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1、1 电力电子技术电力电子技术 Power Electronics第二章第二章 可控整流电路可控整流电路2第二节 三相半波可控整流电路大电感负载大电感负载=？特点：特点：导通角为导通角为120，晶闸管，晶闸管截止时承受电压为线截止时承受电压为线电压电压移相范围？移相范围？3第二节 三相半波可控整流电路纯电阻负载时？纯电阻负载时？特点：特点：导通角为导通角为120（30）、）、150-（ 30 ），晶闸管），晶闸管截止时承受电压即有线电压，截止时承受电压即有线电压，也有相电压也有相电压移相范围？移相范围？4电感量较小时？电感量较小时？ 第二节 三相半波可控整流电路特点：特点：导通角为导通角为120
2、 （30）、）、 150-但但120 （ 30 ）晶闸管截止时承受电压即有线电压晶闸管截止时承受电压即有线电压，也有相电压，也有相电压Ud ？移相范围移相范围 ？5第二节 三相半波可控整流电路6整流变压器容量与整流功率整流变压器容量与整流功率n整流功率Pd=UdId，即整流器给负载提供的功率n半波整流比较特殊，变压器原副边容量不相等，取原副边容量平均值为该变压器的容量。第二节 三相半波可控整流电路7n副边电流波形副边电流波形n副边电流的交流分量副边电流的交流分量整流变压器容量与整流功率整流变压器容量与整流功率第二节 三相半波可控整流电路原边电流？8n副边电流波形副边电流波形n副边电流的交流分量
3、副边电流的交流分量n原边电流的计算原边电流的计算整流变压器容量与整流功率整流变压器容量与整流功率第二节 三相半波可控整流电路9n变压器次级容量变压器次级容量n变压器初级容量变压器初级容量n变压器容量变压器容量整流变压器容量与整流功率整流变压器容量与整流功率第二节 三相半波可控整流电路为什么变压器原副边容量不相等？为什么变压器原副边容量不相等？10自然换相点：自然换相点：三相负半波的交点三相负半波的交点U Ud =-1.17U=-1.17U2 2 coscos(大电感大电感负载负载) )四、三相半波共阳极可控整流电路第二节 三相半波可控整流电路11n三相半波可控整流电路的特点与总结第二节 三相半
4、波可控整流电路12三相半波可控整流电路特点 电路简单：电路简单： SCRSCR元件少，接线简单，只需三套触发电路，元件少，接线简单，只需三套触发电路，控制较容易。控制较容易。 三相半波的主要缺点在于其变压器二次电流中三相半波的主要缺点在于其变压器二次电流中含有含有直流分量直流分量，为此其应用较少，为此其应用较少第二节 三相半波可控整流电路13第三节第三节 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 一一.电路构成电路构成:共阴极三相半波共阴极三相半波 + 共阳极三相半波共阳极三相半波 共阴极组电路和共阳极组电路串联共阴极组电路和共阳极组电路串联输入端并接到变压器次极绕组上输入端并接到变压器次极绕
5、组上14第三节第三节 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 一一.电路构成电路构成: 零线中流过的平均电流？两组电路负载对称，控制角相同，则输出电流平均两组电路负载对称，控制角相同，则输出电流平均值相等，零线中流过电流为零值相等，零线中流过电流为零15第三节第三节 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 一一.电路构成电路构成: （输出串联构成输出串联构成）16n三相桥式电路中变压器绕三相桥式电路中变压器绕组中，一周期既有正向电组中，一周期既有正向电流，又有反向电流，提高流，又有反向电流，提高了变压器的利用率，避免了变压器的利用率，避免直流磁化直流磁化n 由于三相桥式整流电路是两组三相半
6、波整流电路的串联，因此输出电压是三相半波的两倍第三节第三节 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 17n电感性负载电感性负载n电阻性负载电阻性负载第三节第三节 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 18n电感性负载电感性负载n控制角控制角0情况情况n控制角控制角30情况情况n控制角控制角60情况情况n控制角控制角90情况情况n电阻性负载电阻性负载第三节第三节 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 19 一一.电感性负载电感性负载设电感足够大，负载电流设电感足够大，负载电流连续连续。1.控制角控制角=0(相当于六个整流管情况)第三节第三节 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 =
7、0：相电压的交点，也是线电压的交点：相电压的交点，也是线电压的交点20T+a,T-b导通过程导通过程21T+a,T-c导通过程导通过程22T+b,T-c导通过程导通过程23T+b,T-a导通过程导通过程24T+c,T-a导通过程导通过程25T+c,T-b导通过程导通过程26导通的晶闸管及输出整流电压的情况时 段IIIIIIIVVVI共阴极组中导通的晶闸管+a+a+b+b+c+c共阳极组中导通的晶闸管-b-c-c-a-a-b整流输出电压udua-ub=uabua-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb第三节第三节 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流
8、电路 触发导通的顺序：触发导通的顺序：a -c b -a c -b 27小结:1 SCR触发导通规律触发导通规律共阴极组：哪个阳极电位最高时共阴极组：哪个阳极电位最高时, ,哪个哪个SCRSCR管应触管应触发导通；发导通；共阳极组：哪个阴极电位最低时共阳极组：哪个阴极电位最低时, ,哪个哪个SCRSCR管应触管应触发导通；发导通；28小结:2 自然换相点（控制角为自然换相点（控制角为0的点）的点）：共阴极组：共阴极组： 三相相电压正半周波形的交点三相相电压正半周波形的交点tt1 1 tt3 3 tt5 5 共阳极组：三相相电压负半周波形的交点共阳极组：三相相电压负半周波形的交点tt2 2 tt
9、4 4 tt6 629小结:3 3三相桥式全控整流电路，共阴极组和共阳极组必三相桥式全控整流电路，共阴极组和共阳极组必须须各有一个各有一个SCRSCR同时导通才能形成通路同时导通才能形成通路；非同相；非同相4 4对共阴极组正半周触发，应依次触发对共阴极组正半周触发，应依次触发T+a T+b T+cT+a T+b T+c互差互差120120度度5 5对共阳极组负半周触发，依次触发对共阳极组负半周触发，依次触发T-a T-b T-cT-a T-b T-c互差互差120120度度6 6接在同一相的两个接在同一相的两个SCRSCR触发脉冲相位差触发脉冲相位差180180度度30小结:为保证电源合闸或电
10、流断续情况正常工作，触为保证电源合闸或电流断续情况正常工作，触发脉冲应采用发脉冲应采用双脉冲或宽度大于双脉冲或宽度大于60度度31小结: 整流后的输出电压为两相电压相减后的波形，即整流后的输出电压为两相电压相减后的波形，即线电压线电压 控制角为零时则为线电压正半周的包络线控制角为零时则为线电压正半周的包络线 SCR承受电压波形与三相半波一样，即为线电压承受电压波形与三相半波一样，即为线电压的峰值的峰值32第三节第三节 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 n电感性负载电感性负载n控制角控制角0情况情况n控制角控制角30情况情况n控制角控制角60情况情况n控制角控制角90情况情况n电阻性负载
11、电阻性负载33一一.电感性负载电感性负载设电感足够大，设电感足够大，负载电流连续负载电流连续。1.控制角控制角=30第三节第三节 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 34T+a,T-b导通过程导通过程35T+a,T-c导通过程导通过程36T+b,T-c导通过程导通过程37T+b,T-a导通过程导通过程38T+c,T-a导通过程导通过程39T+b,T-a导通过程导通过程4030度移相角时工作情况度移相角时工作情况n当30时，此时每个晶闸管是从自然换相点后移一个角度开始换相n经过a相和b相间自然换相点，b相电压虽然高于a相，但T+b尚未触发，直到 30后触发晶闸管了Tb，a相则因反压关断，电
12、流由T+a换到T+b，此时输出线电压Ubcn由波形分析可见，由于30 ，使得输出线电压的包络减小了一块相应于30的面积，因而使输出整流电压减小41第三节第三节 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 n电感性负载电感性负载n控制角控制角0情况情况n控制角控制角30情况情况n控制角控制角60情况情况n控制角控制角90情况情况n电阻性负载电阻性负载42n当当等等于于6060 时时，线线电电压过零时恰好换流压过零时恰好换流n从从而而使使整整流流输输出出平平均均电压电压UdUd进一步减小进一步减小n晶晶闸闸管管上上承承受受电电压压情情况与三相半波相类似况与三相半波相类似控制角=60度第三节第三节 三
13、相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 43第三节第三节 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 n电感性负载电感性负载n控制角控制角0情况情况n控制角控制角30情况情况n控制角控制角60情况情况n控制角控制角90情况情况n电阻性负载电阻性负载44n当当60线电电压压瞬瞬时时值值过过零零变变负负，由由于于电电感感释释放放能能量量维维持持导通导通n当当9 90时，此时输出时，此时输出电压波形正负两部分面积电压波形正负两部分面积相等，因而输出平均电压相等，因而输出平均电压等于零等于零n电感性负载当电感大小能电感性负载当电感大小能保证输出电流连续时，控保证输出电流连续时，控制角的最大移相范围为制角
14、的最大移相范围为9090控制角=90度第三节第三节 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 45n波形可见，输出电压波形每隔波形可见，输出电压波形每隔3重复一次，所重复一次，所以计算输出电压平均值在以计算输出电压平均值在60内取其平均值即可内取其平均值即可n在自然换相点处，定义在自然换相点处，定义0，但是其线电压相位，但是其线电压相位并不为并不为0，初始相位为，初始相位为/3/3，所以积分上下限存在，所以积分上下限存在一个固定相位偏移一个固定相位偏移第三节第三节 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 46第三节第三节 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 n电感性负载电感性负载n控制
15、角控制角0情况情况n控制角控制角30情况情况n控制角控制角60情况情况n控制角控制角90情况情况n电阻性负载电阻性负载47n电感性负载n电阻性负载电阻性负载n控制角控制角60情况情况n控制角控制角60情况情况第三节第三节 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 48n由由于于输输出出电电压压U Ud d波波形形连连续续，负负载载电流波形也连续电流波形也连续n在在一一个个周周期期内内每每个个晶晶闸闸管管导导电电120120，输输出出电电压压波波形形与与电电感感性性负载时相同。负载时相同。控制角控制角60度度49n电感性负载n电阻性负载电阻性负载n控制角控制角60情况情况n控制角控制角60情况情
16、况第三节第三节 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 50n以以控控制制角角等等于于9090度度为为例例，当当线线电电压压过过零零时时，SCRSCR关关断断，电电流流波波形形断续断续控制角控制角60度度第三节第三节 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 51T+a,T-b导通过程导通过程52T+a,T-c导通过程导通过程53T+b,T-c导通过程导通过程54n电流波形断续电流波形断续n在在一一个个周周期期内内每每个个晶晶闸管导电闸管导电120120n每每个个晶晶闸闸管管需需导导通通两两次次（即即需需双双脉脉冲冲或或宽宽脉冲驱动脉冲驱动）控制角控制角60度度第三节第三节 三相桥式全控整流
17、电路三相桥式全控整流电路 55当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负载a60 时）的平均值： 带电阻负载且a 60时，整流电压平均值：输出电流平均值 ：Id=Ud /R（2-26）（2-27）当120时，Ud0，控制角移相范围为120第三节第三节 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 56控制特性控制特性:Ud/U2l- 2.34U2=1.35U2l第三节第三节 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 57总结总结 三相桥式全控整流电路特点：三相桥式全控整流电路特点：（与三相半波电路相比） 输出电压提高一倍（两组半波电路串联构成）输出电压提高一倍（两组半波电路串联构成） 输出电压的脉动较小（输出电压的脉动较小（6 6脉波）脉波） 变压器利用率高，无直流磁化问题变压器利用率高，无直流磁化问题 最常用（大容量负载供电，电力拖动系统最常用（大容量负载供电，电力拖动系统）第三节第三节 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 58n习题2-12(题目修改，只做第1 小问)2-14(只要求画出输出电压Ud的波形，不要求计算)2-1759试试画出几个基本电路图： 单相半波可控整流电路 单相桥式全控整流电路和半控整流电路 三相半波可控整流电路 三相桥式全控整流电路
