电力电子技术(西电第二版)第2章三相相控整流电路

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1、第2章三相相控整流电路2.1三相半波相控整流电路2.2三相全控桥式整流电路2.3三相半控桥式整流电路2.4变压器漏电抗对整流电路的影响2.5三相整流电路应用实例分析2.1三相半波相控整流电路三相半波相控整流电路是最基本的三相可控整流形式，其余的三相可控整流电路都可看做是由三相半波相控整流电路以不同方式串联或并联组成的。2.1.1电阻性负载的整流过程三相半波(又称三相零式)可控整流电路如图2-1(a)所示。图中T是整流变压器，也可直接由三相四线电源供电。三只晶闸管的阴极连在一起，称为共阴极接法。共阴极接法在触发电路中有公共线时，连接比较方便，所以得到了广泛应用。图2-1三相半波可控整流电

2、路电阻性负载α=0°时的波形(a)电路；(b)电源相电压；(c)触发脉冲；(d)输出电压、电流(e)晶闸管V1上的电流；(f)晶闸管V1上的电压图2-2所示是三相半波可控整流电路电阻性负载α=30°时的波形。设V3已导通，负载上获得c相相电压uc。当电源经过自然换流点ωt0时，因为V1的触发脉冲ug1还没来到，因而不能导通，而uc仍大于零，所以V3不能关断而继续导通，直到ωt1处，此时ug1触发V1导通，V3承受反压关断，负载电流从c相换到a相。以后如此循环下去。从图2-2(b)中可看出，这是负载电流连续的临界状态，一周期中每只晶闸管仍导通120°。图2-2三相半波可控整波电路

3、电阻性负载α=30°时的波形(a)电源相电压；(b)触发脉冲；(c)输出电压、电流；(d)晶闸管V1上的电流；(e)晶闸管V1上的电压图2-3所示是三相半波可控整流电路电阻性负载α=60°时波形。设V3已工作，电路输出c相相电压uc。当uc过零变负时，V3因承受反压而关断，此时V1虽已承受正向电压，但因其触发脉冲ug1尚未来到，故不能导通。此后，直到ug1到来前的一段时间内，各相都不导通，输出电压、电流都为零。当ug1到来时，V1导通，输出电压为a相相电压ua。依次循环。当控制角α继续增大时，整流电路输出电压ud将继续减小；当α=150°时，ud就减小到零。图2-3三相半波可控整流

4、电路电阻性负载α=60°时的波形(a)电源相电压；(b)触发脉冲；(c)输出电压、电流；(d)晶闸管V1上的电压由上分析可知：(1)当控制角α=0°时，输出电压最大；α增大，输出电压减小。当α=150°时，输出电压为零，所以最大移相范围为150°。当α≤30°时，电流(压)连续，每相晶闸管的导通角θ为120°；当α＞30°时，电流(电压)断续，导通角θ小于120°，导通角为θ=150°－α。(2)由于每相导电情况相同，故只需在1/3周期内求取电路输出电压的平均值，就是一个周期内电路输出的电压平均值。　　当α≤30°时，电流电压连续，输出直流电压平均值为(2-1)式中，U2j为变压器次

5、级相电压有效值。当30°＜α≤150°时，电路输出电压ud、输出电流id的波形断续(参见图2-3)，导通角θ=150°－α。可求得输出电压的平均值为(2-2)(3)负载电流的平均值为(2-3)流过每个晶闸管的平均电流为(2-4)流过每个晶闸管电流的有效值为(2-5)(2-6)(4)从图2-1(f)可看出，晶闸管所承受的最大反向电压为电源线电压的峰值，即　　　　　最大正向电压为电源相电压的峰值，即2.1.2大电感负载的整流过程大电感负载电路如图2-4(a)所示。(1)由图中可看出晶闸管承受的最大正、反向电压均为线电压峰值　　　，这一点与电阻性负载时晶闸管承受的正向电压是不同的。(2)输

6、出电压的平均值Ud可由输出电压ud的波形从　　　　　　　　内积分求得：(2-7)负载电流的平均值为(2-8)流过晶闸管的电流平均值与有效值为(2-9)(2-10)图2-4三相半波可控整流电路大电感负载α=60°时的波形(a)电路；(b)电源相电压；(c)触发脉冲；(d)输出电流；(e)晶闸管上的电压(3)由式(2-7)可知，当α=0°时，Ud为最大值；当α=90°时，Ud=0。因此大电感负载时三相半波整流电路的移相范围为0°～90°。三相半波可控整流电路带电感性负载时，可以通过加接续流二极管解决因控制角α接近90°时输出电压波形出现正、负面积相等而使其平均电压为零的问题，电路形式如图

7、2-5(a)所示。图2-5(b)、(c)是加接续流二极管VD后，大电感负载当α=60°时电路输出的电压、电流波形。以a相为例，当a相电压过零使电流有减小的趋势时，由于电感L的作用，产生自感电势eL，其方向与电流id的方向一致，因此使续流二极管VD导通，此时电路输出电压ud为二极管两端电压近似为零，电感L释放能量使输出电流id保持连续。由于a相电流为零使V1管关断，当V2管的触发脉冲ug2使V2触发导通后，b相相电压使二极管VD承受反