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1、大连理工大学网络教育学院第 1 页 共 7 页电气工程概论辅导资料十一主 题：三相可控整流电路学习时间：2011 年 6 月 20 日6 月 26 日内 容：我们这周主要学习三相可控整流电路和有源逆变电路。一、学习要求通过学习了解三相可控整流电路和有源逆变电路,重点掌握纯电阻负载的基本关系公式 Ud 和 Id 以及整流电路波形图。二、主要内容三、可控整流电路（一）单相可控整流在前述的单相交流调压电路中，如去除反并联晶闸管中的反向晶闸管，则反向电压不再能加到负载电阻上（先假设负载为纯电阻负载），这就构成了一个最简单的单相半波可控整流器（图 3-39（a）。图 3-39（b）所示是单相可控整流电路
2、的电压、电流波形。显然经过晶闸管半波整流后的输出电压 ud 是一个极性不变的脉动直流电压。大连理工大学网络教育学院第 2 页 共 7 页1.纯电阻负载时的基本关系（1）输出平均直流电压 Ud一般称使输出平均直流电压从最大变至最小时的控制角 变化范围为移相范围，故 单相半波可控整流 电路的移相范围为 180。（2）直流电流有效值 I负载电流平均值为大连理工大学网络教育学院第 3 页 共 7 页但是，从发热的观点选择晶闸管、熔断器和 设计变压器时，必 须进行电流有效值计算。将不同的控制角 代入计算 Id 和 I 可以看到， 电流的有效值比平均值大得多，这是由于整流后得到的是脉动电流的缘故。越大，波
3、形就畸 变得越厉害， 则在同样大小的平均电流下，其有效值将越大。（3）功率因数 cos功率因数表明了整流电路有功功率和视在容量之间的关系。如忽略晶闸管的损耗， 电阻负载上的有功功率为其中 U为整流器输出电压 Ud 的有效值，即可见，可控整流电路即使是电阻负载,其功率因数也不是 1。这主要是由于经过可控整流的移相控制，负载 上的电压、 电流波形发 生了畸变，大量的 谐波成分减小了有功输出，占据了电 路的容量。此 时的电路功率因数不仅与负载阻抗角有关，而且和电压、电流畸变的程度有关， 这种情况下功率因数的 计算较正弦交流电路中有了新的扩展。大连理工大学网络教育学院第 4 页 共 7 页（4）纹波因
4、数 纹波因数表示了整流输出单极性的脉动直流电压（或电流）接近理想直流程度的物理量，定义为输出直流 电压（或电流）中各次谐波总有效值与输出直流平均值之比，即图 340 中将上述的输出平均直流电压相对值直流电流有效值相对值Ud/U，功率因数 cos和纹 波因数 与控制角 的关系以曲线形式表示出来。2.带电阻电感混合负载的单相可控整流整流电路的负载除电阻外常常还带有一定大小的电感，这就是所谓的电阻电感混合负载。电机的激磁绕组串接有平波电抗器的负载等，均属电阻电感混合负载。由于电感有反抗电流变化的特性，而使可控整流器的工作特性发生了明显大连理工大学网络教育学院第 5 页 共 7 页的变化，下面以图 3
5、41 来加以说明。（二）三相可控整流对工业应用来说，为了三相电网负载的平衡，三相可控整流电路得到更多的应用。三相可控整流电路的类型很多，有三相半波（三相零式）、三相桥式全控、三相桥式半控等。三相半波可控整流电路是最基本的组成形式。其余类型都可看作是三相半波电路以不同方式串联或并联组成。1.三相半波可控整流电路三相变压器的次级绕组为带中线的 Y 型接法，三个晶闸管阳极分别接至 Y型的三相绕组上，阴极接在一起，通过负载接至绕组 中点。 这种晶闸管阴极接在一起的接法称共阴极接法。在共阴极接法的整流电路中；各晶闸管的阳极电压互不相同。三相半波可控整流电路触发控制角 的起点应是三个相电压的交点。2.三相
6、桥式全控整流电路上述共阴极接法的三相半波可控整流电路,实际上仅在电源的正半周工作，故称半波整流。将上述三相半波电路中的每个晶闸管改换方向，则三相电路就变成了共阳极接法，晶闸管阴极接至各相 绕组上。四、有源逆变电路因输出的交流电和电网是接在一起的，其频率就是电网频率，且恒定不变，大连理工大学网络教育学院第 6 页 共 7 页故这种逆变运行亦称有源逆变。由此可见，整流和有源逆变是同一变流器电路的两种不同的运行状态。在整流器运行期间，作为负载的直流电机将作电动机运行并从交流电网吸取能量。在逆变器运行时,则反之，直流电机将作为发电机运行和将能量输送至电网。有源逆变常用于直流输电的变流站和直流电动机的调
7、速制动。在直流输电中，一般变流站阀体既可作整流状态运行，又能作逆变状态运行，使电力系统的电能传输可逆。直流电动机调速中用有源逆变可将电动机的动能转换成电能并反馈回电网，实现电动机的迅速制动。所以,有源逆变是可控整流电路的一种有实用意义的特殊工作状态。三、重要考点（一）选择题1. 目前（ ）是工业应用中最常用的整流电路。A三相 桥式全控整流 电路B有源逆变电路C单相可控整流电路D三相半波可控整流电路答案：A2在三相可控整流电路中，换流电压是相互换流的两个支路的相电压之（ ）。A和B差C积D商大连理工大学网络教育学院第 7 页 共 7 页答案：B（二）判断题1改变晶闸管的控制角，即可在负载两端得到大小可调的直流电压。答案：正确2三相半波可控整流的输出直流电压平均值将按控制角的正弦函数变化。答案：错误（三）简答题1简述三相可控整流电路的类型。答：（1）三相半波。（2）三相桥式全控。（3）三相桥式半控。
