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1、第三章整流电路Part-B第七节单相桥式整流电路仿真第六节整流电路的谐波和功率因数第五节变压器漏感对整流电路的影响第四节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路1第四节带平衡电抗器的双反星形可控整流电路1一、电路组成与基本特点2二、平衡电抗器LP的作用3三、定量计算2在电解电镀等工业中，常常使用低电压大电流（例如几十伏，几千至几万安）可调直流电源。如果采用三相桥式可控整流电路，则由于过大的负载电流需要将多个元件并联，这就使元件的均流和保护问题复杂化，而且这样大的负载电流每个通路都要经过二个导通元件，压降损耗大，整流装置效率低。如果采用两组三
2、相半波可控整流电路并联，使每组电路只承担负载电流之半，同时对变压器次级绕组采用合适的连接方式，以消除三相半波可控整流电路的直流磁化，则可以满足低电压大电流的负载要求此时，一般不使用三相半波电路。常常使用双反星形可控整流电路（两组共阴极的三相半波并联构成）。3一、电路组成与基本特点带平衡电抗器的双反星形电路如图3－37所示。电路中电源变压器初级接成三角形，两组次级绕组都接成三相星形，组成两组三相半波可控整流电路，在两个中点之间，接有平衡电抗器Lp。图3-37带平衡电抗器的双反星形可控整流电路4电路的特点和各个SCR触发顺序：变压器二次侧
3、每相有两个匝数相同、极性相反（同名端相反）的绕组。分别构成a,b,c和a`,b`,c`两组。电路中设置了平衡电抗器Lp来保证两组三相半波电路能同时导电，因此与三相桥式相比，输出电流可大一倍；每相的触发脉冲，从第一个正自然换相点开始计算起，分别为1,3,5和2,4,6。这样，在不同的时刻导通的SCR分别为6,1、1,2、2,3、3,4、4,5、5,6、6,1…。实际上，通过每个时刻的等效电路，同学们可以发现和分析变压器漏感作用时的电路十分类似，输出电压Ud的瞬时电压为导通两相电压瞬时值的平均值。平衡电抗器类似于变压器漏感。5图3-37带
4、平衡电抗器的双反星形可控整流电路图3-38六相半波可控整流电路的波形6两个直流电源并联时，只有当输出电压平均值和瞬时值均相等时，才能使负载均流。双反星形电路中，两组整流电压平均值相等，但瞬时值不等；Lp是均流的根本措施；两个星形的中点n1和n2间的电压等于ud1和ud2之差。该电压加在Lp上，产生电流ip，它通过两组星形电路自成回路，不流到负载中去，称为环流或平衡电流；考虑到ip后，每组三相半波承担的电流可以均流为Id/2±ip（平均值为Id）。否则由于平衡电抗器的作用会使得感应电压不一致，而重新平衡。电感作用为了使两组电流尽可能平均
5、分配，一般使Lp值足够大，以便限制环流在负载额定电流的±1%～2%以内。图3-38平衡电抗器作用下输出电压的波形和平衡电抗器上电压的波形二、平衡电抗器LP的作用7在任一瞬间，六相绕组中只有相电压最高的那一相晶闸管可以触发导通，其余晶闸管均承受反向电压而关断。每个元件最大导通角是60°的，每管平均电流是Id/6。输出整流电压为六相半被电压波形的包络线，其平均值为1.35U2。这种电路晶闸管导电角小，变压器利用率低，并末达到并联目的，故一般很少采用。为了克服上述缺点，将二个次级绕组中点用平衡电抗器连接。8图3-39平衡电抗器作用下两个晶闸
6、管同时导电的情况9粗红线为Ud红点为a,b,c的自然换相点蓝点为a`,b`,c`的自然换相点10由于平衡电抗器的作用使得两组三相半波整流电路同时导电的原理分析：平衡电抗器Lp承担了n1、n2间的电位差，它补偿了Ub`和Ua`的电动势差，使得u’b和ua两相的晶闸管能同时导电；ωt1时Ub`比Ua电压高，VT6导通，此电流在流经LP时，LP上要感应一电动势up，其方向是要阻止电流增大。可导出Lp两端电压、整流输出电压的数学表达式如下：(3-43)11虽然，但由于Lp的平衡作用，使得晶闸管VT6和VT1同时导通；时间推迟至Ub`与Ua的交
7、点时，Ub`=Ua，UP=0；之后Ub`Ub`，电流才从VT6换至VT2。此时变成VT1、VT2同时导电；每一组中的每一个晶闸管仍按三相半波的导电规律而各轮流导电120o。12双反星形电路中如不接平衡电抗器，即成为六相半波整流电路：只能有一个晶闸管导电，其余五管均阻断，每管最大导通角为60o，平均电流为Id/6；当α＝0时，Ud为1.35U2，比三相半波时的1.17U2略大些；六相半波整流电路因晶闸管导电时间
8、短，变压器利用率低，极少采用；双反星形电路与六相半波电路的区别就在于有无平衡电抗器，对平衡电抗器作用的理解是掌握双反星形电路原理的关键。13=30、=60和=90时输出电压的波形分析需要分析各种控制角时的输出
