第二节-三相半波可控整流电路

可控整流电路三相半波可控整流电路第二节三相半波可控整流电路单相可控整流电路特点：元件少，电路简单;缺点：Ud脉动较大，三相电网不平衡，仅适于小容量设备。三相可控整流电路：------三相半波；------三相桥；------带平衡电抗器双反星形等三相可控整流电路·引言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第二节三相半波可控整流电路一.电阻性负载电路结构: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—共阴极接法第二节三相半波可控整流电路一.电阻性负载(一)波形1.控制角α=0(相当于三个整流管情况相当于三个整流管情况)Ta导通时刻在三相相电压正半周波形的交点t1处触发最高电压为a相，所以a相SCR导通Tb导通时刻在三相相电压正半周波形的交点t2处触发最高电压为b相所以b相SCR导通a相承受Ua-UbTc导通时刻在三相相电压正半周波形的交点t3处触发最高电压为c相所以c相SCR导通a相承受Ua-Ucα＝０o工作小结在共阴极电路中,那相电压最高,则该相绕阻的整流管导通,其余两相上的整流管承受反压而截止,ud波形为三相相电压的包络线每相序每管依次导通120度。二极管换相时刻（三相相电压正半周波形的交点ωt1ωt2ωt3）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α的起点，即α=0°三相半波可控整流－电阻性负载(一)波形1.控制角α=30Ta导通时刻在换相角等于30度时Ta触发导通A相电流为id，其余为零当其电压变为零时，正好触发B相Tb导通时刻Tb在换相角等于30度时触发导通，a相承受Ua-UbB相电流为id，其余为零Tc导通时刻Tc在换相角等于30度时触发导通，a相承受Ua-UcC相电流为id，其余为零α≤30°时工作小结Ａ相晶闸管的电压波形，由3段组成：0，uab，uac，最大电压为线电压峰值(1.414UL)。增大α值，输出整流波形后移，每管依次导通120度；α=30°时，负载电流处于连续和断续之间的临界状态第二节三相半波可控整流电路一.电阻性负载(一)波形1.控制角30α1502.以α＝60为例Ta导通时刻Ta导通在换相角等于60度时触发导通当其电压变为零时，Ta自然关闭A相电流为id，其余为零Tb导通时刻Tb在换相角等于60度时触发导通，a相承受Ua-Ub当Tb电压变为零时，Tb自然关闭,此时a相晶闸管承受电压uaB相电流为id，其余为零Tc导通时刻Tc在换相角等于60度时触发导通，a相承受Ua-Uc当Tc电压变为零时，Tc自然关闭,此时a相承受电压为uac相电流为id，其余为零30oα150o时工作小结负载电流断续；晶闸管导通角小120°晶闸管的电压波形:由6段组成：0，ua,uab，ua,ua，ua,c导通角与电流连续关系α30时，输出电压ud和输出电流id波形保持连续状态，各相晶闸管保持导通120α=30正好是ud和id波形连续的临界状态，此时各相保持导通120α30时，输出电压ud和id波形出现断续，各相晶闸管导通小于120平均电压计算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：Ud=Udo=1.17U2平均电压计算整流电压平均值的计算a30°时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有：当a=150°时，Ud等于零，也说明最大导通角只能是150°电压量关系图负载电流计算负载电流平均值为晶闸管轮流导通，所以平均值为负载的三分之一晶闸管电压额定值计算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，即晶闸管电流额定值计算1。α≤30时2。30α150时3。α=150时电流量关系图电感性负载设L足够大id连续；导通角：120度；电感性负载（一）波形a≤30°时：整流电压波形与电阻负载时相同。导通角：120度；---SCR承受最大电压：线电压峰值Ta导通时刻Ta导通在换相角等于60度时触发导通当其电压变为零时，Ta继续导通A相电流为id，其余为零Tb导通时刻Tb在换相角等于60度时触发导通，a相承受Ua-Ub当Tb电压变为零后，Tb继续导通，a相承受Ua-UbB相电流为id，其余为零Tc导通时刻Tc在换相角等于60度时触发导通，a相承受Ua-Uc当Tc电压变为零后，Tc继续导通，a相承受Ua-Ucc相电流为id，其余为零平均电压计算整流电压平均值的计算在电流连续条件下，晶闸管导通120°时，当a=0时，Ud最大，为Ud=Udo=1.17U2当a=90时，Ud为零所以移相范围内90o晶闸管电流额值计算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电压额值计算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。电压关系图Ud/U2与a成余弦关系，如图中的曲线所示。阻感负载下三相半波可控整流电路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。a30°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°。二.电感性负载（三）电感量较小时L较小或α较大时，电感储能少，不能保持电感电流连续，电流出现断续。α移相范围超出90度，只有当移相角为150度时，正负面积为零，此时Ud为零二.电感性负载（三）电感量较小时输出电压的平均值计算：与单相全桥类似P23(式2-10)计算项一样，输出周期不一样全桥时周期为π，三相半波时为2π/3计算结果所以有个3/2倍数关系由于触发角起点定义的差别，相位上相差30二.电感性负载（三）电感量较小时Ud/U2与α关系曲线终止于150度二.电感性负载（三）电感量较小时控制特性与单相桥式相类似P24页比例不一样纵坐标*3/2横坐标-30度三相半波共阳极可控整流电路三个SCR的阳极相连---输出电压的负端零线--输出电压的正端相电压最低的SCR触发导通Ta导通时刻1.在三相相电压负半周波形的交点后α角处触发2.最低电压为a相，所以a相SCR导通Tb导通时刻在三相相电压负半周波形的交点后α角处触发最低电压为b相，所以b相SCR导通Tc导通时刻在三相相电压负半周波形的交点后α角处触发最低电压为c相，所以c相SCR导通三相半波共阳极可控整流电路三个SCR的阳极相连---输出电压的负端零线--输出电压的正端只在相电压为负时触发导通最低相触发导通自然换相点：三相负半波的交点Ud=-1.17U2cosα(大电感负载)三相半波可控整流电路特点电路简单：SCR元件少，接线简单，只需三套触发电路，控制较容易。变压器利用率低变压器每绕组只有三分之一周期流过电流，存在直流磁势（直流偏磁），须加大变压器铁心的截面积（为避免铁心饱和），故该电路一般用于中小容量的设备上。总结SCR承受的最大电压：线电压峰值α移相范围：150o，90o（大电感负载）共阴极电路：只在相电压为正时触发导通自然换相点：三相正半波的交点共阳极电路：只在相电压为负时触发导通自然换相点：三相负半波的交点电流连续时：Ud=±1.17U2cosα