三相整流电路调试课件.ppt
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- 三相 整流 电路 调试 课件
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1、1三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路(1)三相半波不可控整流电路)三相半波不可控整流电路n三相半波不可控整流电路三相半波不可控整流电路n三相半波不可控整流电路电压波形三相半波不可控整流电路电压波形1-12 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路n三相半波不可控整流电路中三个极管轮流导通,导通角均为三相半波不可控整流电路中三个极管轮流导通,导通角均为120,输出电压,输出电压ud是脉动的三相交流相电压波形的正向包络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线,负载电流波形形状与ud相同。相同。n其输出直流电压的平均值其输出直流电压的平均值Ud为为n整流二极管承受的最大的反
2、向电压就是三相交压的峰值,即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222656d17.1263tdsin223UUtUU2d6UU 1-12 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路(2)三相半波可控整流电路)三相半波可控整流电路n三相半波可控整流电路有两种接线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。方式,分别为共阴极、共阳极接法。n共阴极接法的三相半波可控整流电共阴极接法的三相半波可控整流电路。路。1-12 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路1)电路结构)电路结构n共阴极接法的三相半波可控共阴极接法的三相半波可控整流电路。整流电路。2)电路工作原理电
3、路工作原理n030 1-12 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路n30 150n当触发角当触发角 30时,此时的电压和电流波形断续,各个晶闸管的导通时,此时的电压和电流波形断续,各个晶闸管的导通角小于角小于120,=60的波形。的波形。1-12 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路3)基本的物理量计算)基本的物理量计算整流输出电压的平均值计算:整流输出电压的平均值计算:n当当0 30时,此时电流波形连续,通过分析可得到:时,此时电流波形连续,通过分析可得到:n当当30 150时,此时电流波形断续,通过分析可得到:时,此时电流波形断续,通过分析可得到:cos17.1cos263)(ds
4、in2321226562dUUttUU)6cos(1675.0)6cos(1223)(dsin2321262dUttUU1-12 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路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,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:数量关系为:Id=Ud/Rd晶闸管承受的电压和控制角的移相范围晶闸管承受的电压和控制角的移相范围n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。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。n电流断续时,晶闸管承受的是电源的相电压,所以晶闸管承受电流断续时,晶闸管承受的是电源的相电压,所以晶闸
5、管承受的最大正向电压为相电压的峰值即:的最大正向电压为相电压的峰值即:n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0150。222RM45.2632UUUU2FM2UU1-12 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路(3)三相半波共阳极可控整流电路)三相半波共阳极可控整流电路及波形及波形1-12 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路n共阳极可控整流电路就是把三个晶闸管的阳极接到一起,阴极分别接共阳极可控整流电路就是把三个晶闸管的阳极接到一起,阴极分别接到三相交流电源。这种电路的电路及波形如图到三相交流电源。这种电路的电路及
6、波形如图513所示,工作原理所示,工作原理与共阴极整流电路基本一致。同样,需要晶闸管承受正向电压即阳极与共阴极整流电路基本一致。同样,需要晶闸管承受正向电压即阳极电位高于阴极电位时,才可能导通。所以三只晶闸管中,哪一个晶闸电位高于阴极电位时,才可能导通。所以三只晶闸管中,哪一个晶闸管的阴极电位最低,哪个晶闸管就有可能导通。由于输出电压的波形管的阴极电位最低,哪个晶闸管就有可能导通。由于输出电压的波形在横轴下面,即输出电压的平均值为:在横轴下面,即输出电压的平均值为:n Ud-1.17U2 cos1-12 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路n 上述两种整流电路,无论是共阴极可控整流电路还是
7、共阳极可控整上述两种整流电路,无论是共阴极可控整流电路还是共阳极可控整流电路,都只用三只晶闸管,所以电路接线比较简单。但是,变压器流电路,都只用三只晶闸管,所以电路接线比较简单。但是,变压器的绕组利用率较低。绕组的电流是单方向的,因此还存在直流磁化现的绕组利用率较低。绕组的电流是单方向的,因此还存在直流磁化现象。负载电流要经过电源的零线。会导致额外的损耗。所以,三相半象。负载电流要经过电源的零线。会导致额外的损耗。所以,三相半波整流电路一般用于小容量场合。波整流电路一般用于小容量场合。1-12 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路n(1)电阻性负载)电阻性负载n1)电路组成)电路组成n三相
8、桥式全控整流电路实质上是一组共阴极半波可控整流三相桥式全控整流电路实质上是一组共阴极半波可控整流电路与共阳极半波可控整流电路的串联,在上一节的内容电路与共阳极半波可控整流电路的串联,在上一节的内容中,共阴极半波可控整流电路实际上只利用电源变压器的中,共阴极半波可控整流电路实际上只利用电源变压器的正半周期,共阳极半波可控整流电路只利用电源变压器的正半周期,共阳极半波可控整流电路只利用电源变压器的负半周期,如果两种电路的负载电流一样大小,可以利用负半周期,如果两种电路的负载电流一样大小,可以利用同一电源变压器。即两种电路串联便可以得到三相桥式全同一电源变压器。即两种电路串联便可以得到三相桥式全控整
9、流电路,电路的组成如图控整流电路,电路的组成如图5-14所示。所示。1-13 三相桥式可控整流电路三相桥式可控整流电路n 1-13 三相桥式可控整流电路三相桥式可控整流电路n2)工作原理(以电阻性负载,)工作原理(以电阻性负载,0分析)分析)n在共阴极组的自然换相点分别触发在共阴极组的自然换相点分别触发VT1,VT3,VT5晶闸管,共阳极晶闸管,共阳极组的自然换相点分别触发组的自然换相点分别触发VT2,VT4,VT6晶闸管,两组的自然换相晶闸管,两组的自然换相点对应相差点对应相差60,电路各自在本组内换流,即,电路各自在本组内换流,即VT1 VT3 VT5 VT1,VT2 VT4 VT6 VT
10、2,每个管子轮流导通,每个管子轮流导通120。由于中。由于中性线断开,要使电流流通,负载端有输出电压,必须在共阴极和共阳性线断开,要使电流流通,负载端有输出电压,必须在共阴极和共阳极组中各有一个晶闸管同时导通。极组中各有一个晶闸管同时导通。1-13 三相桥式可控整流电路三相桥式可控整流电路nt1t2期间,期间,u相电压最高,相电压最高,v相电压最低,在触发脉冲作用下,相电压最低,在触发脉冲作用下,VT6、VT1管同时导通,电流从管同时导通,电流从u相流出,经相流出,经VT1负载负载 VT6流回流回v相,相,负载上得到负载上得到u、v相线电压相线电压uuv。从从t2开始开始,u相电压仍保持电位最
11、相电压仍保持电位最高,高,VT1继续导通,但继续导通,但w相电压开始比相电压开始比v相更低,此时触发脉冲触发相更低,此时触发脉冲触发VT2导通,迫使导通,迫使VT6承受反压而关断,负载电流从承受反压而关断,负载电流从VT6中换到中换到VT2,以此类推在负载两端的波形如图以此类推在负载两端的波形如图5-15所示。所示。1-13 三相桥式可控整流电路三相桥式可控整流电路n 1-13 三相桥式可控整流电路三相桥式可控整流电路n导通晶闸管及负载电压如表导通晶闸管及负载电压如表51n 表表51导通期间 t1t2 t2t3 t3t4 t4t5 t5t6 t6t7 导通VT VT1,VT6 VT1,VT2V
12、T3,VT2 VT3,VT4VT5,VT4 VT5,VT6 共阴电压 u相 u相 v相 v相w相 w相 共阳电压 v相 w相 w相 u相u相 v相 负载电压 uv线电压uuv uw线电压uuw vw线电压uvw vu线电压uvuwu线电压uwuwv线电压uwv1-13 三相桥式可控整流电路三相桥式可控整流电路n3)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n必须有两个晶闸管同时导通才可能形成供电回路,其中共阴极组和必须有两个晶闸管同时导通才可能形成供电回路,其中共阴极组和共阳极组各一个,且不能为同一相的器件。共阳极组各一个,且不能为同一相的器件。n对触发脉冲的要求:对触发脉冲的要求
13、:n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共阴极组共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差的脉冲依次差120,共阳极组,共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差也依次差120。同一相的上下两个晶闸管,即。同一相的上下两个晶闸管,即VT1与与VT4,VT3与与VT6,VT5与与VT2,脉冲相差,脉冲相差180。1-13 三相桥式可控整流电路三相桥式可控整流电路n 触发脉冲要有足够的宽度,通常采用单宽脉冲触发或采用双窄脉冲。触发脉冲要有足够的宽度,通常采用单宽脉冲触发或采用双窄脉冲。但实际应用中,为了减少脉冲变压器的铁心损耗,大多采用双窄脉冲。但
14、实际应用中,为了减少脉冲变压器的铁心损耗,大多采用双窄脉冲。n4)不同控制角时的波形分析:)不同控制角时的波形分析:n =30时的工作情况时的工作情况(波形如图波形如图5-16)n这种情况与这种情况与=0时的区别在于:晶闸管起始导时的区别在于:晶闸管起始导 1-13 三相桥式可控整流电路三相桥式可控整流电路n 图图516 三相全控桥整流电路三相全控桥整流电路=30的波形的波形1-13 三相桥式可控整流电路三相桥式可控整流电路n通时刻推迟了通时刻推迟了30,组成,组成ud的每一段线电压因此推迟的每一段线电压因此推迟30从从wt1开开始把一周期等分为始把一周期等分为6段,段,ud波形仍由波形仍由6
15、段线电压构成,每一段导通晶段线电压构成,每一段导通晶闸管的编号等仍符合表闸管的编号等仍符合表51的规律。变压器二次侧电流的规律。变压器二次侧电流ia波形的特点:波形的特点:在在VT1处于通态的处于通态的120期间,期间,ia为正,为正,ia波形的形状与同时段的波形的形状与同时段的ud波形相同,在波形相同,在VT4处于通态的处于通态的120期间,期间,ia波形的形状也与同时段波形的形状也与同时段的的ud波形相同,但为负值。波形相同,但为负值。n =60时的工作情况时的工作情况(波形如图波形如图5-17)1-13 三相桥式可控整流电路三相桥式可控整流电路n n 图图117 三相全控桥整流电路三相全
16、控桥整流电路=60的波形的波形1-13 三相桥式可控整流电路三相桥式可控整流电路n此时此时ud的波形中每段线电压的波形继续后移,的波形中每段线电压的波形继续后移,ud平均值继续降低。平均值继续降低。=60时时ud出现为零的点,这种情况即为输出电压出现为零的点,这种情况即为输出电压ud为连续和断为连续和断续的分界点。续的分界点。n =90时的工作情况时的工作情况(波形如图波形如图5-18)1-13 三相桥式可控整流电路三相桥式可控整流电路n 图图118 三相全控桥整流电路三相全控桥整流电路=90的波形的波形1-13 三相桥式可控整流电路三相桥式可控整流电路n此时此时ud的波形中每段线电压的波形继
17、续后移,的波形中每段线电压的波形继续后移,ud平均值继续降低。平均值继续降低。=90时时ud波形断续,每个晶闸管的导通角小于波形断续,每个晶闸管的导通角小于120。n小结:小结:n1当当60时,时,ud波形均连续,对于电阻负载,波形均连续,对于电阻负载,id波形与波形与ud波形形波形形状一样,也连续。状一样,也连续。n2当当60时,时,ud波形每波形每60中有一段为零,中有一段为零,ud波形不能出现负波形不能出现负值,带电阻负载时三相桥式全控整流电路值,带电阻负载时三相桥式全控整流电路 角的移相范围是角的移相范围是120。n 1-13 三相桥式可控整流电路三相桥式可控整流电路n(2)电感性负载
18、)电感性负载n1)电路工作原理)电路工作原理n 60时,时,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、输出整流电压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波形、晶闸管承受的电压波形等都一样。形等都一样。1-13 三相桥式可控整流电路三相桥式可控整流电路n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,得到的负载电流载上,得到的负载电流id波形不同。阻感负载时,由于电感的作用,波形不同。阻感负载时,由于电感的作用,使得负载电流波形变得
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