同步电机励磁电源电路课件

《同步电机励磁电源电路课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《同步电机励磁电源电路课件（188页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、同步电机励磁电源电路任务一 三相集成触发电路调试一、任务描述与目标一、任务描述与目标晶闸管的电流容量越大，要求的触发功率就越大，对于大、中容量的晶闸管，尤其是三相整流电路中，为了保证其触发脉冲具有足够的功率，满足移相范围宽、可靠性高的要求，往往采用三项集成触发电路，集成触发电路具有体积小、温漂小、功耗低、性能稳定、工作可靠等多种优点，大大简化了触发电路的生产、调试和维修，应用越来越广泛。本次任务的目标如下。任务一 三相集成触发电路调试u了解KC04、KC41C组成的三相集成触发电路的工作原理。u掌握集成触发电路的接线和调试方法。u熟悉集成触发电路各点的波形。u会根据电路要求选择合适的触发电路，

2、初步具备成本核算意识。u在项目实施过程中，培养团队合作精神、强化安全意识和职业行为规范。任务一 三相集成触发电路调试二、相关知识相控集成触发器主要有KC、KJ两大系列共十余种，用于各种移相触发、过零触发等场合。这里介绍KC系列中的KC04、KC41C组成的三相集成触发电路。（一）（一）KC04移相集成触发器移相集成触发器KC04移相触发器的内部电路如下图所示，与分立元件组成的锯齿波触发电路相似，由同步、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成及放大输出等环节组成，适用于单相、三相桥式全控整流装置中晶闸管双路脉冲相控触发。第第1章章 通信的基础知识通信的基础知识目录ONTENTS目录021.1通信的基本概

3、念04通信：指的是信息的传输与交换。通信系统:用于进行通信的设备硬件、软件和传输介质的集合。1.1通信的基本概念05通信系统的一般模型通信的分类1.21.2通信的分类071.2.1按信号特征分类根据信道传输信号种类的不同，通信系统可分为两大类：模拟通信系统和数字通信系统。模拟系统是指信道中传输模拟信号的系统，模拟信号是指连续变化的信号，如传统的电话、广播和电视信号就是模拟信号。数字系统是指信道中传输数字信号的系统称为，数字信号是指离散变化的信号,如数字电话、互联网通信信号即为数字信号。1.2通信的分类08模拟信号与数字信号波形1.2.2按传输介质分类按传输介质的不同，通信系统又可分为无线通信系

4、统与有线通信系统。1.2.3按调制方式分类按调制与否，可分为基带通信系统和调制通信系统。所谓基带通信，是指传输的信号是没有经过任何调制处理的信号，即基带信号，而调制通信传输的是已经调制的信号。1.2.4按通信业务分类按传送信息的物理特征分为电话通信系统、电报通信系统、广播通信系统、电视通信系统、数据通信系统等。1.2.5按工作波段分类按使用波长可分为长波通信系统、中波通信系统、短波通信系统、微波通信系统和光通信系统等。1.2通信的分类09通信的基本方式1.31.3通信的基本方式11通信方式指通信双方(或多方)之间的工作形式和信号传输方式，它是通信各方在通信实施之前必须首先确定的问题。1.3.1

5、按通信对象数量的不同通信方式可分为点到点通信(即通信是在两个对象之间进行)、点到多点通信(一个对象和多个对象之间的通信)和多点到多点通信三种(多个对象和多个对象之间的通信)。、1.3.3按通信终端之间的连接方式通信方式可划分为两点间直通方式和交换方式。直通方式是通信双方直接用专线连接；而交换式的通信双方必须经过一个称为交换机的设备才能连接起来，如电话系统。1.3.4在数据通信中按数字信号传输的顺序，通信方式又有串行通信与并行通信之分。l串行通信是指将表示一定信息的数字信号序列按信号变化的时间顺序一位接一位地从信源经过信道传输到信宿。其特点是只需一条信道，通信线路简单、成本低廉，一般用于较长距离

6、的通信，比如工控领域利用计算机串口进行的数据采集和系统控制。缺点是传输速度较慢，为解决收、发双方的码组或字符同步问题，需要采取同步措施。l并行通信是指将表示一定信息的数字信号序列按码元数分成n路（通常n为一个字长，比如8路、16路、32路等），同时在n路并行信道中传输，信源一次可以将n位数据（一个字节）传送到信宿。并行通信的特点是需多条信道、通信线路复杂、成本较高、但传输速率快且不需要外加同步措施就可实现通信双方的码组或字符同步，多用于短距离通信，比如计算机与打印机之间的通信。1.3.5按同步方式的不同，又分为同步通信和异步通信。1.3通信的基本方式14通信系统的调制技术1.41.4通信系统的

7、调制技术16通信的目的是为了把信息向远处传递,在传播人声的过程中，可以先用话筒把人声变成电信号，再通过扩音机放大后用喇叭（扬声器）播放出去。由于喇叭的功率大，因此声音可以传得比较远，但如果还想将声音再传得更远一些，比如几十千米、几百千米，那该怎么办？大家自然会想到用电缆或无线电进行传输，但会出现两个问题，一是铺设一条几十千米甚至上百千米的电缆只传一路声音信号，其传输成本之高、线路利用率之低人们是无法接受的；二是利用无线电通信，但需满足一个基本条件，即欲发射信号的波长（两个相邻波峰或波谷之间的距离）必须能与发射天线的几何尺寸可比拟，该信号才能通过天线有效地发射出去（通常认为天线尺寸应大于波长的十

8、分之一）。而音频信号的频率范围是20Hz20kHz，最小的波长为式中，为波长（m）；c为电磁波传播速度（光速）（m/s）；f为音频（Hz）。可见，要将音频信号直接用天线发射出去，天线几何尺寸即便按波长的百分之一取也要150米高（不包括天线底座或塔座）。因此，要想把音频信号通过可接受的天线尺寸发射出去，就需要想办法提高欲发射信号的频率（频率越高波长越短）。第一个问题的解决方法是在一个物理信道中对多路信号进行频分复用（FDM）；第二个问题的解决方法是把欲发射的低频信号“搬”到高频载波上去（或者说把低频信号“变”成高频信号）。两个方法有一个共同点就是要对信号进行调制处理。1.4通信系统的调制技术17

9、调制是指让载波的某个或几个参数随调制信号（原始信号）的变化而变化的过程或方式。而载波通常是一种用来搭载原始信号（信息）的高频信号，它本身不含有任何有用信息。根据调制信号的类型不同可以将调制分为模拟调制和数字调制方式。其中，常见的模拟调制有AM、FM和PM，常见的数字调制方式有ASK、FSK、PSK以及QAM等。1.4通信系统的调制技术18模拟通信系统、数字通信系统1.51.5模拟通信系统、数字通信系统20l1.5.1模拟通信系统与数字通信系统的基本概念根据通信技术的现状，在传统分类方式的基础上，结合信源和信宿所处理的信号种类对通信系统可重新进行分类，把通信系统分为三种：模拟通信系统、数字通信系

10、统和数据通信系统。这里需要明确模拟通信、数字通信和数据通信的概念：l模拟通信一般指的是信源发出的、信宿接收的和信道传输的都是模拟信号的通信过程或方式。因此，模拟通信系统可以说是以模拟信道传输模拟信号的系统。l数字通信是指信源发出和信宿接收的是模拟信号，而信道传输的是数字信号通信过程或方式。因此，数字通信系统可以说是以数字信号的形式传输模拟信号的系统。l数据通信是随计算机和计算机网络的发展而出现的一种新的通信方式，它是指信源、信宿处理的都是数字信号，而传输信道既可以是数字信道也可以是模拟信道的通信过程(方式)。通常，数据通信主要指计算机(或数字终端)之间的通信。1.5模拟通信系统、数字通信系统2

11、11.5.2数据通信的主要性能指标1.带宽带宽有信道带宽和信号带宽之分，一个信道(广义信道)能够传送电磁波的有效频率范围就叫该信道的带宽。对信号而言，信号所占据的频率范围就是信号的带宽。2.信号传播速度信号传播速度是指信号在信道上每秒钟传送的距离，单位是ms。3.数据传输速率（比特率）数据传输速度是指每秒能够传输多少位数据，单位是比特秒（b/s）。4.最大传输速率每个信道传输数据的速率有一个上限，我们把这个速率上限叫做信道的最大传输速率，也就是信道容量。5.码元传输速率（波特率）信号每秒钟变化的次数叫做波特率（Baud）。6.吞吐量吞吐量是信道在单位时间内成功传输的信息量。单位一般为bit/s

12、。例如某信道10分钟内成功传输了8.4Mbit的数据，那么它的吞吐量就是8.4Mbit600s=14kb/s。注意，由于传输过程中出错或丢失数据造成重传的信息量，不计在成功传输的信息量之内。7.利用率利用率是吞吐量和最大数据传输速率之比。8.延迟延迟指从发送者发送第一位数据开始，到接收者成功地收到最后一位数据为止，所经历的时间。它又主要分为传输延迟、传播延迟两种，传输延迟与数据传输速率和发送机接收机以及中继和交换设备的处理速度有关，传播延迟与传播距离有关。9.抖动（Jitter）延迟不是固定不变的，它的实时变化叫做抖动。抖动往往与机器处理能力、信道拥挤程度等有关。有的应用对延迟敏感，如电话；有

13、的应用对抖动敏感，如实时图像传输。10.差错率（包括比特差错率、码元差错率、分组差错率）差错率是衡量通信信道可靠性的重要指标，在计算机通信中最常用的是比特差错率和分组差错率。比特差错率是二进制比特位在传输过程中被误传的概率，在样本足够多的情况下，错传的位数与传输总位数之比近似地等于比特差错率的理论值。码元差错率（提示：对应于波特率）指码元被误传的概率。1.5模拟通信系统、数字通信系统22任务一 三相集成触发电路调试任务一 三相集成触发电路调试1同步电路同步电路同步电路由晶体管VT1VT4等元件组成。正弦波电压经限流电阻加到VT1、VT2的基极。在电源电压正半周，VT2截止，VT1导通，VD1导

14、通，VT4截止。在电源电压负半周，VT1截止，VT2、VT3导通，VD2导通，VT4同样截止。在电源电压正负半周内，当电压大小小于0.7V时，VT1、VT2、VT3均截止，VD1、VD2页截止，于是VT4从电源+15V经R3、R4获得足够的基极电流而饱和导通，在VT4的集电极获得与电源电压的同步脉冲。任务一 三相集成触发电路调试2锯齿波形成电路锯齿波形成电路锯齿波形成电路由VT5、C1组成。当VT4截止时，+15V电源通过R6、R22、RW、-15V对C1充电。当VT4导通时，C1通过VT4、VD3迅速放电，在KC04的第4脚（也就是VT5的集电极）形成锯齿波电压，锯齿波的斜率取决于R22、R

15、W与C1的大小。3移相电路移相电路移相电路由VT6与外围元件组成，锯齿波电压、控制电压、偏移电压分别通过电阻R24、R23、R25在VT6的基极叠加，控制VT6管的导通和截止时刻。任务一 三相集成触发电路调试4脉冲形成电路脉冲形成电路脉冲形成电路由VT7与外围元件组成。当VT6截止时，+15V电源通过R7、VT7的b-e结对C2充电（左正右负），同时VT7经R26获得基极电流而导通。当VT6导通时，C2上的充电电压成为VT7的b-e结的反偏电压，VT7截止。此后+15V经R26、VT6对C2充电（左负右正），当反向充电电压大于1.4V时，VT7又恢复导通。这样在VT7的集电极得到了脉冲，其宽度

16、由时间常数R26C2的大小决定。任务一 三相集成触发电路调试5脉冲输出电路脉冲输出电路脉冲输出电路由VT8VT15组成。在电源电压正半周，VT1导通，A点为低电位，B点为高电位，使VT8截止、VT12导通。VT12的导通使VDW5截止，由VT13、VT14、VT15组成的放大电路无脉冲输出。VT8的截止使VDW3导通，VT7集电极的脉冲经VT9、VT10、VT11组成的电路放大后由1脚输出。在电源电压负半周，VT8导通，VT12截止，VT7的正脉冲经VT13、VT14、VT15组成的电路放大后由15脚输出。任务一 三相集成触发电路调试（二）（二）KC41C六路双脉冲形成器六路双脉冲形成器三相全

17、控桥式整流电路要求用双窄脉冲触发，即用两个间隔60的窄脉冲去触发晶闸管。产生双窄脉冲的方法有两种，一种是每个触发电路在每个周期内只产生一个脉冲，脉冲输出电路同时触发两个桥臂的晶闸管，这叫外双脉冲触发。另一种是每个触发电路在一个周期内连续发出两个相隔60的窄脉冲，脉冲输出电路只触发一个晶闸管，这称内双脉冲。内双脉冲触发是目前应用最多的一种触发方式。任务一 三相集成触发电路调试KC41C是六路双脉冲形成器，它不仅具有双脉冲形成功能，还具有脉冲封锁控制的功能。内部电路及外部接线图如下图所示。16脚是六路脉冲输入端，每路脉冲由输入二极管送给本相和前相，由具有的“或”功能形成双窄脉冲，再由VT1VT6组

18、成的六路放大器分六路输出。VT7管为电子开关，当7脚接地时，VT7管截止，1015脚又脉冲输出，反之，7脚置高电位，VT7管导通，各路脉冲被封锁。任务一 三相集成触发电路调试任务一 三相集成触发电路调试（三）（三）KC04、KC41C组成的三相集成触发电路组成的三相集成触发电路3块KC04与1块KC41C外加少量分立元器件组成三相桥式全控整流集成触发电路如下图所示。三相电源分别接到3块KC04的8脚，3块KC04的1脚与15脚产生的6个脉冲分别接到KC41C的16脚。1015脚输出的双窄脉冲经外接的VT1VT6（3DK6）晶体管做功率放大，得到800mA触发脉冲电流，可触发大功率的晶闸管。任务

19、一 三相集成触发电路调试任务一 三相集成触发电路调试四、总结与提升四、总结与提升（一）（一）MC787和和MC788集成触发器简介集成触发器简介TC787和TC788是采用独有的先进IC工艺技术，并参照国外最新集成移相触发集成电路而设计的单片集成电路。它可单电源工作，亦可双电源工作，主要适用于三相晶闸管移相触发和三相功率晶体管脉宽调制电路，以构成多种交流调速和变流装置。它们是目前国内市场上广泛流行的TCA785及KJ（或KC）系列移相触发集成电路的换代产品。任务一 三相集成触发电路调试与TCA785及KJ（或KC）系列集成电路相比，具有功耗小、功能强、输入阻抗高、抗干扰性能好、移相范围宽、外接

20、元件少等优点，而且装调简便、使用可靠，只需一块集成电路，就可完成3只TCA785与1只KJ041、1只KJ042或5只KJ（3只KJ004、1只KJ041、1只KJ042）（或KC）系列器件组合才能具有的三相移相功能。因此，TC787/TC788可广泛应用于三相半控、三相全控、三相过零等电力电子、机电一体化产品的移相触发系统，从而取代TCA785、KJ004、KJ009、KJ041、KJ042等同类电路，为提高整机寿命、缩小体积、降低成本提供了一种新的、更加有效的途径。任务一 三相集成触发电路调试其引脚排列如图所示。任务一 三相集成触发电路调试引脚功能及用法如下。（1）同步电压输入端。引脚1（

21、Vc）、引脚2（Vb）及引脚18（Va）为三相同步输入电压连接端。在应用中，它们分别接经输入滤波后的同步电压，同步电压的峰值应不超过TC787/TC788的工作电源电压VDD。任务一 三相集成触发电路调试（2）脉冲输出端。在半控单脉冲工作模式下，引脚8（C）、引脚10（B）、引脚12（A）分别为与三相同步电压正半周对应的同相触发脉冲输出端，而引脚7（-B）、引脚9（-A）、引脚11（-C）分别为与三相同步电压负半周对应的反相触发脉冲输出端。当TC787或TC788被设置为全控双窄脉冲工作方式时，引脚8为与三相同步电压中C相正半周及B相负半周对应的两个脉冲输出端；引脚12为与三相同步电压中A相正

22、半周及C相负半周对应的两个脉冲输出端；任务一 三相集成触发电路调试引脚11为与三相同步电压中C相负半周及B相正半周对应的两个脉冲输出端；引脚9为与三相同步电压中A相同步电压负半周及C相电压正半周对应的两个脉冲输出端；引脚7为与三相同步电压中B相电压负半周及A相电压正半周对应的两个脉冲输出端；引脚10为与三相同步电压中B相正半周及A相负半周对应的两个脉冲输出端。应用中，均接脉冲功率放大环节的输入或脉冲变压器所驱动开关管的控制极。任务一 三相集成触发电路调试（3）控制端。引脚4（Vr）：移相控制电压输入端。该端输入电压的高低，直接决定着TC787/TC788输出脉冲的移相范围，应用中接给定环节输出

23、，其电压幅值最大为TC787/TC788的工作电源电压VDD。引脚5（Pi）：输出脉冲禁止端。该端用来进行故障状态下封锁TC787/TC788的输出，高电平有效，应用中，接保护电路的输出。引脚6（Pc）：TC787/TC788工作方式设置端。当该端接高电平时，TC787/TC788输出双脉冲列；而当该端接低电平时，输出单脉冲列。任务一 三相集成触发电路调试引脚13（Cx）：该端连接的电容Cx的容量决定着TC787或TC788输出脉冲的宽度，电容的容量越大，则脉冲宽度越宽。引脚14（Cb）、引脚15（Cc）、引脚16（Ca）：对应三相同步电压的锯齿波电容连接端。该端连接的电容值大小决定了移相锯齿

24、波的斜率和幅值，应用中分别通过一个相同容量的电容接地。任务一 三相集成触发电路调试（4）电源端。TC787/TC788可单电源工作，亦可双电源工作。单电源工作时引脚3（VSS）接地，而引脚17（VDD）允许施加的电压为818V。双电源工作时，引脚3（VSS）接负电源，其允许施加的电压幅值为-4-9V，引脚17（VDD）接正电源，允许施加的电压为+4+9V。任务一 三相集成触发电路调试（二）（二）TC787/TC788内部结构及工作原理内部结构及工作原理TC787/TC788的内部结构及工作原理框图如图所示。任务一 三相集成触发电路调试由上图可知，在它们内部集成有3个过零和极性检测单元、3个锯齿

25、波形成单元、3个比较器、1个脉冲发生器、1个抗干扰锁定电路、1个脉冲形成电路、1个脉冲分配及驱动电路。它们的工作原理可简述为：经滤波后的三相同步电压通过过零和极性检测单元检测出零点和极性后，作为内部3个恒流源的控制信号。3个恒流源输出的恒值电流给3个等值电容Ca、Cb、Cc恒流充电，形成良好的等斜率锯齿波。锯齿波形成单元输出的锯齿波与移相控制电压Vr比较后取得交相点，该交相点经集成电路内部的抗干扰锁定电路锁定，保证交相唯一而稳定，使交相点以后的锯齿波或移相电压的波动不影响输出。任务一 三相集成触发电路调试该交相信号与脉冲发生器输出的脉冲(对TC787为调制脉冲，对TC788为方波)信号经脉冲形

26、成电路处理后变为与三相输入同步信号相位对应且与移相电压大小适应的脉冲信号送到脉冲分配及驱动电路。假设系统未发生过电流、过电压或其他非正常情况，则引脚5禁止端的信号无效，此时脉冲分配电路根据用户在引脚6设定的状态完成双脉冲(引脚6为高电平)或单脉冲(引脚6为低电平)的分配功能，并经输出驱动电路功率放大后输出，一旦系统发生过电流、过电压或其他非正常情况，则引脚5禁止信号有效，脉冲分配和驱动电路内部的逻辑电路动作，封锁脉冲输出，确保集成电路的6个引脚12、11、10、9、8、7输出全为低电平。任务一 三相集成触发电路调试MC787组成的三相触发电路原理图如图。任务一 三相集成触发电路调试其中三相电压

27、的零线和电源共地，同步电压经RC组成的T形网络滤波分压，并产生相移，经电容耦合电路取得同步信号。电路输入端采用等值电阻进行12分压，以保证信号对称。在电路的Cu、Cv、Cw三个电容上形成锯齿波，移相电压由4脚输入，与锯齿波电压比较取得交点，通过6脚半控/全控选择开关可以使用单脉冲或双脉冲输出。5脚用于故障状态下封锁脉冲输出，该端处于高电平时禁止输出。任务二 三相半波可控整流电路调试一、任务描述与目标一、任务描述与目标当整流负载容量较大，要求直流电压脉动较小，对控制的快速性有要求时，多采用三相整流电路，三相半波是最基本的电路形式，其他类型可视为三相半波相控整流电路以不同方式串联或并联而成。本次任

28、务的目标如下。任务二 三相半波可控整流电路调试u掌握三相半波整流电路的工作原理，能进行波形分析。u能根据整流电路形式及元件参数进行输出电压、电流等参数的计算。u会根据电路要求选择合适的元器件，初步具备成本核算意识。u在项目实施过程中，培养团队合作精神、强化安全意识和职业行为规范。任务二 三相半波可控整流电路调试二、相关知识二、相关知识（一）三相半波可控整流电路电阻性负载工作原理及参数计算（一）三相半波可控整流电路电阻性负载工作原理及参数计算三相半波可控整流电路如图所示。Tr为三相整流变压器，晶闸管VS1、VS3、VS5的阳极分别与变压器的U、V、W三相相连，3只晶闸管的阴极接在一起经负载电阻R

29、d与变压器的中性线相连，它们组成共阴极接法电路。任务二 三相半波可控整流电路调试整流变压器的二次相电压有效值为U2，表达式分别为电源电压是不断变化的，三相中哪一相所接的晶闸管可被触发导通，依据晶闸管的单向导电原则，取决于3只晶闸管各自所接的uU、uV、uW中哪一相电压瞬时值最高，则该相所接晶闸管可被触发导通，而另外两管则承受反向电压而阻断。任务二 三相半波可控整流电路调试三相电源图中的1、3、5交点为电源相电压正半周的相邻交点，称为自然换相点，也就是三相半波可控整流电路各相晶闸管控制角的起点，即=0的点。由于自然换相点距相电压原点为30，所以触发脉冲距对应相电压的原点为30+。下面分析当触发延

30、迟角不同时，整流电路的工作原理。任务二 三相半波可控整流电路调试1控制角控制角 =0当=0时，晶闸管VS1、VS3、VS5相当于3只整流二极管，工作原理分析如下。t1t3期间，uU瞬时值最高，U相所接的晶闸管VS1触发导通，输出电压，V相和W相所接VS3、VS5承受反向线电压而阻断。t3t5期间，uV瞬时值最高，V相所接的晶闸管VS3触发导通，输出电压ud=uV，VS1、VS5承受反向线电压而阻断。任务二 三相半波可控整流电路调试t5t7期间，uW瞬时值最高，W相所接的晶闸管VS5触发导通，输出电压ud=uW，VS1、VS3承受反向线电压而阻断。依次循环，每个晶闸管导通120，三相电源轮流向负

31、载供电，负载电压ud为三相电源电压正半周包络线，负载电压波形如下图（b）所示。任务二 三相半波可控整流电路调试任务二 三相半波可控整流电路调试t1、t3、t5时刻所对应的1、3、5三个点，称为自然换相点，分别是3只晶闸管轮换导通的起始点。自然换相点也是各相所接晶闸管可能被触发导通的最早时刻，在此之前由于晶闸管承受反向电压，不能导通，因此把自然换相点作为计算触发延迟角的起点，即该点时=0，对应于t=30。任务二 三相半波可控整流电路调试=0时，晶闸管VS1两端的电压uT1的波形如图（c）所示，分析如下。任务二 三相半波可控整流电路调试t1t3期间，VS1导通，uT1=0。t3t5期间，VS3导通

32、，VS1承受反相线电压uUV。t5t7期间，VS5导通，VS1承受反向线电压uUV。晶闸管VS3、VS5的电压波形分析同VS1。任务二 三相半波可控整流电路调试2控制角控制角 =30下图所示为当触发脉冲后移到=30时的波形。假设电路已在工作，W相所接的晶闸管VS5导通，经过自然换相点“1”时，由于U相所接晶闸管VSl的触发脉冲尚未送到，故无法导通。于是VS5管仍承受uW正向电压继续导通，直到过U相自然换相点“1”点30，即=30时，晶闸管VS1被触发导通，输出直流电压波形由uW换成为uU，如图（a）所示波形。VS1的导通使晶闸管VS5承受uUW反向电压而被强迫关断，负载电流id从W相换到U相。

33、依次类推，其他两相也依次轮流导通与关断。负载电流id波形与ud波形相似，而流过晶闸管VS1的电流iT1波形是id波形的1/3区间，如图（c）所示。当=30时，晶闸管VS1两端的电压uT1波形如图（d）所示，它可分成3部分，晶闸管VS1本身导通，uT1=0；VS3导通时，uT1=uUV；VS5导通时，uT1=uUW。任务二 三相半波可控整流电路调试任务二 三相半波可控整流电路调试3控制角控制角 =60下图所示为当触发脉冲后移到=60时的波形，其输出电压ud的波形及负载电流id的波形均已断续，3只晶闸管都在本相电源电压过零时自行关断。晶闸管的导通角显然小于120，仅为T=90。晶闸管VS1两端的电

34、压uT1的波形如图（d）所示，器件本身导通时，uT1=0；相邻器件导通时，要承受电源线电压，即uT1=uUV与uT1=uUW；当3只晶闸管均不导通时，VS1承受本身U相电源电压，即uT1=uU。任务二 三相半波可控整流电路调试任务二 三相半波可控整流电路调试根据以上分析，当触发脉冲后移到=150时，由于晶闸管已不再承受正向电压而无法导通，ud=0V。由以上分析可以得出如下结论。（1）改变晶闸管控制角，就能改变整流电路输出电压的波形。当=0时，输出电压最大；角增大，输出电压减小；=150时，输出电压为零。三相半波可控整流电路的移相范围是0150。任务二 三相半波可控整流电路调试（2）当30时，u

35、d的波形连续，各相晶闸管的导通角均为=120；当30时，ud波形出现断续，晶闸管关断点均在各自相电压过零点，晶闸管导通角120（=150-）。（3）在波形连续时，晶闸管阳极承受的电压波形由3段组成：晶闸管导通时，晶闸管两端电压为零（忽略管压降），其他任一相导通时，晶闸管承受相应的线电压；波形断续时，3个晶闸管均不导通，管子承受的电压为所接相的相电压。任务二 三相半波可控整流电路调试4参数计算参数计算（1）整流输出电压Ud的平均值计算。当030时，此时电流波形连续，通过分析可得到当30150时，此时电流波形断续，通过分析可得到任务二 三相半波可控整流电路调试（2）直流输出平均电流Id。Id=Ud

36、/Rd（3）流过晶闸管的电流的平均植IdT。（4）流过晶闸管的电流的有效值IT。任务二 三相半波可控整流电路调试（5）晶闸管两端承受的最大正反向电压。由前面的波形分析可以知道，晶闸管承受的最大反向电压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为相电压的峰值,任务二 三相半波可控整流电路调试（二）三相半波可控整流电路大电感负载工作原理及参数（二）三相半波可控整流电路大电感负载工作原理及参数计算计算1工作原理工作原理三相半波可控整流电路大电感负载电路，如下图（a）所示。只要输出电压平均值Ud不为零，晶闸管导通角均为120，与触发延迟角无关，其电

37、流波形近似为方波，图（c）、（e）分别为=20和=60时负载电流波形。任务二 三相半波可控整流电路调试任务二 三相半波可控整流电路调试上图（b）、（d）所示分别为=20（030区间）、=60（3090区间）时输出电压ud波形。由于电感Ld的作用，当30后，ud波形出现负值，如图（d）所示。当负载电流从大变小时，即使电源电压过零变负，在感应电动势的作用下，晶闸管仍承受正向电压而维持导通。只要电感量足够大，晶闸管导通就能维持到下一相晶闸管被触发导通为止，随后承受反向线电压而被强迫关断。尽管30后，ud波形出现负面积，但只要正面积能大于负面积，其整流输出电压平均值总是大于零，电流id可连续平稳。任务

38、二 三相半波可控整流电路调试显然，当触发脉冲后移到90后，ud波形的正、负面积相等，其输出电压平均值ud为零，所以大电感负载不接续流二极管时，其有效的移相范围只能为=090。晶闸管两端电压波形与电阻性负载分析方法相同。任务二 三相半波可控整流电路调试2参数计算参数计算（1）输出电压平均值Ud。由上式可以看出，大电感负载Ud的计算公式与电阻性负载在0 30时的Ud公式相同。在30后，ud波形出现负面积，在同一角时，Ud值将比电阻负载时小。任务二 三相半波可控整流电路调试（2）负载电流平均值。（3）流过晶闸管的电流平均值IdT。（4）流过晶闸管电流的有效值IT。（5）晶闸管两端承受电压最高值。任务

39、二 三相半波可控整流电路调试（三）三相半波可控整流电路电感性负载接续流二极管（三）三相半波可控整流电路电感性负载接续流二极管时工作原理及参数计算时工作原理及参数计算1工作原理工作原理为了扩大移相范围并使负载电流id平稳，可在电感负载两端并接续流二极管VD。由于续流二极管的作用，ud波形已不出现负值，与电阻性负载ud波形相同。任务二 三相半波可控整流电路调试下图（a）、（b）所示为接入续流二极管后，分别为30和60时的电压、电流波形。可见，在030区间，电源电压均为正值，ud波形连续，续流二极管不起作用；当30150区间，电源电压出现过零变负时，续流二级管及时导通为负载电流提供续流回路，晶闸管承

40、受反向电源相电压而关断。这样ud波形断续但不出现负值。续流二极管VD起作用时，晶闸管与续流二极管的导通角分别为任务二 三相半波可控整流电路调试任务二 三相半波可控整流电路调试2参数计算参数计算（1）负载电压平均值Ud和电流平均值Id。当030时，当30150时，（2）负载电流平均值。任务二 三相半波可控整流电路调试（3）晶闸管的电流平均值IdT、有效值IT以及承受的最高电压UTM。当030时当30150时，任务二 三相半波可控整流电路调试（4）续流二极管平均电流IdD、有效值ID以及承受的最高电压UTM。当30150时任务二 三相半波可控整流电路调试四、总结与提升四、总结与提升（一）共阳极的三

41、相半波可控整流电路工作原理（一）共阳极的三相半波可控整流电路工作原理三相半波可控整流电路，除了上面介绍的共阴极接法外，还有一种是把3只晶闸管的阳极连接在一起，而3个阴极分别接到三相交流电源上(如图所示)，这种接法称为共阳极接法。任务二 三相半波可控整流电路调试共阳极接法电路与共阴极接法电路一样，它们都是在晶闸管阳极电位高于阴极电位时才能被触发导通。由于共阳极接法，VS2、VS4和VS6的阴极分别接在三相交流电源Uu、Uv、Uw上，因此只能在电源相电压负半周时工作。显然，共阳极接法的3只晶闸管VS2，VS4和VS6的自然换相点分别为下图中的2、4及6点。图所示为=30时，共阳极接法的三相半波可控

42、整流电路的电压与电流波形，在t1时刻W相电压最负，晶闸管VS2被触发导通，输出整流电压ud为。到t2、t3时刻，VS4和VS6管分别被触发导通，负载电压ud依次为、。任务二 三相半波可控整流电路调试任务二 三相半波可控整流电路调试由图可见，输出电压ud波形与共阴极接法相同，仅是电压极性相反，共阴接法时的ud波形在横坐标的上方，而共阳极接法时ud波形在下方。所以大电感负载时共阳极三相半波可控整流输出平均电压为式中，负号表示变压器中性线为Ud的正端，3个连接在一起的阳极为负端。同样，流过整流变压器二次绕组与中性线的电流方向均与共阴极接法相反，电路计算与共阴极接法相同。任务二 三相半波可控整流电路调

43、试（二）三相半波可控整流电路常见故障分析（二）三相半波可控整流电路常见故障分析从前面分析已经知道，正常工作情况下输出电压波形和晶闸管两端电压波形正常。当电路出现异常时，电路输出电压和晶闸管两端波形都会发生相应的变化，这里以三相半波可控整流电路电阻性负载控制角=0为例，分析如何运用示波器测试整流电路的输出电压和晶闸管两端电压波形判断故障的方法。在整流电路运行中，如果发生桥臂断路现象，就会出现整流电路缺相运行，最明显的现象就是输出电压下降，这时用示波器观察输出电压的波形，可判断故障的位置。任务二 三相半波可控整流电路调试1一个周期缺少一个波头一个周期缺少一个波头故障现象：输出电压下降，用示波器观察

44、输出电压波形，发现一个周期缺少一个波头，如图所示。任务二 三相半波可控整流电路调试故障分析：在三相半波可控整流电路中，电路正常工作情况下，当波形连续时每个晶闸管在一个周期内导通120，晶闸管与输出波头的对应关系为：VS1对应相电压uU，VS3对应相电压uV，VS5对应相电压uW，断开某一相晶闸管的触发脉冲，观察波头是否有变化，如果没有变化，则说明与该相对应的晶闸管或该桥臂有问题。如果电路中无法断开某一晶闸管的触发脉冲，则可通过观察晶闸管两端电压波形来判断故障。通过前面分析我们已经知道，晶闸管导通时两端电压为零，如果某个晶闸管两端电压没有直线段，则说明该晶闸管在一个周期内没有导通过，可以判断故障

45、点就在该晶闸管或该晶闸管所在的桥臂。任务二 三相半波可控整流电路调试2输出电压的波头有两个是完整的，剩下一个波头不完整输出电压的波头有两个是完整的，剩下一个波头不完整故障现象：用示波器观察输出电压的波形，发现输出电压的波头有两个是完整的，剩下一个波头不完整，如图所示。任务二 三相半波可控整流电路调试现象分析：从波形可以看出，三个晶闸管都可以正常工作，只是其中一只晶闸管导通了120，一只晶闸管导通角大于120，一只晶闸管导通角小于120。通过断开晶闸管触发脉冲或观察晶闸管两端电压波形可以判断是哪只晶闸管的脉冲延迟。这种故障一般来说是触发电路中三相锯齿波斜率不一致造成的，需调节触发电路中的锯齿波斜

46、率调节电位器即可。任务三 三相桥式全控整流电路调试一、任务描述与目标一、任务描述与目标三相桥式全控整流电路多用于直流电动机或要求实现有源逆变的负载，为使负载电流连续平滑，改善直流电动机的机械特性，利于直流电动机换向及减小火花，一般要串入平波电抗器，相当于负载是含有反电动势的大电感负载。三相桥式全控整流电路是由一组共阴极接法和另一组共阳极接法的三相半波可控整流电路串联而成。共阴极组VS1、VS3，和VS5在正半周导电，流经变压器的电流为正向电流；共阳极组VS4、VS6和VS2在负半周导电，流经变压器的电流为反向电流。变压器每相绕组在正、负半周都有电流流过，因此，变压器绕组中没有直流磁通势，同时也

47、提高了变压器绕组的利用率。本次任务的目标如下。任务三 三相桥式全控整流电路调试u掌握三相桥式全控整流电路的工作原理，能进行波形分析。u能根据整流电路形式及元件参数进行输出电压、电流等参数的计算。u会根据电路要求选择合适的元器件，初步具备成本核算意识。u在项目实施过程中，培养团队合作精神、强化安全意识和职业行为规范。任务三 三相桥式全控整流电路调试二、相关知识二、相关知识（一）三相桥式全控整流电路电阻性负载工作原理及参数计算（一）三相桥式全控整流电路电阻性负载工作原理及参数计算1工作原理工作原理如图所示为三相桥式全控整流电路电阻性负载电路。下图所示为三相桥式全控整流电路电阻性负载当=0时的电压波

48、形任务三 三相桥式全控整流电路调试任务三 三相桥式全控整流电路调试触发电路先后向各自所控制的晶闸管的门极（对应自然换相点）送出触发脉冲，即在三相电源电压正半波的1、3、5点（正半波自然换相点）向共阴极组晶闸管VS1，VS3和VS5输出触发脉冲；在三相电源电压负半波的2、4、6点（负半波自然换相点）向共阳极组晶闸管VS4，VS6和VS2输出触发脉冲。图中各线电压的交点处16就是三相桥式全控整流电路6只晶闸管VS1VS6的自然换相点，也就是晶闸管触发延迟角的起始点。任务三 三相桥式全控整流电路调试（1）当=0时，如波形图所示。在t1t2期间，U相电位最高，V相电位最低，此时共阴极组的VSl和共阳极

49、组VS6同时被触发导通，电流由U相经VS1流向负载，又经VS6流入V相。假设共阴组流过U相绕组电流为正，那么共阳极组流过U相绕组电流就应为负，则输出电压为ud=uU-uV=uUV任务三 三相桥式全控整流电路调试经60后进入t2t3区间，U相电位仍然最高，所以VS1继续导通，但W相晶闸管VS2的阴极电位变为最低。在自然换相点2处，即t2时刻，VS2被触发导通，VS2的导通使VS6承受uVU反向电压而被迫关断。这一区间负载电流仍然从U相流出，经VSl、负载、VS2而回到电源W相，这一区间的整流输出电压为ud=uU-uW=uUW任务三 三相桥式全控整流电路调试又经过60后进入t3t4区间，V相电位变

50、为最高，在自然换相点3处，即t3时刻，VS3被触发导通，W相晶闸管VS2的阴极电位仍为最低，负载电流从U相换到从V相流出，经VS3、负载、VS2回到电源W相。整流变压V、W两相工作，输出电压为ud=uV-uW=uVW其他区间，依此类推，并遵循以下规律。任务三 三相桥式全控整流电路调试三相桥式全控整流电路任一时刻必须有两只晶闸管同时导通，才能形成负载电流，其中一只在共阳极组，另一只在共阴极组。整流输出电压ud波形是由电源线电压轮流输出所组成的，各线电压正半波交点16分别是VS1VS6的自然换相点。晶闸管的导通顺序及输出电压关系如下图所示。输出电流的波形与电压波形相似。任务三 三相桥式全控整流电路

51、调试6只晶闸管中每管导通120，每间隔60有一只晶闸管换流。变压器二次侧电流iU波形的特点。VS1处于通态时，iU为正，波形的形状与同时段的ud波形相同，在VS4处于通态时，iU波形的形状也与同时段的ud波形相同，但为负值。任务三 三相桥式全控整流电路调试（2）当=30时，波形如图所示。这种情况与=0时的区别在于：晶闸管起始导通时刻推迟了30，因此组成ud的每一段线电压推迟30，从t1开始把一周期等分为6段，ud波形仍由6段线电压构成。任务三 三相桥式全控整流电路调试（3）当=60时，波形如图所示。此时ud的波形中每段线电压的波形继续后移，ud平均值继续降低。当=60时ud出现为零的点，即=6

52、0时输出电压ud的波形临界连续。但是每只晶闸管的导通角仍然为120。任务三 三相桥式全控整流电路调试（4）当=60时，波形如图所示。此时=90的波形中每段线电压的波形继续后移，ud平均值继续降低。ud波形断续，每个晶闸管的导通角小于120。由以上分析可知，电阻性负载时，三相半波整流电路的移相范围为0120。任务三 三相桥式全控整流电路调试2参数计算参数计算（1）负载电压平均值Ud。当60时，当60时，（2）负载电流平均值Id。任务三 三相桥式全控整流电路调试（3）流过晶闸管电流的平均值IdT。（4）流过晶闸管的电流的有效值IT。（5）晶闸管两端承受的最大正反向电压UTM。任务三 三相桥式全控整

53、流电路调试1工作原理工作原理（1）在60时。由电阻性负载工作原理分析，当60时，三相全控桥式整流电路输出电压ud波形连续，每只晶闸管的导通角都是120，工作情况与带电阻负载时十分相似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压ud波形、晶闸管承受的电压波形等都一样。两种负载时的区别在于，由于负载不同，同样的整流输出电压加到负载上，得到的负载电流id波形不同。大电感负载时，由于电感的作用，使得负载电流波形变得平直，当电感足够大的时候，负载电流的波形可近似为一条水平线。任务三 三相桥式全控整流电路调试当=30时，波形如图所示。任务三 三相桥式全控整流电路调试（2）当60时。当60时，由于电感L的作用，只要整

54、流输出电压平均值不为零，每只晶闸管的导通角都是120，与触发延迟角大小无关，但是ud波形会出现负的部分，负载电流为连续平稳的一条水平线，而流过晶闸管与变压器绕组的电流均为方波。当=90时，输出整流电压ud波形正、负面积相等，平均值为零，如下图所示，带大电感负载时，三相桥式全控整流电路的角移相范围为090。任务三 三相桥式全控整流电路调试任务三 三相桥式全控整流电路调试2.参数计算（1）负载电压平均值Ud。（2）负载电流平均值Id。（3）晶闸管的电流平均值IdT、有效值IT。任务三 三相桥式全控整流电路调试（4）晶闸管两端承受的最高电压UTM。（5）当整流变压器为采用星形接法，带电阻电感负载时，

55、变压器二次侧电流波形为正负半周各宽120、前沿相差180的矩形波，其有效值为任务三 三相桥式全控整流电路调试（三）三相桥式全控整流电路大电感负载接续流二极管（三）三相桥式全控整流电路大电感负载接续流二极管时工作原理及参数计算时工作原理及参数计算1工作原理工作原理三相全控桥式整流电路大电感负载电路中，当60时，输出电压的波形出现负值，使输出电压平均值下降，可在大电感负载两端并接续流二极管VD，这样不仅可以提高输出电压的平均值，而且可以扩大移相范围并使负载电流更平稳。任务三 三相桥式全控整流电路调试当60时，输出电压波形和参数计算与大电感负载不接续流二极管时相同，续流二极管不起作用，每个晶闸管导通

56、120。当60时，三相电源电压每相过零变负时，电感的感应电动势使续流二极管承受正向电压而导通，晶闸管关断。续流期间输出电压ud=0，使得波形不出现负向电压。可见输出电压波形与电阻性负载时输出电压波形相同，晶闸管导通角120。任务三 三相桥式全控整流电路调试2参数计算参数计算（1）输出电压平均值Ud。60时，=12060时，120（2）负载电流平均值Id。任务三 三相桥式全控整流电路调试（3）流过晶闸管电流的平均值IdT和有效值IT。（60）（60120）（60）（60120）任务三 三相桥式全控整流电路调试（4）流过续流二极管电流的平均值IdD和有效值ID。当60时，续流二极管不导通，没有电流

57、流过。当60时，（5）晶闸管两端承受的最高电压UTM。任务三 三相桥式全控整流电路调试四、总结与提升四、总结与提升（一）触发电路与主电路电压的同步（一）触发电路与主电路电压的同步制作或修理调整晶闸管装置时，常会碰到一种故障现象。在单独检查晶闸管主电路时，接线正确，元件完好；单独检查触发电路时，各点电压波形、输出脉冲正常，调节控制电压Uc时，脉冲移相符合要求。但是当主电路与触发电路连接后，工作不正常，直流输出电压ud波形不规则、不稳定，移相调节不能工作。这种故障是由于送到主电路各晶闸管的触发脉冲与其阳极电压之间相位没有正确对应，造成晶闸管工作时控制角不一致，甚至使有的晶闸管触发脉冲在阳极电压负值

58、时出现，当然不能导通。怎样才能消除这种故障使装置工作正常呢？这就是本节要讨论的触发电路与主电路之间的同步(定相)问题。任务三 三相桥式全控整流电路调试1同步的定义同步的定义前面分析可知，触发脉冲必须在管子阳极电压为正时的某一区间内出现，晶闸管才能被触发导通，而在锯齿波移相触发电路中，送出脉冲的时刻是由接到触发电路不同相位的同步电压us来定位，由控制与偏移电压大小来决定移相。因此必须根据被触发晶闸管的阳极电压相位，正确供给触发电路特定相位的同步电压，才能使触发电路分别在各晶闸管需要触发脉冲的时刻输出脉冲。这种正确选择同步信号电压相位以及得到不同相位同步信号电压的方法，称为晶闸管装置的同步或定相。

59、任务三 三相桥式全控整流电路调试2触发电路同步电压的确定触发电路同步电压的确定触发电路同步电压的确定包括两方面内容。（1）根据晶闸管主电路的结构、所带负载的性质及采用的触发电路的形式，确定出该触发电路能够满足移相要求的同步电压与晶闸管阳极电压的相位关系。（2）用三相同步变压器的不同连接方式或再配合阻容移相得到上述确定的同步电压。下面用三相全控桥式电路带电感性负载来具体分析。任务三 三相桥式全控整流电路调试如下图主电路接线，电网三相电源为U1、V1、W1，经整流变压器TR供给晶闸管桥路，对应电源为U、V、W，假定控制角为0，则uG1uG66个触发脉冲应在各自的自然换相点，且依次相隔60。保证每个

60、晶闸管的控制角一致，6块触发板1CF6CF输入的同步信号电压uS也必须依次相隔60。为了得到6个不同相位的同步电压，通常用1只三相同步变压器TS，它具有两组二次绕组，二次侧得到相隔60的6个同步信号电压分别输入6个触发电路。因此只要1块触发板的同步信号电压相位符合要求，那其他5个同步信号电压相位也肯定正确。那么，每个触发电路的同步信号电压uS与被触发晶闸管的阳极电压必须有怎样的相位关系，这决定于主电路的不同形式、不同的触发电路、负载性质以及不同的移相要求。任务三 三相桥式全控整流电路调试任务三 三相桥式全控整流电路调试如对于同步电压为锯齿波触发电路，NPN型晶体管时，同步信号负半周的起点对应于

61、锯齿波的起点，通常使锯齿波的上升段为240，上升段起始的30和终了的30线性度不好，舍去不用，使用中间的180。锯齿波的中点与同步信号的300位置对应，使Ud=0的触发角为90。当90时为整流工作，90时为逆变工作。将=90确定为锯齿波的中点，锯齿波向前向后各有90的移相范围。于是=90与同步电压的300对应，也就是=0与同步电压的210对应。=0对应于uU的30的位置，则同步信号的180与uU的0对应，说明同步电压uS应滞后于阳极电压uU180。如上图所示。任务三 三相桥式全控整流电路调试3实现同步的方法实现同步的方法 实现同步的方法步骤如下。（1）根据主电路的结构、负载的性质及触发电路的形

62、式与脉冲移相范围的要求，确定该触发电路的同步电压uS与对应晶闸管阳极电压uU之间的相位关系。（2）根据整流变压器TR的接法，以定位某线电压作参考矢量，画出整流变压器二次电压也就是晶闸管阳极电压的矢量，再根据步骤确定的同步电压uS与晶闸管阳极电压uU的相位关系，画出电源的同步相电压和同步线电压矢量。（3）根据同步变压器二次线电压矢量位置，确定同步变压器TS的钟点数的接法，然后确定出uSU、uSV、uSW分别接到VS1、VS3、VS5管触发电路输入端；确定出uS(-U)、uS(-V)、uS(-W)分别接到VS4、VS6、VS2管触发电路的输入端，这样就保证了触发电路与主电路的同步。任务三 三相桥式

63、全控整流电路调试4同步举例同步举例例4-1三相全控桥整流电路，直流电动机负载，不要求可逆运转，整流变压器TR为D，y1接线组别，触发电路采用本书锯齿波同步的触发电路，考虑锯齿波起始段的非线性，故留出60度余量。试按简化相量图的方法来确定同步变压器的接线组别及变压器绕组联结法。任务三 三相桥式全控整流电路调试解以VS1管的阳极电压与相应的1CF触发电路的同步电压定相为例。根据题意，要求同步电压us相位应滞后阳极电压uu180。根据相量图，同步变压器接线组别应为D，yn7和D，yn1。根据已求得同步变压器结线组别，就可以画出变压器绕组的结线组别，再将同步电压分别接到相应触发电路的同步电压接线端，即

64、能保证触发脉冲与主电路的同步。任务三 三相桥式全控整流电路调试（二）三相桥式全控整流电路常见故障分析（二）三相桥式全控整流电路常见故障分析下面以三相全控桥式整流电路电感性负载，控制角=60为例，用示波器观察到的不正常的输出电压波形，来分析故障，查找故障点。1输出电压波形比正确的波形少输出电压波形比正确的波形少2个波头个波头故障现象：用示波器观察到输出电压波形比正确的波形少2个波头，如图所示。任务三 三相桥式全控整流电路调试故障分析：用示波器测得每个周期输出电压波形与正确波形相比波头少了2个，在t1时刻不能换相，到t2时刻才恢复正常换相，t1t2相位差为120；三相全控桥电路每个周期输出电压的6

65、个波头应该是uUV、uUW、uVW、uVU、uWU、uWV，少两个波头正好相位差是120。波形种出现负值是由于电感L中的储能释放，回馈给电源所致。正常运行时每个桥臂导通120，无论少哪2个波头，都可以判断出是有一个桥臂断路，例如少了uUV、uUW，说明是共阴极组接U相的VS1所在的桥臂断路。如果少了uUW、uVW，说明是共阳极组接W相的VS2所在的桥臂断路。但到底是哪个桥臂断路，波头上没有符号指明，需要进一步检查。在各桥臂熔断器完好，连接线无松脱的前提下，用示波器测量各晶闸管两端电压波形。哪个管的波形没有导通段，即是故障所在，或者是管子坏，或者是没有触发脉冲。任务三 三相桥式全控整流电路调试2

66、每个周期只少每个周期只少1个波头个波头故障现象：用示波器观察输出电压波形，每个周期少1个波头，如图所示。任务三 三相桥式全控整流电路调试故障分析：每个周期的波形波头只少1个，只有60相位差，因此不会是桥臂短路，问题出现在触发电路。根据三相全控桥电路触发脉冲为双窄脉冲的特点，t1时未通说明主脉冲丢失，t2时导通是补脉冲的作用。到底哪个管子的触发电路出了问题，需测量各管子两端电压波形，正常管子导通120，导通段只有60的管子，其触发电路有问题，进一步检查该触发电路的同步移相环节，即可找出故障所在。任务三 三相桥式全控整流电路调试3每个周期只有每个周期只有2个连续波头，其中个连续波头，其中1个波头提

67、前输出，个波头提前输出，连续少了连续少了4个波头个波头故障现象：用示波器观察输出电压波形，每个周期只有2个连续波头，其中1个波头提前输出，连续少了4个波头如图所示。任务三 三相桥式全控整流电路调试故障分析：三相桥式全控整流电路输出电压波形的6个波头应该是：uUV、uUW、uVW、uVU、uWU、uWV，无论连续少了哪4个波头，都说明是属于同一连接组（共阴极组或共阳极组）不同相的2个桥臂断路。例如少了uUV、uUW、uVW、uVU，则说明是接U相的VS1和接V相的VS3管所在的桥臂断路。如果少的是uVU、uWU、uWV、uUV，则说明是接接U相的VS4和接V相的VS6管所在的桥臂断路。但到底是哪

68、个桥臂断路，波头上没有符号指明，参照故障现象一的方法进一步检查，即可找出故障点。任务三 三相桥式全控整流电路调试（三）整流电路的保护（三）整流电路的保护整流电路的保护主要是晶闸管的保护，因为晶闸管元件有许多优点，但与其他电气设备相比，过电压、过电流能力差，短时间的过电流、过电压都可能造成元件损坏。为使晶闸管装置能正常工作而不损坏，只靠合理选择元件还不行，还要设计完善的保护环节，以防不测，具体保护电路如下。任务三 三相桥式全控整流电路调试1过电压保护过电压保护过电压保护有交流侧保护、直流侧保护和器件保护。过电压保护设置如图所示。其中H属于器件保护，H左边设置的是交流侧保护，H右边设置的为直流侧保

69、护。任务三 三相桥式全控整流电路调试（1）晶闸管的关断过电压及其保护。晶闸管关断引起的过电压，可达工作电压峰值的56倍，是由于线路电感（主要是变压器漏感）释放能量而产生的。一般情况采用的保护方法是在晶闸管的两端并联RC吸收电路，如图所示。任务三 三相桥式全控整流电路调试（2）交流侧过电压保护。由于交流侧电路在接通或断开时感应出过电压，一般情况下，能量较大，常用的保护措施有如下3种。阻容吸收保护电路。其应用广泛，性能可靠，但正常运行时，电阻上消耗功率，引起电阻发热，且体积大，对于能量较大的过电压不能完全抑制。根据稳压二极管的稳压原理，目前较多采用非线性电阻吸收装置，常用的有硒堆与压敏电阻。任务三

70、 三相桥式全控整流电路调试硒堆就是成组串联的硒整流片。单相时用两组对接后再与电源并联，三相时用3组对接成Y形或用6组接成D形。压敏电阻是由氧化锌、氧化铋等烧结而成，每一颗氧化锌晶粒外面裹着一层薄薄的氧化锌，构成像硅稳压二极管一样的半导体结构，具有正反向都很陡的稳压特性。（3）直流侧过电压的保护。保护措施一般与交流过电压保护一致。任务三 三相桥式全控整流电路调试2过电流保护过电流保护晶闸管装置出现的元件误导通或击穿、可逆传动系统中产生环流、逆变失败以及传动装置生产机械过载及机械故障引起电动机堵转等，都会导致流过整流元件的电流大大超过其正常管子电流，即产生所谓的过电流。通常采用的保护措施如图所示。

71、任务三 三相桥式全控整流电路调试（1）在交流进线中串接电抗器（称交流进线电抗），或采用漏抗较大的变压器是限制短路电流以保护晶闸管的有效办法，缺点是在有负载时要损失较大的电压降。（2）灵敏过电流继电器保护。继电器可装在交流侧或直流侧，在发生过电流故障时动作，使交流侧自动开关或直流侧接触器跳闸。由于过电流继电器和自动开关或接触器动作需几百毫秒，故只能保护由于机械过载引起的过电流，或在短路电流不大时，才能对晶闸管起保护作用。任务三 三相桥式全控整流电路调试（3）限流与脉冲移相保护。交流互感器TA经整流桥组成交流电流检测电路得到一个能反映交流电流大小的电压信号去控制晶闸管的触发电路。当直流输出端过载，

72、直流电流Id增大时，交流电流也同时增大，检测电路输出超过某一电压，使稳压管击穿，于是控制晶闸管的触发脉冲左移，即控制角增大，使输出电压Ud减小，Id减小，以达到限流的目的，调节电位器即可调节负载电流限流值。任务三 三相桥式全控整流电路调试当出现严重过电流或短路时，故障电流迅速上升，此时限流控制可能来不及起作用，电流就已超过允许值。在全控整流带大电感负载时，为了尽快消除故障电流，可控制晶闸管的触发脉冲快速左移到整流状态的移相范围之外，使输出端瞬时值出现负电压，电路进入逆变状态，将故障电流迅速衰减到0，这种称为拉逆变保护。任务三 三相桥式全控整流电路调试（4）直流快速开关保护。在大容量、要求高、经

73、常容易短路的场合，可采用装在直流侧的直流快速开关作直流侧的过载与短路保护。这种快速开关经特殊设计，它的开关动作时间只有2ms，全部断弧时间仅2530ms，目前国内生产的直流快速开关为DS系列。从保护角度看，快速开关的动作时间和切断整定电流值应该和限流电抗器的电感相协调。任务三 三相桥式全控整流电路调试（5）快速熔断器保护。熔断器是最简单有效的保护元件，针对晶闸管、硅整流元件过流能力差，专门制造了快速熔断器，简称快熔。与普通熔断器相比，它具有快速熔断特性，通常能做到当电流达到5倍额定电流时，熔断时间小于0.02s，在流过通常的短路电流时，快熔能保证在晶闸管损坏之前，切断短路电流，故适用与短路保护

74、场合。快熔的选择：1.57IT（AV）IRDIT，IT为实际管子最大电流有效值。任务三 三相桥式全控整流电路调试3电压与电流上升率的限制电压与电流上升率的限制（1）晶闸管的正向电压上升率的限制。晶闸管在阻断状态下，它的J2结面存在着结电容。当加在晶闸管上的正向电压上升率较大时，便会有较大的充电电流流过J2结面，起到触发电流的作用，使晶闸管误导通。晶闸管的误导通会引起很大的浪涌电流，使快速熔断器熔断或使晶闸管损坏。变压器的漏感和保护用的RC电路组成滤波环节，对过电压有一定的延缓作用，使作用于晶闸管的正向电压上升率大大地减小，因而不会引起晶闸管的误导通。晶闸管的阻容保护也有抑制的作用。任务三 三相

75、桥式全控整流电路调试（2）电流上升率及其限制。晶闸管在导通瞬间，电流集中在门极附近，随着时间的推移导通区才逐渐扩大，直到整个结面导通为止。在此过程中，电流上升率应限制在通态电流临界上升率以内，否则将导致门极附近过热，损坏晶闸管。晶闸管在换相过程中，导通的晶闸管电流逐渐增大，产生换相电流上升率。通常由于变压器漏感的存在而受到限制。晶闸管换相过程中，相当于交流侧线电压短路，交流侧阻容保护电路电容中的储能很快地释放，使导通的晶闸管产生较大的di/dt。采用整流式阻容保护，可以防止这一原因造成过大的di/dt。晶闸管换相结束时，直流侧输出电压瞬时值提高，使直流侧阻容保护有一个较大的充电电流，造成导通的

76、晶闸管di/dt增大。采用整流式阻容保护，可以减小这一原因造成过大的di/dt。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 一、任务描述与目标一、任务描述与目标生产实践中把直流电转变成交流电的过程称为逆变，实现逆变过程的电路称为逆变电路。一套电路既做整流又做逆变，称为变流器。将变流器的交流侧接到交流电网上，把直流侧的直流电源逆变为同频率的交流电反送到交流电网上，称为有源逆变。有源逆变常用于直流可逆调速、绕线式异步电动机串级调速以及高压直流输电等方面。本次任务的目标如下。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 u掌握有源逆变电路的工作原理。u掌握逆变电路的分析方法。u了解有源逆变电路的实际应用。u在项目

77、实施过程中，培养团队合作精神、强化安全意识和职业行为规范。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 二、相关知识二、相关知识（一）有源逆变的工作原理（一）有源逆变的工作原理整流与有源逆变的根本区别就表现在两者能量传送方向的不同。一个相控整流电路，只要满足一定条件，也可工作于有源逆变状态。这种装置称为变流装置或变流器。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 1两电源间的能量传递两电源间的能量传递如图所示，我们来分析一下两个电源间的功率传递问题。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 图（a）所示为两个电源同极性连接，称为电源逆串。当E1E2时，电流I从E1正极流出，流入E2正极，为顺时针方向，其大小为在

78、这种连接情况下，电源E1输出功率P1E1I，电源E2则吸收功率P2E2I，电阻R上消耗的功率为PRP1P2RI2，PR为两电源功率之差。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 图（b）所示也为两电源同极性相连，但两电源的极性与（a）图正好相反。当E2E1时，电流仍为顺时针方向，但是从E2正极流出，流入E1正极，其大小为在这种连接情况下，电源E2输出功率，而E1吸收功率，电阻R仍然消耗两电源功率之差，即RRP2P1。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 图（c）所示为两电源反极性连接，称为电源顺串。此时电流仍为顺时针方向，大小为此时电源E1与E2均输出功率，电阻上消耗的功率为两电源功率之和，即PR

79、P1P2。若回路电阻很小，则I很大，这种情况相当于两个电源间短路。通过上述分析，我们知道以下几点。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 无论电源是顺串还是逆串，只要电流从电源正极端流出，则该电源就输出功率；反之，若电流从电源正极端流入，则该电源就吸收功率。两个电源逆串连接时，回路电流从电动势高的电源正极流向电动势低的电源正极。如果回路电阻很小，即使两电源电动势之差不大，也可产生足够大的回路电流，使两电源间交换很大的功率。两个电源顺串时，相当于两电源电动势相加后再通过R短路，若回路电阻R很小，则回路电流会非常大，这种情况在实际应用中应当避免。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 2工作原理工作原

80、理在上述两电源回路中，若用晶闸管变流装置的输出电压代替E1，用直流电机的反电动势代替E2，就成了晶闸管变流装置与直流电机负载之间进行能量交换的问题，如图所示。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 图（a）中有两组单相桥式变流装置，均可通过开关S与直流电动机负载相连。将开关拨向位置1，且让组晶闸管的控制角I90，则电路工作在整流状态，输出电压UdI上正下负，波形如图（b）所示。此时，电动机作电动运行，电动机的反电动势E上正下负，并且通过调整角使，则交流电压通过组晶闸管输出功率，电动机则吸收功率。负载中电流值为任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 将开关S快速拨向位置2。由于机械惯性，电动机转速不

81、变，则电动机的反电动势E不变，且极性仍为上正下负。此时，若仍按控制角90触发组晶闸管，则输出电压Ud为上正下负，与E形成两电源顺串连接。这种情况与图（c）所示相同，相当于短路事故，因此不允许出现。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 若当开关S拨向位置2时，又同时将触发脉冲控制角调整到90，则组晶闸管输出电压将为上负下正，波形如图（c）所示。假设由于惯性原因电动机转速不变，反电动势不变，并且调整角使|Ud|E|，则晶闸管在E与u2的作用下导通，负载中电流为这种情况下，电动机输出功率，运行于发电制动状态，组晶闸管吸收功率并将功率送回交流电网。这种情况就是有源逆变。任务四 三相桥式全控有源逆变电路

82、调试 由以上分析及输出电压波形可以看出，逆变时的输出电压波形与整流时相同，计算公式仍为因为此时控制角90，使得计算出来的结果小于零，为了计算方便，我们令=180，称为逆变角，则综上所述，实现有源逆变必须满足下列条件。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 变流装置的直流侧必须外接电压极性与晶闸管导通方向一致的直流电源，且其值稍大于变流装置直流侧的平均电压。变流装置必须工作在90（即90）区间，使其输出直流电压极性与整流状态时相反，才能将直流功率逆变为交流功率送至交流电网。上述两条必须同时具备才能实现有源逆变。为了保持逆变电流连续，逆变电路中都要串接大电感。要指出的是，半控桥或接有续流二极管的电路

83、，因它们不可能输出负电压，也不允许直流侧接上直流输出反极性的直流电动势，所以这些电路不能实现有源逆变。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 （二）逆变失败与逆变角的限制（二）逆变失败与逆变角的限制1逆变失败的原因逆变失败的原因晶闸管变流装置工作在逆变状态时，如果出现电压Ud与直流电动势E顺向串联，则直流电动势E通过晶闸管电路形成短路，由于逆变电路总电阻很小，必然形成很大的短路电流，造成事故，这种情况称为逆变失败，或称为逆变颠覆。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 现以单相全控桥式逆变电路为例说明。在下图所示电路中，原本是VS2和VS3导通，输出电压；在换相时，应由VS2、VS3换相为VS1和

84、VS4导通，输出电压为。但由于逆变角太小，小于换相重叠角，因此在换相时，两组晶闸管会同时导通。而在换相重叠完成后，已过了自然换相点，使得为正，而为负，VS1和VS4因承受反压不能导通，VS2和VS3则承受正压继续导通，输出。这样就出现了逆变失败。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 造成逆变失败的原因主要有以下几种情况。触发电路故障。如触发脉冲丢失、脉冲延时等不能适时、准确的向晶闸管分配脉冲的情况，均会导致晶闸管不能正常换相。晶闸管故障。如晶闸管失去正常导通或阻断能力，该导通时不能导通，该阻断时不能阻断，均会导致逆变失败。逆变状态时交流电源突然缺相或消失。

85、由于此时变流器的交流侧失去了与直流电动势E极性相反的电压，致使直流电动势经过晶闸管形成短路。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 逆变角取值过小，造成换相失败。因为电路存在大感性负载，会使该导通的晶闸管不能瞬间导通，该关断的晶闸管也不能瞬间完全关断，因此就存在换相时两个管子同时导通的情况，这种在换相时两个晶闸管同时导通的所对应的电角度称为的换相重叠角。逆变角可能小于换相重叠角，即，则到了=0点时刻换流还未结束，此后使得该关断的晶闸管又承受正向电压而导通，尚未导通的晶闸管则在短暂的导通之后又受反压而关断，这相当于触发脉冲丢失，造成逆变失败。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 2逆变失败的限制逆

86、变失败的限制为了防止逆变失败，应当合理选择晶闸管的参数，对其触发电路的可靠性、元件的质量以及过电流保护性能等都比整流电路有更高的要求。逆变角的最小值也应严格限制，不可过小。逆变时允许的最小逆变角min应考虑几个因素：不得小于换向重叠角，考虑晶闸管本身关断时所对应的电角度，考虑一个安全裕量等，这样最小逆变角min的取值一般为min3035任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 为防止小于min，有时要在触发电路中设置保护电路，使减小时，不能进入min的区域。此外还可在电路中加上安全脉冲产生装置，安全脉冲位置就设在min处，一旦工作脉冲移入min处，安全脉冲保证在min处触发晶闸管。任务四 三相桥式

87、全控有源逆变电路调试 （三）三相全控桥有源逆变电路（三）三相全控桥有源逆变电路如图所示为三相全控桥带电动机负载的电路任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 当90时，电路工作在逆变状态。两种状态除角的范围不同外，晶闸管的控制过程是一样的，即都要求每隔60依次轮流触发晶闸管使其导通120，触发脉冲都必须是宽脉冲或双窄脉冲。逆变时输出直流电压的计算式为(90)任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 下图为=30时三相全控桥直流输出电压ud的波形。共阴极组晶闸管VS1、VS3、VS5分别在脉冲uG1、uG3、uG5触发时换流，由阳极电位低的管子导通换到阳极电位高的管子导通；共阳极组晶闸管VS2、VS4、

88、VS6分别在脉冲uG2、uG4、uG6触发时换流，由阴极电位高的管子导通换到阴极电位低的管子导通。晶闸管两端电压波形与三相半波有源逆变电路相同。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 下面再分析一下晶闸管的换流过程。在VS5、VS6导通期间，发uG1、uG6脉冲，则VS6继续导通，而VS1在被触发之前，由于VS5处于导通状态，已使其承受正向电压uUW，所以一旦触发，VS1即可导通，若不考虑换相重叠的影响，当VS1导通之后，VS5就会因承受反向电压uWU而关断，从而完成了从VS5到VS1的换流过程，其他管的换流过程可由此类推。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调

89、试 四、总结与提升四、总结与提升有源逆变电路的应用有源逆变电路的应用有源逆变电路有较多的应用领域，常见的有直流电机可逆拖动、绕线式交流异步电动机串级调速以及高压直流输电等方面。晶闸管直流电动机可逆拖动系统是指用晶闸管变流装置控制直流电动机正反运转的控制系统。很多生产设备如起重提升设备、电梯、轧钢机轧辊等均要求电动机能够正反双向运转，这就是可逆拖动问题。对于直流他励电动机来说，改变电枢两端电压的极性或改变励磁绕组两端电压的极性均可改变其运转方向，这可根据应用场合和设备容量的不同要求加以选用。这里重点介绍采用两组晶闸管变流桥反并联组成的直流电动机可逆拖动系统。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试

90、另外，按照所用晶闸管变流装置组数的不同，一般又可通过两种方法实现电动机的正反转控制，一种是采用一组晶闸管变流器给电动机供电，用接触器控制电枢电压极性的电路；另一种是采用两组晶闸管变流器反极性连接组成的可逆电路。前者虽然线路简单，价格便宜，但仅适用于要求不高、容量不大的场合，后者则可用于容量大、要求过渡过程快、动作频繁的设备。这里重点介绍采用两组晶闸管变流器的可逆电路。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 两组晶闸管变流器反极性连接，有两种供电方式，一种是两组变流器由一个交流电源或一个整流变压器供电，称为反并联连接；另一种是两个变流器分别由一个整流变压器的两个二次绕组供电，或由两个整流变压器供电

91、，称为交叉连接。两种连接方式的原理相似，下面只以反并联连接的可逆电路为例加以介绍。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 为了分析直流电动机可逆系统的运转状态及其与变流器工作状态之间的关系，首先介绍一下电动机的四象限运行图。四象限运行图是根据直流电动机的转矩（或电流）与转速之间的关系，在平面4个象限上作出的表示电动机运行状态的图。下图所示即为反并联可逆系统的四象限运行图。从图中可以看出，第和第象限内电动机的转速与转矩同号，电动机在第和第象限分别运行在“正转电动”和“反转电动”状态，第和第象限内电动机的转速与转矩异号，电动机分别运行在“正转发电”和“反转发电”状态。电动机究竟能在几个象限上运行，这

92、与其控制方式和电路结构有关。如果电动机在4个象限上都能运行，则说明电动机的控制系统功能较强。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 根据对环流的处理方法不同，反并联可逆电路又可分为几种不同的工作方式：逻辑控制无环流、配合控制有环流以及错位控制无环流等工作方式。下面对前两种方式分别加以介绍。（一）逻辑控制无环流可逆电路（一）逻辑控制无环流可逆电路在反并联可逆电路中，在电动机励磁磁场方向不变的前提下，由组桥整流供电电动机正转，由组桥整流供电电动机反转。可见，采用反并联供电可使直流电动机如上图那样运行在4个象限内。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 然而必须注意

93、，在反并联供电时，如果两组整流桥同时工作在整流状态，就会在电路中产生很大的环流。环流是只在整流变压器和两组晶闸管变流桥之间流动而不流经电动机的电流。环流一般不作有用功，环流产生的损耗可使电器元件发热，甚至还会造成短路事故，因此必须设法使变流装置不产生环流。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 逻辑控制无环流可逆电路就是利用逻辑单元来控制变流器之间的切换过程，使电路在任何时间内只允许两组桥路中的一组桥路工作而另一组桥路处于阻断状态，这样在任何瞬间都不会出现两组变流桥同时导通的情况，也就不会产生环流。比如，当电动机正向运行时，组桥处于工作状态，将组桥的触发脉冲封锁，使其处于阻断状态。反之，反向运行

94、时，则组桥工作，组桥被阻断。现对其工作过程作详细分析。电动机正转：给组变流桥加触发脉冲，I90，为整流状态；组桥封锁阻断。电动机为“正转电动”运行，工作在图4-42中的第象限。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 电动机由正转过渡到反转：在此过程中，系统应能实现回馈制动，把电动机轴上的机械能变为电能回送到电网中去，此时电动机的电磁转矩变成制动转矩。在正转运行中的电动机需要反转时，应先使电动机迅速制动，因此就必须改变电枢电流的方向，但对组桥来说，电流不能反向流动，需要切换到组桥。但这种切换并不是把原来工作着的组桥触发脉冲封锁后，立即开通原来封锁着的组桥。因为已导通的晶闸管不可能在封锁的那一瞬间立

95、即关断，而必须等到阳极电压降到零以后，主回路电流小于维持电流才能开始关断。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 因此，切换过程是这样进行的：开始切换时，将组桥的触发脉冲后移到I90（I90)。由于存在机械惯性，反电动势E暂时未变。这时，组桥的晶闸管在E的作用下本应关断，但由于iD迅速减小，电抗器Ld中会产生下正上负的感应电动势，其值大于E，因此电路进入有源逆变状态，电抗器Ld中的一部分储能经组桥逆变反送回电网。注意，此间电动机仍处于电动工作状态，消耗Ld的另一部分储能。由于逆变发生在原本工作着的变流桥中，故称为“本桥逆变”。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 当电流id下降到零后（id通过系

96、统中装设的零电流检测环节检测），将组桥封锁，并延时310ms，待确保组桥恢复阻断后，再开放组桥的触发脉冲，使其进入有源逆变状态。此时电动机做“正转发电”运行，工作在第象限，电磁转矩变成制动转矩，电动机轴上的机械能经组变流桥变为交流电能回馈至电网。此间为了保持电动机在制动过程中有足够的转矩，使电动机快速减速，还应随着电动机转速的下降，不断地增加逆变角，使组桥路输出电压Ud随电动势E的减小而同步减小，则流过电动机的制动电流Id=（EUd）/R在整个制动过程中维持在最大允许值。直至转速为零时，=90。此后，继续增大，使90，则组桥进入整流状态，电动机开始反转，进入第象限的“反转电动”运行状态。任务四

97、 三相桥式全控有源逆变电路调试 以上就是电动机由正转过渡到反转的全过程，即由第象限经第象限进入第象限的过程。同样，电动机从反转过渡到正转的过程是由第象限经第象限到第象限的过程。由于任何时刻两组变流器都不会同时工作，因此不存在环流，更没有环流损耗，因此，用来限制环流的均衡电抗器（L1L4）也可取消。逻辑无环流可逆电路在工业生产中有着广泛的应用。然而，逻辑无环流系统的控制比较复杂，动态性能较差。在中小容量可逆拖动中有时采用下述有环流反并联可逆系统。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 （二）有环流反并联可逆系统（二）有环流反并联可逆系统有环流反并联可逆系统是反并联的两组变流桥同时都有触发脉冲，在工

98、作中两组桥都能保持连续导通状态，负载电流id的反向也是连续变化的过程，不必象逻辑无环流系统那样依据检测id的方向来确定变流桥的阻断与开通，因而动态性能较好。但由于两组桥都参与工作，因而需要防止在两组桥之间出现直流环流。这就要求当一组桥工作在整流状态时，另一组桥必须工作在逆变状态，并严格保持I=或=I，也就是I+=180。这样才能使两组桥的直流侧电压大小相等，极性逆串，不会产生直流环流。这种运行方式也称为工作制的配合控制。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 工作制触发脉冲的具体实施。用一个控制电压Uc控制、两组变流桥的控制角，使它们同步的向相反的方向变化。当Uc=0时，两组桥的控制角相等，均为

99、90，则I=(=)=90，电动机转速为零。当Uc增大时，组桥的触发脉冲左移，使I90，进入整流状态，交流电源通过组桥向电动机提供能量，电动机处于正转电动状态；组桥的触发脉冲右移相同角度，使90，（且I），此时组桥虽有输出电压Ud，但因不满足而没有逆变电流，称这种状态为待逆变状态。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 欲使电动机反转，只要使Uc减小，可使I与同步增大，两组桥的直流输出电压值UdI、Ud立即同步减小。但由于机械惯性的作用，E并未变化，因而有EUdIUd，E给组桥施以正向电压，使组桥满足了有源逆变条件而导通，产生逆变电流，该桥从待逆变状态转为逆变状态，电动机电流反向，产生制动转矩，使

100、电动机降速；组桥则受到E的反向电压作用，但不能满足UdE，因而没有直流电流输出，称这种状态为待整流状态。继续增大I及，并保持E稍大于Ud，则电动机在整个减速过程中能够始终产生制动转矩，从而实现快速制动。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 当I与增至90时，两组变流桥的输出直流电压开始改变极性，此时电动机转速也减至零，E=0，此后组桥因I90进入待逆变状态，组桥因90进入整流状态，交流电源通过组桥向电动机供电，电动机处于反转电动状态。同样，也可分析由反转到正转的转变过程。可见，在工作制中，改变两组变流装置的控制角可以实现电动机的四象限运行。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 严格保持I=，虽然可使两组桥的输出电压平均值相等，即UdIUd，避免了两组桥的直流环流，但是两组桥输出端的瞬时值udI与ud并不相等，因而会出现瞬时电压差ud= udIUd，称为均衡电压或环流电压，因此在两组桥之间会引起不经过负载的脉动的环流iC。角不同，iC值也不同。在三相半波和三相桥的反并联电路中，60时环流最大，下图所示为三相半波I=60时的波形情况。为了限制环流，必须串接均衡电抗器。在可逆系统中通常将环流值限制在额定直流输出电流的3%10%。任务四 三相桥式全控有源逆变电路调试 The EndThe End