三相桥式全控整流电路课件.ppt

1、1三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路第三节第三节 三相可控整流电路三相可控整流电路2n1.1.三相桥式电路是两个三相半波电路的串联三相桥式电路是两个三相半波电路的串联一、概述一、概述三相半波三相半波共阴极共阴极共阳极共阳极三相全控桥三相全控桥3n2.2.应用：应用：n反电动势负载，可实现电动机可逆运转反电动势负载，可实现电动机可逆运转一、概述一、概述4二、原理分析二、原理分析 1)1)三相全控桥整三相全控桥整流电路任一时刻必须有流电路任一时刻必须有两只晶闸管同时导通，两只晶闸管同时导通，才能形成负载电流，其才能形成负载电流，其中一只在共阳极组，另中一只在共阳极组，另一只在共阴极组。一只在

2、共阴极组。1.1.电路工作的基本原则电路工作的基本原则5 2)2)整流输出电压整流输出电压u ud d波形是由电源线电压波形是由电源线电压u uabab 、u uacac、u ubcbc 、u ubaba 、u ucaca和和u ucbcb的轮流输出所组成的的轮流输出所组成的.二、原理分析二、原理分析1.1.电路工作的基本原则电路工作的基本原则6VT6-VT1VT6-VT1VT1-VT2VT1-VT2 VT2-VT3 VT2-VT3 VT3-VT4 VT3-VT4 VT4-VT5 VT4-VT5 VT5-VT6 VT5-VT6uabuacubcubaucaucb二、原理分析二、原理分析 ）六只

3、晶闸管中每管导通）六只晶闸管中每管导通120120,每间隔每间隔6060 有一只晶闸管换流。有一只晶闸管换流。1.1.电路工作的基本原则电路工作的基本原则7二、原理分析二、原理分析2.2.电路工作波形电路工作波形 1）带电阻负载时的工作情况当a60时，ud波形均连续，对于电阻负载，id波形与ud波形形状一样，也连续 波形图：a=0 （图2）a=30（图3）a=60（图4）当a60时，ud波形每60中有一段为零，ud波形不能出现负值 波形图：a=90（图5）带电阻负载时三相桥式全控整流电路a角的移相范围是1208 2）阻感负载时的工作情况）阻感负载时的工作情况a60 时（时（a=0 图图6；a=

4、30 图图7）ud波形连续，波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相似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区别在于：得到的负载电流：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 60 时（时（a=90 图图8）阻感负载时的阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同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

5、现负的部分。波形会出现负的部分。带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的a角移相范围角移相范围为为90 。二、原理分析二、原理分析2.2.电路工作波形电路工作波形9二、原理分析二、原理分析3.3.对触发脉冲的要求对触发脉冲的要求 1 1）.双窄脉冲双窄脉冲在触发某一相晶闸管在触发某一相晶闸管时，触发电路能同时时，触发电路能同时给前一相晶闸管补发给前一相晶闸管补发一个脉冲一个脉冲(称辅助脉称辅助脉冲冲)2 2）.单宽脉冲单宽脉冲10 当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带 电阻负载电阻负载a60 时）的平均值为：时）的

6、平均值为：带电阻负载且带电阻负载且a 60 时，整流电压平均值为：时，整流电压平均值为：cos34.2)(sin63123232dUttdUU)3cos(134.2)(sin63232dUttdUU三、定量分析三、定量分析1.整流输出电压整流输出电压11三相桥式全控整流电路接反电势阻感负载时，在负载电三相桥式全控整流电路接反电势阻感负载时，在负载电感足够大足以使负载电流连续的情况下，感足够大足以使负载电流连续的情况下，电路工作情况与电路工作情况与电感性负载时相似电感性负载时相似，电路中各处电压、电流波形均相同，电路中各处电压、电流波形均相同，仅在计算仅在计算Id时有所不同时有所不同，接反电势阻

7、感负载时的，接反电势阻感负载时的Id为：为：REUIdd式中式中R和和E分别为负载中的电阻值和反电动势的值。分别为负载中的电阻值和反电动势的值。三、定量分析三、定量分析2.输出电流平均值为输出电流平均值为：Id=Ud/R 晶闸管电压、电流等的定量分析与三相半波时一致。晶闸管电压、电流等的定量分析与三相半波时一致。12ddddIIIII816.03232)(3221222三、定量分析三、定量分析0it2/32/32Id3.当整流变压器二次侧电流当整流变压器二次侧电流其有效值为：正负半周各宽正负半周各宽120、前沿相差、前沿相差180 的矩形波：的矩形波：134.整流变压器视在功率计算三、定量分析

8、三、定量分析1).流过整流变压器二次侧的电流在前面已经算得流过整流变压器二次侧的电流在前面已经算得:0it2/32/32IdddIII816.0322TR二次侧电流有效值：二次侧电流有效值：34.22dUUTR二次侧电压有效值：二次侧电压有效值：dddddPIUIUIUS05.105.1816.034.233222TR二次侧视在功率：二次侧视在功率：TR一次侧视在功率：一次侧视在功率：S1=S2 14四、归纳比较四、归纳比较1.三相全控桥式整流电路与三相半波可控整流电路相比三相全控桥式整流电路与三相半波可控整流电路相比*整流输出的电压高；纹波幅度低、频率高；控制灵敏；整流输出的电压高；纹波幅度

9、低、频率高；控制灵敏；*电力电子器件用的多，但在要求相同输出电压的情况电力电子器件用的多，但在要求相同输出电压的情况下器件耐压低；下器件耐压低；*整流变压器二次侧无直流分量；整流变压器二次侧无直流分量；*适用于大功率场合。适用于大功率场合。15四、归纳比较四、归纳比较 2.全控器件也可组成可控整流电路 超前相角控制的波形不同于滞后超前相角控制的波形不同于滞后相角控制区别：前者的控制角相角控制区别：前者的控制角由自由自然换相点向左计算；后者的控制角然换相点向左计算；后者的控制角由自然换相点向右计算。六只晶体管由自然换相点向右计算。六只晶体管工作顺序与负载电压关系与晶闸管相工作顺序与负载电压关系与

10、晶闸管相同。同。整流变压器二次侧绕组相电流整流变压器二次侧绕组相电流iU基波电流基波电流ia超前于电源相电压超前于电源相电压uU一一个个角（角（），实现了超前相角），实现了超前相角控制，电网向晶体管整流装置提供的控制，电网向晶体管整流装置提供的是超前的无功电流。是超前的无功电流。16要点提示要点提示:*电路结构电路结构两个三相半波电路串联两个三相半波电路串联*定性分析定性分析画出三个参量电路波形画出三个参量电路波形(ud、id、uT)*工作原理工作原理遵循三条基本工作原则遵循三条基本工作原则*定量分析定量分析计算三项常见应用数据计算三项常见应用数据(ud、id、idT)*驱动方式驱动方式现有二

11、种触发脉冲信号现有二种触发脉冲信号(双窄双窄、单宽单宽)17三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路带电阻负载带电阻负载a=0=0 时的波形时的波形u2ud1ud2u2Luduabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuaucubt1OtOtOtOt=0iVT1uVT1各线电压正半波交点分别是VT1VT6的自然换相点图图-218三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路带电阻负载带电阻负载a=0=0 时的波形时的波形u2ud1ud2u2Luduabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucau

12、cbuabuacuaucubt1OtOtOtOt=0iVT1uVT1图图-319三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路带电阻负载带电阻负载a=30=30 时的波形时的波形ud1ud2=30iaOtOtOtOtuduabuacuaubuct1uabuacubcubaucaucbuabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuVT1图图-320三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路带电阻负载带电阻负载a=60=60 时的波形时的波形=60ud1ud2uduacuacuabuabuacubcubaucaucbuabuacuaubucOtt1OtOtuVT1图图-421三相桥式全控整

13、流电路三相桥式全控整流电路带电阻负载带电阻负载a=90=90 时的波形时的波形ud1ud2uduaubucuaubtOtOtOtOtOiaiduabuacubcubaucaucbuabuacubcubaiVT1图图-522三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路带阻感负载带阻感负载a=0=0 时的波形时的波形ud1u2ud2u2LudidtOtOtOtOua=0ubuct1uabuacubcubaucaucbuabuaciVT1图图-623三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路带阻感负载带阻感负载a a=30=30 时的波形时的波形ud1=30ud2uduabuacubcubaucaucbuabuactOtOtOtOidiat1uaubuc图图-724三相桥式整流电路三相桥式整流电路带阻感负载，带阻感负载，a=90=90 时的波形时的波形=9 0 ud 1ud 2ua cub cub auc auc bua bua cua budua cua bua ctOtOtOubucuat1uV T1图图-825三相桥式全控整流电路原理图三相桥式全控整流电路原理图bacTn负载iaidudVT1VT3VT5VT4VT6VT2d2d1图图-126三相桥式全控整流电路原理图三相桥式全控整流电路原理图27单宽脉冲单宽脉冲28双窄脉冲双窄脉冲