三相半波可控整流电路.pdf

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(1)工作原理
三相半波可控整流电路如图1a)所示。为得到零线,变压器二次侧必须
接成星形,而一次侧接成三角形,避免3次谐波电流流人电网。三个晶闸管分别
接入a、b、c三相电源,它们的阴极连接在一起,称为共阴极接法,这种接法触
发电路有公共端,连线方便。
假设将电路中的晶闸管换作二极管,并用VD表示,该电路就成为三相半波
不可控整流电路,以下首先分析其工作情况。此时,三个二极管对应的相电压中
哪一个的值最大,则该相所对应的
二极管导通,并使另两相的二极管承受反压关断,输出整流电压即为该相的相电
压,波形如图1d)所示。在一个周期中,器件工作情况如下:在ωt1~ωt2期
uu
间,α相电压最高,VD1导通,d=a;在ωt2~ωt3期间,b相电压最高,VD2
uuuu
导通,d=b;在ωt3~ωt4期间,c相电压最高,VD3导通,d=c。此后,在
下一周期相当于ωt1的位置即ωt4时刻,VD1又导通,重复前一周期的工作情况。
ou
如此,一周期中VD1、VD2、VD3轮流导通,每管各导通120。d波形为三个相电
压在正半周期的包络线。
在相电压的交点ωt1、ωt2、ωt3处,均出现了二极管换相,即电流由
一个二极管向另一个二极管转移,称这些交点为自然换相点。对三相半波可控
整流电路而言,自然换相点是各相晶闸管能触发导通的最早时刻,将其作为计算
各晶闸管触发角α的起点,即α=0o,要改变触发角只能是在此基础上增大,
即沿时间坐标轴向右移。若在自然换相点处触发相应的晶闸管导通,则电路的工
作情况与以上分析的二极管整流工作情况一样。由单相可控整流电路可知,各种
u
单相可控整流电路的自然换相点是变压器二次电压2的过零点。
当α=o时,变压器二次侧0a相绕组和晶闸管VT1的电流波形如图1e)
所示,另两相电流波形形状相同,相位依次滞后120o,可见变压器二次绕组电流
有直流分量。
图1f)是VT1两端的电压波形,由3段组成:第1段,VT1导通期间,
uuu
为一管压降,可近似为VT1=0;第2段,在VT1关断后,,VT2导通期间,VT1=a
uuuuuu
-b=ab为一段线电压;第,3段,在VT3导通期间,VT1=a-c=ac为
另一段线电压。即晶闸管电压由一段管压降和两段线电压组成。由图可见,
α=o时,晶闸管承受的两段线电压均为负值,随着0α增大,晶闸管承受的
电压中正的部分逐渐增多。其他两管上的电压波形形状相同,相位依次差120o。
增大α值,将脉冲后移,整流电路的工作情况相应地发生变化。
图2是α=30o时的波形。从输出电压、电流的波形可看出,这时负载电流
处于连续和断续的临界状态,各相仍导电120o。
如果α>30o,例如α=60o时,整流电压的波形如图3所示,当导通一相
的相电压过零变负时,该相晶闸管关断。此时下一相晶闸管虽承受正电压,但它
的触发脉冲还未到,不会导通,因此输出电压电流均为零,直到触发脉冲出现为
止。这种情况下,负载电流断续,各晶闸管导通角为90o,小于120o
若α角继续增大,整流电压将越来越小,α=150o时,整流输出电压为
零。故电阻负载时α角的移相范围为150o。
负载电压(2)
整流电压平均值的计算分两种情况:
α≤1)30o时,负载电流连续,有
当α=时,0Ud最大,为Ud=d0U=.
α2)>30o时,负载电流断续,晶闸管导通角减小,此时有
Ud/U2随α变化的规律如图4中的曲线1所示。
负载电流平均值为
晶闸管承受的最大反向电压,由图1e)不难看出为变压器二次线电压
峰值,即
u
由于晶闸管阴极与零线间的电压即为整流输出电压d,其最小值为零,而晶
闸管阳极与阴极间的最大正向电压等于变压器二次相电压的峰值,即