管T+a,T-b导通。电流由正a相输出，经晶闸管T+a、负载、晶闸管T-b回到负b相。因此输出给负载的整流电压a,b两相电压差，也即线电压Uab 同时分析T+a上的管压降

32 同些类推

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37 30度移相角时工作情况 当α＝30º时，此时每个晶闸管是从自然换相点后移一个角度开始换相。
当晶闸管Ta和T-c导通时输出线电压Uac，经过a相和b相间自然换相点，b相电压虽然高于a相，但是了T+a尚未触发导通，因而T+a,T-c继续导通输出电压Uac,　直到α ＝30后触发晶闸管了Tb，则了b受反压关断，电流由T+a换到了T+b，此时输出线电压Ubc 由波形分析可见，由于α＝30º ，使得输出线电压的包络减小了一块相应于α＝30º的面积，因而使输出整流电压减小。 换相点滞后一个固定角度３０度 换相点不换流 换流过程分析

38 当α大于60º时，当相电压瞬时值过零变负，由于电感释放能量维持导通
３.控制角α=60 当α大于60º时，当相电压瞬时值过零变负，由于电感释放能量维持导通 从而使整流输出乎均电压Ud进一步减小。 解释过零点

39 ４.控制角α=90 当α ＝90º时，此时输出电压波形正负两部分面积相等，因而输出乎均电压等于零。 电感性负载当电感大小能保证输出电流连续时，控制角的最大移相范围为90。

40 例：三相桥式全控整流电路，α=60°，分析故障时ud波形。 （1）1RD熔断（输入a相电压断开）

41 三相桥式全控整流电路计算 波形可见，输出电压波形每隔π／3重复一次，所以计算输出电压平均值在60º内取其平均值即可。
在自然换相点处，定义α＝0，但是其线电压相位并不为0，初始相位为π/3，所以积分上下限存在一个固定相位偏移 积分周期说明 积分相位偏移说明 移相角说明

42 当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负载a≤60时）的平均值为：
输出电流平均值为 ：Id=Ud /R 当α＝120º时，Ud＝0，控制角移相范围为120º

43 　三相全控桥输出特性 关系曲线:Ud/U2l--- α 2.34U2=1.35U2l

44 例：三相全控桥式整流电路如图所示，　　　　　　　　　要求　　从　　　　之间变化，试求：
不考虑延迟裕量，整流变压器二次线电压是多少？ 计算晶闸管电压电流值？ 变压器二次电流有效值 计算整流变压器二次容量 控制角为０时，电路功率因素 当触发脉冲距对应二次侧相电压波形原点为何处时，输出电压为零

45 总结 三相桥式全控整流电路特点： （与三相半波电路相比） ◆输出电压提高一倍（两组半波电路串联构成）； ◆输出电压的脉动较小（6脉波）；
◆变压器利用率高，无直流磁化问题； ◆最常用（大容量负载供电，电力拖动系统）

46 试画出几个基本电路图： 单相半波可控整流电路 单相桥式全控整流电路 单相桥式半控整流电路 三相半波可控整流电路 三相桥式全控整流电路