课 题第二十一讲 三相半波可控整流电路目 的与要 求1 三相半波可控结构特点2 三相半波整流电路的概念3 负载性质的特点4 会进行性定性分析和定量分析重 点三相半波整流电路的工作原理不同负载的电路过程的分析难 点波形分析和定量分析的统一教 具复 习提 问1、什么是三相半波不可控整流电路2、不可控与可控的区别新知识点考查三相半波可控整流电路与三相半波不可控整流电路的区别布置作业课后回忆备注教员党智乾教研室主任批阅系部审查意见一、三相半波可控整流电路1.三相半波不可控整流电路(a)三相半波不可控整流电路(b)三相半波不可控整流电路工作波形图5-6 三相半波不可控整流电路及波形为了更好地理解三相半波可控整流电路，我们先来看一下由二极管组成的不可控整流电路，如图5-6(a)所示此电路可由三相变压器供电，也可直接接到三相四线制的交流电源上变压器二次侧相电压有效值为U2，线电压为U2L其接法是三个整流管的阳极分别接到变压器二次侧的三相电源上，而三个阴极接在一起后接到负载的一端，负载的另一端接到整流变压器的中线，形成回路此种接法称为共阴极接法图5-6(b)中示出了三相交流电ua、ub和uc的波形图。
ud是输出电压的波形，uD1是二极管承受的电压的波形由于整流二极管导通的唯一条件就是阳极电位高于阴极电位，而三只二极管又是共阴极连接的，且阳极所接的三相电源的相电压是不断变化的，所以哪一相的二极管导通就决定于其阳极所接的相电压ua、ub和uc中哪一相的瞬时值最高，则与该相相连的二极管就会导通其余两只二极管则因承受反向电压而关断例如，在图5-6(b)中的ωt1~ωt2区间，u相的瞬时电压值ua最高，因此与a相相连的二极管VD1优先导通，与b相、c相相连的二极管VD2和VD3则分别承受反向线电压uba、uca而关断若忽略二极管的导通压降，此时，输出电压ud就等于a相的电源电压ua同理，当ωt2时，由于b相的电压ub开始高于a相的电压ua而变为最高，因此电流就要由VD1换流给VD2，VD1和VD3又会承受反向线电压而处于阻断状态，输出电压ud＝ub同样在ωt3以后，因c相电压uc最高，所以VD3导通，VD1和VD2受反压而关断，输出电压ud＝uc以后又重复上述过程可以看出，三相半波不可控整流电路中的三个极管轮流导通，导通角均为120°，输出电压ud是脉动的三相交流相电压波形的正向包络线，负载电流波形形状与ud相同。
其输出直流电压的平均值Ud为 整流二极管承受的电压的波形如图5-6（b）所示以VD1为例，在ωt1～ωt2区间， VD1导通，所以uD1为零；在ωt2~ωt3区间，VD2导通，则VD1承受反向电压uab，即uD1＝uab；在ωt3~ωt4区间，VD3导通，则VD1承受反向电压uac，即uD1＝uac从图中还可看出，整流二极管承受的最大的反向电压就是三相交压的峰值，即从图5-6(b)中还可看到，ωt1、ωt2、ωt3这三个点分别是二极管VD1、VD2和VD3的导通起始点，即每经过其中一点，电流就会自动从前一相换流至后一相，这种换相是利用三相电源电压的变化自然进行的，因此把ωt1、ωt2、ωt3点称为自然换相点2.三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路有两种接线方式，分别为共阴极、共阳极接法由于共阴极接法触发脉冲有共用线，使用调试方便，所以三相半波共阴极接法常被采用1）电路结构将图5-6（a）中三个二极管换成晶闸管就组成了共阴极接法的三相半波可控整流电路如图5-7（a）所示，电路中，整流变压器的一次侧采用三角形联结，防止三次谐波进入电网二次侧采用星形联结，可以引出中性线三个晶闸管的阴极短接在一起，阳极分别接到三相电源。
2）电路工作原理三个晶闸管轮流导通120°，ud波形为三个相电压在正半周期的包络线变压器二次绕组电流有直流分量晶闸管电压由一段管压降和两段线电压组成，随着增大，晶闸管承受的电压中正的部分逐渐增多a =300时负载电流处于连续和断续的临界状态，各相仍导电120° ①0°≤≤30°0°时，三个晶闸管相当于三个整流二极管，负载两端的电流电压波形如图5-7所示，晶闸管两端的电压波形由3段组成：第1段，VT1导通期间，为一管压降，可近似为uVT1=0第2段，在VT1关断后，VT2导通期间，uVT1=ua-ub=uab，为一段线电压第3段，在VT3导通期间，uVT1=ua-uc=uac为另一段线电压，如果增大控制角，将脉冲后移，整流电路的工作情况相应地发生变化假设电路已在工作，c相所接的晶闸管VT3导通，经过自然换相点ωt1时，由于a相所接晶闸管VT1的触发脉冲尚未送到，VT1无法导通，于是VT3仍承受正向电压继续导通，直到过a相自然换相点ωt1点30°，晶闸管VT1被触发导通，输出直流电压由c相换到a相图5-8所示为=30°时的输出电压和电流波形及晶闸管两端电压波形a) 三相半波可控整流电路（共阴极）(b) 三相半波可控整流电路工作波形图5-7 三相半波可控整流电路及=0°时的波形图5-8 三相半波可控整流电路及=30°时的波形②30°≤≤150°。
当触发角≥30°时，此时的电压和电流波形断续，各个晶闸管的导通角小于120°，此时=60°的波形如图5-9所示图5-9 三相半波可控整流电路=60°的波形（3）基本的物理量计算①整流输出电压的平均值计算当0°≤≤30°时，此时电流波形连续，通过分析可得到：当30°≤≤150°时，此时电流波形断续，通过分析可得到：②直流输出平均电流对于电阻性负载，电流与电压波形是一致的，数量关系为Id=Ud/Rd③晶闸管承受的电压和控制角的移相范围由前面的波形分析可知，晶闸管承受的最大反向电压URM为变压器二次侧线电压的峰值电流断续时，晶闸管承受的是电源的相电压，所以晶闸管承受的最大正向电压UFM为相电压的峰值，即由前面的波形分析还可以知道，当触发脉冲后移到=150°时，此时正好为电源相电压的过零点，后面晶闸管不在承受正向电压，也就是说，晶闸管无法导通因此，三相半波可控整流电路在电阻性负载时，控制角的移相范围是0~150°课后小结：1 三相半波可控结构特点2 三相半波整流电路的概念3 负载性质的特点（重点）4 会进行性定性分析和定量分析（重点、难点）教 案 设 正课。