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1、太原工业学院电气工程系2024/9/6电力电子技术3.2.2 3.2.2 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路太原工业学院电气工程系2024/9/6电力电子技术本本节节将将只只讨讨论论三三相相桥桥式式全全控控整整流流器器的的理理想想工工作作状状态态。所谓理想工作状态是假设具有如下的理想条件：所谓理想工作状态是假设具有如下的理想条件： 理理想想变变压压器器。即即变变压压器器的的漏漏抗抗、绕绕组组电电阻阻和和励磁电流都可忽略。励磁电流都可忽略。 晶闸管元件是理想的。晶闸管元件是理想的。 电电感感性性负负载载时时，直直流流电电感感LdLd足足够够大大，输输出出电电流的纹波可以不计。流的纹波可以不
2、计。 电源为三相对称系统，其表达式如式电源为三相对称系统，其表达式如式太原工业学院电气工程系2024/9/6电力电子技术太原工业学院电气工程系2024/9/6电力电子技术太原工业学院电气工程系2024/9/6电力电子技术太原工业学院电气工程系2024/9/6电力电子技术1.带电阻负载时的工作情况带电阻负载时的工作情况当当a a60 时时，ud波波形形均均连连续续，对对于于电电阻阻负负载载，id波形与波形与ud波形形状一样，也连续波形形状一样，也连续波形图：波形图：a a=0（图图1）a a=30 （图图2） a a=60 （图图3）当当a a60 时时，ud波波形形每每60 中中有有一一段段为
3、为零零，ud波形不能出现负值波形不能出现负值波形图：波形图：a a=90 （图图4）带带电电阻阻负负载载时时三三相相桥桥式式全全控控整整流流电电路路a角角的的移移相范围是相范围是120 太原工业学院电气工程系2024/9/6电力电子技术晶闸管及输出整流电压的情况如下表所示晶闸管及输出整流电压的情况如下表所示时 段IIIIIIIVVVI共阴极组中导通的晶闸管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共阳极组中导通的晶闸管VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流输出电压udua-ub=uabua-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb请参照三相桥式全控整流电
4、路带请参照三相桥式全控整流电路带电阻负载电阻负载a=0 时的波形图时的波形图太原工业学院电气工程系2024/9/6电力电子技术基本数量关系基本数量关系当当整整流流输输出出电电压压连连续续时时（即即带带电电阻阻负负载载a a60 ）的平均值为：的平均值为：带电阻负载且带电阻负载且a a60 时，整流电压平均值为：时，整流电压平均值为：输出电流平均值为输出电流平均值为：Id=Ud/R太原工业学院电气工程系2024/9/6电力电子技术晶闸管电流：晶闸管电流：由于各组三个晶闸管轮流工作，则晶闸管的电流平均由于各组三个晶闸管轮流工作，则晶闸管的电流平均值为：值为：有效值与电流波形有关，连续、断续要分开计
5、算：有效值与电流波形有关，连续、断续要分开计算：a a60 时：时：a a60 时：时：太原工业学院电气工程系2024/9/6电力电子技术三相桥式全控整流电路的特点三相桥式全控整流电路的特点（1）2管管同同时时通通形形成成供供电电回回路路，其其中中共共阴阴极极组组和和共共阳阳极组各极组各1，且不能为同，且不能为同1相器件。相器件。（2）对触发脉冲的要求：）对触发脉冲的要求：按按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差的顺序，相位依次差60 。共共阴阴极极组组VT1、VT3、VT5的的脉脉冲冲依依次次差差120 ，共共阳阳极极组组VT4、VT6、VT2也依次差也依次差12
6、0 。同同一一相相的的上上下下两两个个桥桥臂臂，即即VT1与与VT4，VT3与与VT6，VT5与与VT2，脉冲相差，脉冲相差180 。太原工业学院电气工程系2024/9/6电力电子技术 （3）ud一周期脉动一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，次，每次脉动的波形都一样，故该电路为故该电路为6脉波整流电路。脉波整流电路。（4）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同。晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同。（5）需保证同时导通的）需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲个晶闸管均有脉冲可采用两种方法：一种是宽脉冲触发可采用两种
7、方法：一种是宽脉冲触发另一种是双脉冲触发（常用）另一种是双脉冲触发（常用）太原工业学院电气工程系2024/9/6电力电子技术在晶闸管需导通的区域仅用初始在晶闸管需导通的区域仅用初始的一个窄脉冲去触发的方式称的一个窄脉冲去触发的方式称“单窄脉冲触发单窄脉冲触发”每个元件除了在各自的换流点处每个元件除了在各自的换流点处有一个脉冲之外，还在有一个脉冲之外，还在6060度电角度电角度之后的下一个导通元件的导通度之后的下一个导通元件的导通时刻补了一个脉冲。所补的脉冲时刻补了一个脉冲。所补的脉冲在电流连续的稳态工作时并不起在电流连续的稳态工作时并不起任何作用，但它却是电路启动及任何作用，但它却是电路启动及
8、在电流断续时使电路正常工作所在电流断续时使电路正常工作所不可缺少的，这种触发方式称之不可缺少的，这种触发方式称之为为“双窄脉冲触发双窄脉冲触发”。若把上面的双窄脉冲连成一个宽若把上面的双窄脉冲连成一个宽脉冲，电路当然也可正常工作，脉冲，电路当然也可正常工作，这种触发方式称之为这种触发方式称之为“宽脉冲触宽脉冲触发发” 太原工业学院电气工程系2024/9/6电力电子技术2阻感负载时的工作情况阻感负载时的工作情况a a60 时（时（a a=0 图图5；a a=30 图图6）ud波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相似。波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相似。各晶闸管的通断情况各晶闸管的通断情况输
9、出整流电压输出整流电压ud波形波形晶闸管承受的电压波形晶闸管承受的电压波形区别在于：得到的负载电流区别在于：得到的负载电流id波形不同。波形不同。当电感足够大的时候，当电感足够大的时候，id的波形可近似为一条水平线。的波形可近似为一条水平线。a a60 时（时（a a=90 图图7）阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同。阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同。电阻负载时，电阻负载时，ud波形不会出现负的部分波形不会出现负的部分阻感负载时，阻感负载时，ud波形会出现负的部分。波形会出现负的部分。带带阻阻感感负负载载时时，三三相相桥桥式式全全控控整整流流电电路路的的a角角移移相相范范围为围为90 。
10、主要包括太原工业学院电气工程系2024/9/6电力电子技术基本数量关系基本数量关系当当整整流流输输出出电电压压连连续续时时（即即带带阻阻感感负负载载时时）的的平平均值为：均值为：带电阻负载且带电阻负载且a a60 时，整流电压平均值为：时，整流电压平均值为：输出电流平均值为输出电流平均值为：Id=Ud/R太原工业学院电气工程系2024/9/6电力电子技术晶闸管电流：晶闸管电流：平均值：平均值：有效值：有效值：变压器次级绕组电流：变压器次级绕组电流：由于为正负对称的巨型波电流，其平均值为由于为正负对称的巨型波电流，其平均值为0有效值：有效值：晶闸管承受的最大正反向峰值电压晶闸管承受的最大正反向峰
11、值电压：太原工业学院电气工程系2024/9/6电力电子技术小结：小结：1.三相桥式全控整流电路输出直流电压脉动小，脉动频三相桥式全控整流电路输出直流电压脉动小，脉动频率高。率高。2.与三相半波可控整流电路相比，三相桥式全控整流电与三相半波可控整流电路相比，三相桥式全控整流电路在晶闸管承受相同的正、反向峰值电压的条件下，输路在晶闸管承受相同的正、反向峰值电压的条件下，输出的直流平均电压要大一倍。出的直流平均电压要大一倍。三相半波：三相半波：三相桥式：三相桥式：3.变压器次级绕组中流过正、反向电流，提高了绕组利用变压器次级绕组中流过正、反向电流，提高了绕组利用率，克服了直流磁化现象，功率因数相对较
12、高。率，克服了直流磁化现象，功率因数相对较高。4.在一定条件下可实现电路的有源逆变，故常用于直流电在一定条件下可实现电路的有源逆变，故常用于直流电机的可逆拖动中。机的可逆拖动中。结束！结束！太原工业学院电气工程系2024/9/6电力电子技术三三相相桥桥式式全全控控整整流流电电路路带带电电阻阻负负载载a a = =0 0 时时的的波波形形返回太原工业学院电气工程系2024/9/6电力电子技术三三相相桥桥式式全全控控整整流流电电路路带带电电阻阻负负载载a a = =3 30 0 时时的的波波形形返回太原工业学院电气工程系2024/9/6电力电子技术三三相相桥桥式式全全控控整整流流电电路路带带电电阻
13、阻负负载载a= =6 60 0 时时的的波波形形返回太原工业学院电气工程系2024/9/6电力电子技术三三相相桥桥式式全全控控整整流流电电路路带带电电阻阻负负载载a= =9 90 0 时时的的波波形形返回太原工业学院电气工程系2024/9/6电力电子技术三三相相桥桥式式全全控控整整流流电电路路带带阻阻感感负负载载a= =0 0 时时的的波波形形返回太原工业学院电气工程系2024/9/6电力电子技术三三相相桥桥式式全全控控整整流流电电路路带带阻阻感感负负载载a a= =3 30 0 时时的的波波形形返回太原工业学院电气工程系2024/9/6电力电子技术三三相相桥桥式式整整流流电电路路带带阻阻感感负负载载，a= =9 90 0 时时的的波波形形返回太原工业学院电气工程系2024/9/6电力电子技术三三相相桥桥式式全全控控整整流流电电路路带带电电阻阻负负载载a a = =0 0 时时的的波波形形返回
