三相桥式全控整流电路原理及电路图三相桥式全控整流电路原理及电路图

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三相整流电路的作用:在电路中,当功率进一步增大或其他原因需要多相整流时,提出三相整流电路。图示为三相半波整流电路原理图。在该电路中,三相中的每一相分别构成一个半波整流电路,整流后的三个电压半波依次叠加,时差为120度。整流输出波形只有0点,一个周期有三个宽度为120度的整流半波。因此其滤波电容的容量可以小于单相半波整流和单相全波整流。

三相整流电路的工作原理:先看时间段1:在这个时间段内,A相的电位最高,B相的电位最低,所以跨在A相和B相之间的二极管d 1和D4导电。电流从A相流出,经过D1、负载电阻、D4,然后回到B相,如图14-1-3中红色箭头所示的路径。在此期间,其他四个二极管都受到反向电压的影响并关闭。因为D4导通,B相电压最低,加在D2和D6的阳极,所以D2和D6关断;因为D1导通,A相电压最高,加到D3和D5的负极,所以D3和D5关断。其余段落如下:

2:在这个时间段内,A相的电位最高,C相的电位最低,所以跨接在A相和C相之间的二极管D1和D6是导通的。

时间段:在该时间段内,B相的电位最高,C相的电位最低,因此跨A相和C相的二极管D3和D6导通。

时间段:在这个时间段内,B相的电位最高,A相的电位最低,所以跨B相和A相的二极管D3和D2导通。

5:在这个时间段内,C相的电位最高,A相的电位最低,所以C相的A相两端的二极管D5和D2导电。

三相桥式电阻负载整流电路的输出电压波形如图所示。

6:在此时间段内,C相的电位最高,B相的电位最低,因此C相和B相之间的二极管D5和D5导通。

7:在此时间段内,A相的电位最高,B相的电位最低,因此跨A相和B相的二极管D1和D4导通。电路状态不断重复。

三相半波可控整流电路工作原理:1。带阻性负载的三相半波可控整流电路接线图如图3所示。整流变压器的一次绕组一般接成三角形,这样三次谐波电流就可以流过,保证变压器的电位不会畸变,从而减少谐波。次级绕组是带有中性线的星形连接。三个晶闸管的阳极分别连接到星形的三相,阴极一起连接到星形的中点。这种连接晶闸管阴极的方法叫做共阴极连接。阴极共接法便于用共线布置触发电路,因此应用广泛。

三相可控整流电路的工作特性、波形和基本量的关系不仅与负载的性质有关,而且与控制角也有很大关系,应根据不同的来分析。

(1) =0在三相可控整流电路中,控制角的计算起点不再选在相电压由负变正的过零点,而是选在各相电压的交点,即自然换相点,如1,2,3,1,在图1b中)。这样,=0意味着触发脉冲ug1施加到t1处的A相晶闸管VT1的栅极;在t2,触发脉冲ug2被施加到b相晶闸管VT2的栅极;在t3处,触发脉冲ug3施加于C相晶闸管VT3的栅极,依此类推,如图1c)所示。

在阴极连接的三相半波整流电路中,晶闸管的导通原理是哪相电压最高,连接到该相的元件就会导通。假设电路已经进入稳定状态,C相VT3在t1之前导通, t1 ~ t2期间A相电压ua最高,VT1具备导通条件。在t1时刻,触发脉冲ug1加到VT1的栅极,VT1导通,在负载Rd上得到A相电压,即ud=ua,如图1d)。在t2 ~ T3期间,ub电压最高。在 T2,触发脉冲ug2被施加到VT2的栅极,并且VT2被接通。B相电压在Rd上获得,ud=ub。同时,B点的电位通过导电的VT2加到VT1的阳极上。此时UB >UA使VT1承受反向阳极电压而关断。VT2导通,VT1关断,从而完成换向。类似地,从VT2到VT3的换向过程将在t3再次发生。可以看出,对于共阴极连接的三相可控整流电路,换向总是从低电位相变为高电位相。为了保证正常换向,触发脉冲的相序必须与电源相序一致。由于三相供电系统的平衡,三个晶闸管将按同一规律连续循环工作,每个管导通1/3周期。

阴极共接的三相半波整流电路的输出DC电压波形为三相交流电压的正半周包络,为脉动DC,一周脉动三次(三个波头),最低脉动频率为三倍工频。对于阻性负载,负载电流id波形与负载电压ud波形相同。变压器的二次绕组电流i2是晶闸管中的电流iT。因此,A相绕组中的电流波形,即VT1中的电流波形iT1,是DC脉动电流,如图1d)。因此,三相半波整流电路存在变压器铁心DC磁化的问题。晶闸管承受的电压分为三部分,每部分占1/3周期。以VT1管上的电压uT1为例(图1F)):VT1导通时,为管压降,uT1=UT0;ut1=VT2开启时的UAB;当VT3打开时,UT1=uac。在电流连续的情况下,无论控制角如何变化,晶闸管上的电压波形总是由这三部分组成,但在不同的下,波形各部分的具体形状是不同的。在=0的情况下,晶闸管上的所有反向阳极电压,最大值为线电压幅值。

(2) 30.图2显示了=30时的波形图。假设分析前电路已进入稳定工作状态,由晶闸管VT3导通。经过A相自然换相点时,虽然UA >UC,但晶闸管VT1的门极触发脉冲ug1还没有施加,VT1管不能导通,VT3管继续工作,负载电压UD=UC。在t1时刻,当=30时,VT1的触发脉冲到来,触发灯管导通,VT3承受反向阳极电压uca而关断,从而完成晶闸管VT3到VT1或C相到A相的换相,负载电压UD=UA。由于三相对称,VT1将导通,直到120后的时间t2,并且将发生VT1到VT2的换向或者A相到B相的换向。下面的过程是三相晶闸管的开通,输出的DC电压ud是三相电压在120以内的包络。电流id的波形类似于ud,如图2c)所示。可以看出,当=30时,负载电流的过零点开始出现,电流处于临界连续状态。

晶闸管电流仍为DC脉动电流,每个管的导通时间为1/3周(120)。晶闸管的电压仍由三部分组成,每部分占周期的1/3。但由于=30,除了反向阳极电压波形与=0时不同外,晶闸管开始承受正向阻断电压,如图2e)。

(3)> 30当控制角>30时,DC电流变得不连续。图3显示了=60时不同位置的电压和电流波形。当一相的电压过零并变为负值时,该相的晶闸管自然关断。虽然此时下一相的电压最高,但是晶闸管ga

随着角的增大,导通角减小,平均DC电压Ud也减小。当=150,=0,ud=0时。其相移范围为150。由于电流是不连续的,晶闸管上的电压与电流连续时有很大的不同。波形如图3e)所示。

在计算平均DC电压UD时,30和>30应分别处理。

当30时,负载电流是连续的,Ud计算如下

当=0时,UD=Ud=Ud0=1.17U2,最大值。

当>30时,DC流是不连续的,并且存在

晶闸管承受的最大反向电压URM是线电压的峰值:

晶闸管的最大直流电压UTM是晶闸管不导通时阴极和阳极之间的电压差,即相电压的峰值:

2.感性负载感性负载下的三相半波可控整流电路如图4a)所示。假设负载电感足够大,DC电流id连续且平直,幅值为Id。当30时,DC电压的波形与电阻负载的波形相同。当> 30时(例如,=60,如图4b所示),由于负载电感Ld中感应电势eL的影响,当交流电压过零时,晶闸管不会关断。以A相为例,当=60时,VT1在t1导通,DC电压UD=UA。当ua=02时,UA的减小会使Ld中流动的电流id减小,自感应电势eL的极性会阻止id的减小,使VT1仍承受正阳极电压导通。即使当u2为负时,自感应电势和负相电压之和(UA+EL)仍然可以为正,使得VT1可以继续承受正阳极电压并保持导通,直到VT2在t3处触发导通,并且发生从VT1到VT2的换向。这样,当>30时,ud波形出现负电压区,同时各相晶闸管导通120,保证了负载电流的连续性。因此,在电感较大的负载下,虽然ud波形波动较大,甚至出现负值,但id波形平坦且较小。

由于电流是连续稳定的,晶闸管电流是一个宽120,高1d的矩形波。晶闸管VT1中电流iT1的波形如图4b)所示。其中由Ld的自感电势eL维持t2至t3范围内的区域。晶闸管的上电压波形仍由三段组成,每段占1/3周期,如图4b)中VT1上的电压uT1所示。VT1导通时不承受电压,UT1=0;VT1关断时,另一相的电压是由另一个晶闸管随时导通引起的,使VT1承受相应的线电压。

平均DC电压Ud为

当=0时,UD=Ud=Ud0=1.17U2,为最大值;当=90,ud=0时,ud波形反映的正负电压面积相等,平均值为零。可以看出,在大电感负载下,三相半波电路的移相范围为90。

由于晶闸管电流是宽度为120、高度为1d的矩形波,其平均值为

晶闸管电流的有效值为

变压器的二次电流是晶闸管电流,所以变压器

三相桥式全控整流电路工作原理:三相桥式全控整流电路中,共阴极组和共阳极组同时控制,控制角为。由于三相桥式整流电路是由两组三相半波电路串联而成,所以整流电压是三相半波电路的两倍。显然,在相同的输出电压下,三相桥式晶闸管所需的最大反向电压可以比三相半波线中的晶闸管低一半。

为了分析方便,三相全控桥的六只晶闸管触发顺序为1-2-3-4-5-6,晶闸管编号如下:晶闸管KP1、KP4接A相,晶闸管KP3、KP6接B相,晶体管KP5、KP2接c相。

晶闸管KP1、KP3和KP5形成公共阴极组,而晶闸管KP2、KP4和KP6形成公共阳极组。

为了找出变化时各晶闸管的导通规律,分析输出波形的变化规律,下面研究几种特殊的控制角度。首先分析=0的情况,即在自然换相点触发换相。图1是电路布线图。

对于th

在周期(1)中,A相的电压最高,而公共阴极组的晶闸管KP1被触发导通,B相的电位最低,因此阳极组的晶闸管KP6被触发导通。此时,电流通过KP1从A相流向负载,然后通过KP6流入B相。变压器A和变压器B两相工作,共阴极组A相电流为正,共阳极组B相电流为负。施加于负载的整流电压为ud=ua-ub=uab。

60后进入第(2)段时期。此时A相的电位仍然最高,晶闸管KPl继续导通,但C相的电位变得最低。当其通过自然换相点时,触发C相晶闸管KP2,电流从B相变为C相,反向电压下KP6关断。此时,电流通过kp1、负载和KP2从电源的A相流向C相。变压器a和c分两个阶段工作。此时,A相电流为正,C相电流为负。负载上的电压为ud=ua-uc=uac。

再过60后,进入第(3)段时期。此时B相的电位最高。当共阴极组经过自然换相点时,触发晶闸管KP3导通,电流从A相变为b相,C相晶闸管KP2由于电位仍然最低,继续导通。此时变压器bc两相工作,负载上的电压为ud=ub-uc=ubc。

我互相依赖等等。

从上述三相桥式全控整流电路的工作过程可以看出:

1.三相桥式全控整流电路在任何时刻都必须有两个晶闸管导通,并且这两个晶闸管一个为共阴极组,一个为共阳极组。只有它们能同时导电,才能形成导电回路。

2.三相桥式全控整流电路是两组三相半波整流电路的串联,所以和三相半波整流电路一样,对共阴极组触发脉冲的要求是保证晶闸管kp1、KP3、KP5依次导通,所以它们的触发脉冲之间的相位差应为120。共阳极组触发脉冲的要求是保证晶闸管KP2、KP4、KP6依次导通,因此它们的触发脉冲之间的相位差为120。

3.由于具有公共阴极的晶闸管在正半周被触发,而公共阳极组在负半周被触发,所以连接在同一相位的两个晶闸管的触发脉冲的相位应该相差180。

4.三相桥式全控整流电路每隔60换向一个晶闸管,由第一个晶闸管到下一个晶闸管的换向流触发。触发脉冲的顺序是:1234561,然后往下。两个相邻脉冲之间的相位差为60。

5.由于晶闸管在电流中断后可以再次导通,所以必须有触发脉冲用于两组中应该导通的一对晶闸管。为了达到这个目的,可以采用两种方法;一种是使每个脉冲的宽度大于60(必须小于120),一般为80 ~ 100,称为宽脉冲触发。另一种是当某个晶闸管被触发时,同时给前一个晶闸管重新发出一个脉冲,使应导通的共阴极组和共阳极组的两个晶闸管都有触发脉冲,相当于两个窄脉冲等效替代大于60的宽脉冲。这种方法称为双脉冲触发。

6.整流输出的电压,即负载上的电压。整流后的电压应该是两相电压相减后的波形,实际上属于线电压。波头uab、uac、ubc、uba、uca、ucb都是线电压的一部分,是上述线电压的包络线。相电压和线电压的交点在同一角度,所以线电压的交点也是一个自然的换相点。同时可以看出,三相桥式全控整流电压在一个周期内有6次脉冲,脉冲频率为6 50=300 Hz,是三相半波的两倍大。

7.晶闸管的电压。在三相桥式整流电路中,任何时刻只有两个臂的元件导通,其他四个臂的元件承受着不断变化的反向电压。例如,在周期(1)期间

好了,对于上述问题的回答就结束了,希望能让你有所启发或者能所帮助,小二将再未来的文章更加努力,希望你喜欢!