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三相桥式全控整流电路设计.doc
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三相桥式全控整流电路设计.doc
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1 主电路的设计与原理说明
1.1 主电路图
图 1-1 中阴极连接在一起的 3 个晶闸管〔VT1、VT3、 VT5〕为共阴极组;阳极连
接在一起的 3 个晶闸管〔VT4、VT6、VT2〕为共阳极组。晶闸管按从 1 至 6 的顺序导通,
为此将晶闸管按图示的顺序编号,即共阴极组中与 a、b、c 三相电源相接的 3 个晶闸管
分别为 VT1、VT3、VT5, 共阳极组中与 a、b、c 三相电源相接的 3 个晶闸管分别为
VT4、VT6、VT2。从后面的分析可知,按此编号,晶闸管的导通顺序为 VT1-VT2-
VT3-VT4-VT5-VT6。此主电路要求带反电动势负载,此反电动势 E=60V,电阻
R=10Ω,电感 L 无穷大使负载电
流连续。其原理如图 1 所示。
图 1-1 三相桥式全控整理电路原理图
1.2 主电路原理
为说明此原理,假设将电路中的晶闸管换作二极管,这种情况就也就相当于晶闸管
触发角 α=0
o
时的情况。此时,对于共阴极组的三个晶闸管,阳极所接交流电压值最高的
一个导通。而对于共阳极组的三个晶闸管,那么是阴极所接交流电压值最低〔或者说负
得最多〕的一个导通。这样,任意时刻共阳极组和共阴极组中各有 1 个晶闸管处于导通
状态,施加于负载上的电压为某一线电压。
α=0
o
时,各晶闸管均在自然换相点处换相。由图中变压器二绕组相电压与线电压波
形的对应关系看出,各自然换相点既是相电压的交点,同时也是线电压的交点。在分析
的波形时,既可从相电压波形分析,也可以从线电压波形分析。
- word.zl-
三相桥式全控整流电路设计
从相电压波形看,以变压器二次侧的中点 n 为参考点,共阴极组晶闸管导通时,整
流输出电压 为相电压在正半周的包络线;共阳极组导通时,整流输出电压 为相电
压在负半周的包络线,总的整流输出电压 是两条包络线间的差值,将其对应
到线电压波形上,即为线电压在正半周的包络线。
从线电压波形看,由于共阴极组中处于通态的晶闸管对应的最大的相电压,而共阳
极组中处于通态的晶闸管对应的是最小的相电压,输出整流电压 为这两个相电压相减,
是线电压中最大的一个,因此输出整流电压 波形为线电压在正半周的包络线。
由于负载端所接的电感值无限大,会对变化的电流有抵抗作用,从而使得负载电流几乎
为一条直线。其电路工作波形如图 1-2 所示。
图 1-2 带阻感负 α=0
o
时的波形
为了说明各晶闸管的工作的情况,将波形中的一个周期等分为 6 段,每段为 ,如
图 1-2 所示,每一段中导通的晶闸管及输出整流电压的情况如表所示。由该表 1-1 可见,
6 个晶闸管的导通顺序为 VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6。
2
- -
表 1-1 三相桥式全控整流电路电阻负载 α=0
o
时晶闸管工作情况
时
段
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
共
阴
极
组
中
导
通
的
晶
闸
管
VT1 VT1 VT3 VT3 VT5 VT5
共
阳
极
组
中
导
通
的
晶
闸
管
VT6 VT2 VT2 VT4 VT4 VT6
当触发角 α 改变时,电路的工作情况将发生变化。当 α= 时,从 角开场把一
个周期等分为 6 段,每段为 与 α= 时的情况相比,一周期中 波形仍由 6 段线电压
构成,每一段导通晶闸管的编号等仍符合表 1-1 的规律。区别在于,晶闸管起始导通时
刻推迟了 ,组成 的每一段线电压因此推迟 , 平均值降低。图 1-3 中给出了变
压器二次侧 a 相电流 的波形,该波形的特点是,在 VT1 处于通态的 120
o
期间, 为
正,由于大电感的作用, 波形的形状近似为一条直线,在 VT4 处于通态的 120
o
期间,
波形的形状也近似为一条直线,但为负值。
- word.zl-
三相桥式全控整流电路设计
图 1-3 带阻感负 α=30
o
时的波形
当 时,电路工作情况仍可对照表 1-1 分析。 波形中每段线电压的波形继续
向后移, 平均值继续降低, 时 出现了为零的点。由以上分析可见,当
时, 波形连续。对于带大电感的反电动势, 波形由于电感的作用为一条平滑的直线
并且也连续。当 时,如 时电阻负载情况下的工作波形如图 1-4 所示, 平
均值继续降低,由于电感的存在延迟了 VT 的关断时刻,使得 的值出现负值,当电感足
够大时, 中正负面积根本相等, 平均值近似为零。这说明带阻感的反电动势的三相
桥式全控整流电路的 角的移相范围为 。
图 1-4 带阻感负 α=90
o
时的波形
4
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gjmm89
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