第三节 三相桥式全控整流电路要点
三相桥式全控整流电路及工作原理
三相桥式全控整流电路及工作原理
三相桥式全控整流电路是一种常用的电力电子变换电路,广泛应用于交流调速、直流传动、直流无刷电机等领域。
它具有输出电压可调、功率因数可控和双向传输功率等特点。
1. 电路结构
三相桥式全控整流电路由六个可控硅整流器()组成,三个正并联,另外三个反并联。
每个可控硅整流器的阳极与交流电源的一相相连,阴极与负载相连。
整流器的栅极连接到相应的脉冲发生电路,用于控制导通时间。
2. 工作原理
在每个周期内,三相交流电源的三相电压有两相电压大于另一相电压。
整流电路利用这一特性,使两相较高电压的可控硅整流器导通,从而将这两相电压的正半周经整流器输出到负载。
通过控制每个整流器的导通时间,可以调节输出电压的幅值和相位。
当某一相电压达到最大值时,该相的两个整流器将导通。
随着时间推移,其他两相电压将超过该相电压,相应的整流器也将导通。
如此循环,每个整流器在每个周期内均有一段导通时间。
通过调节每个整流器的导通时间,即控制脉冲发生电路对栅极施加脉冲的时间,可以控制输出电压的幅值。
同时,还可以改变脉冲施加的相位角,从而控制功率因数。
3. 特点
(1) 输出电压可连续调节
(2) 功率因数可控
(3) 双向传输功率
(4) 电路结构相对简单
三相桥式全控整流电路通过控制整流器的导通时间和相位,可以实现对输出电压和功率因数的精确控制,是一种非常重要和实用的电力电子变换电路。
三相桥式全控整流电路
三相桥式全控整流电路
三相桥式全控整流电路是一种典型的多相变流器结构。
其概念是利用三个桥式变换器，并将三相电源转换成多脉冲的直流电压或电流。
三相桥式全控整流电路可以满足多种多种
应用场合的需求。
三相桥式全控整流电路具有输出电流均衡、无影响源特性和可靠性等优点。
结构简单，尺寸小，失压开关控制，可靠性高，功率非常低，因此可以有效减少处理器的使用，降低
成本。
控制电路精确，可以实现功率的精确控制，提高了净输出功率的效率。
电阻元件高
度可调，可以对输出电流进行良好的控制，从而获得更好的控制性能。
三相桥式全控整流电路结构简单，可以有效控制输出电流，并且可以满足输出频率和
脉宽调节等多种需求。
但它也有一定的局限性，如功率范围较小，无法处理较大的功率负载。
三相桥式全控整流电路是一种常用的多相变流器。
它结构简单，控制精度高，稳定性好，可以有效解决处理多种应用场景的需求，在工业自动化等领域有广泛的应用。
三相桥式全控整流电路
三相桥式全控整流电路⽬录摘要 (1)1 概述 (2)2 三项桥式全控整流电路 (3)2.1电阻性负载 (3)2.1.1 ⼯作原理 (3)2.2 感性负载 (5)2.2.1 原理 (5)3仿真 (7)3.1 MATLAB 介绍 (7)3.2 电路仿真模型建⽴和参数设置 (8)3.2.1 三相桥式全控整流电路的分析 (8)3.3三相桥式整流电路的仿真 (8)3.3.1 带阻感性负载的仿真 (8)3.4 仿真设置及仿真结果 (14)3.5 带阻感性负载三相桥式全控整流电路的仿真分析 (15)3.6 纯电阻负载三相桥式全控整流电路的仿真 (18)⼩结 (19)参考⽂献 (20)带电阻负载的三相桥式全控整流电路设计摘要整流电路就是把交流电能转换成直流电能的电路。
⼤多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器组成。
它在直流电机的调速、发电机的激励调节电解、电镀等领域得到⼴泛应⽤。
整流电路主要有主电路、滤波器、变压器组成。
20世纪70年代以后，主电路多⽤硅整流⼆极管和晶闸管组成。
滤波器接在主电路和负载之间，⽤于滤除波动直流电压中的交流部分。
变压器设置与否视情况⽽定。
变压器的作⽤是实现交流输⼊电压与直流输出电压间的匹配以及交流电⽹与整流电路间的电隔离。
整流电路的种类有很多，半波整流电路、单项桥式半控整流电路、单项桥式全控整流电路、三项桥式半控整流电路、三项桥式全控整流电路。
关键词：整流、变压、触发、电感1 概述在电⼒系统中，电压和电流应是完好的正弦波．但是在实际的电⼒系统中，由于⾮线性负载的影响，实际的电⽹电压和电流波形总是存在不同程度的畸变，给电⼒输配电系统及附近的其它电⽓设备带来许多问题，因⽽就有必要采取措施限制其对电⽹和其它设备的影响。
随着电⼒电⼦技术的迅速发展，各种电⼒电⼦装置在电⼒系统、⼯业、交通、家庭等众多领域中的应⽤⽇益⼴泛，⼤量的⾮线性负载被引⼊电⽹，导致了⽇趋严重的谐波污染．电⽹谐波污染的根本原因在于电⼒电⼦装置的开关⼯作⽅式，引起⽹侧电流、电压波形的严重畸变．⽬前，随着功率半导体器件研制与⽣产⽔平的不断提⾼，各种新型电⼒电⼦变流装置不断涌现，特别是⽤于交流电机凋速传动的变频器性能的逐步完善，为⼯业领域节能和改善⽣产⼯艺提供了⼗分⼴阔的应⽤前景．相关资料表明，电⼒电⼦装置⽣产量在未来的⼗年中将以每年不低于10％的速度递增，同时，由这类装置所产⽣的⾼谐谐波约占总谐波源的70％以上。
三相全控桥式整流电路
三相全控桥式整流电路一、引言随着工业技术的发展和电力电子技术的不断推广，三相全控桥式整流电路在各个行业中广泛应用。
三相全控桥式整流电路采用三相交流电源作为输入端，能够将交流电信号转换成满足不同负载需求的直流电信号。
本文将从以下几个方面详细介绍三相全控桥式整流电路的工作原理、主要构成和应用。
二、工作原理三相全控桥式整流电路是一种将交流电信号转换成直流信号的电路。
该电路采用三相变压器将三相交流电源通过变换，将input交流电进行相间差异为120度的降低或升高零电平的变换，接至整流桥三相管闸流控制器的输入端，然后将通过整流桥的三相管管子交错导通，实现交流电的全波整流。
三相全控桥式整流电路通过改变控制器的输出扭矩控制灵活性，从而控制整流桥输出直流电的电压和电流。
三、主要构成三相全控桥式整流电路主要由三相变压器、整流桥和控制器组成。
1. 三相变压器三相变压器的作用是将输入的三相交流电信号通过变换，降低或升高零电平，将降低或升高零电平后的输入信号接入整流桥电路中。
通常情况下，三相变压器分为多种类型，如输入和输出相等的三相变压器、桥式三相变压器、三角变压器等。
2. 整流桥整流桥是三相全控桥式整流电路中的重要部分。
整流桥需要至少4个按一定方式排列的二极管构成，在同一个相序的三个管相互导通的同时，三个相可以实现交替导通。
整流桥既能进行三相半波整流，也能进行三相全波整流。
3. 控制器在三相全控桥式整流电路中，控制器的主要作用是对整流桥输出直流信号进行控制。
通过控制器，可以实现相依输入电压的0-360°可控角度矩，从而实现输出电压的控制。
整流桥控制器通常采用高性能单片机或FPGA，以实现控制回环环节过程控制、溅液等自动保护功能等。
四、应用三相全控桥式整流电路主要应用于高功率负载的变频调速、电力变流器、电弧炉等领域。
在风力发电、太阳能发电等清洁能源领域，三相全控桥式整流电路也具有广泛的应用前景。
在消费电子产品如UPS、电流计、电子锁等领域，也可以采用三相全控桥式整流电路实现高品质的电源供应。
三相桥式全控整流电路原理
三相桥式全控整流电路原理
三相桥式全控整流电路是一种常见的电力电路，用于将交流电转换为直流电。
它由三相电源、桥式整流器和触发电路组成。
在这个电路中，三相电源提供三相交流电信号。
每个相位的电源通过对应的触发电路来控制桥式整流器中的开关管。
桥式整流器由四个二极管或四个可控硅组成，用于将交流电转换为直流电。
桥式整流器中的四个二极管或可控硅可以分为两组，每组包含两个，并组成两个反并联的三电平桥。
每个桥臂的两个二极管或可控硅是反并联的，一个被称为正半周期控制，一个被称为负半周期控制。
在每个半周期中，根据触发电路提供的触发信号，分别对两个桥臂的二极管或可控硅进行开通或关断操作。
这样，在每个半周期内，只有一个桥臂是开通的，而另一个桥臂是关断的。
这种控制方式使得整流器输出的电流为激励波（落在功率电网电压曲线之下）。
通过控制开通和关断时间，可以实现对输出电流的调节。
通过改变开通角和关断角，可以改变输出电流的平均值和有效值。
从而实现对输出功率的控制。
总之，三相桥式全控整流电路通过桥式整流器和触发电路的配合控制，将三相交流电转换为直流电，并能够通过调节开通和
关断时间来实现对输出电流的调节。
这种电路广泛应用于工业领域，如直流电机驱动、电力电子器件等。
实验三 三相桥式全控整流电路实验
实验三三相桥式全控整流电路实验一、实验目的(1)加深理解三相桥式全控整流的工作原理。
(2)了解KC系列集成触发器的调整方法和各点的波形。
二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理实验线路如图3-13及图3-14所示。
主电路由三相全控整流电路及作为逆变直流电源的三相不控整流电路组成，触发电路为DJKO2-1中的集成触发电路，由KCO4、KC4l、KC42等集成芯片组成，可输出经高频调制后的双窄脉冲链。
集成触发电路的原理可参考1-3节中的有关内容，三相桥式整流及逆变电路的工作原理可参见电力电子技术教材的有关内容。
图3-13 三相桥式全控整流电路实验原理图四、实验内容三相桥式全控整流电路。
五、预习要求(1)阅读电力电子技术教材中有关三相桥式全控整流电路的有关内容。
(2))学习本教材中有关集成触发电路的内容，掌握该触发电路的工作原理。
六、思考题(1)如何解决主电路和触发电路的同步问题?在本实验中主电路三相电源的相序可任意设定吗?答：①采用宽脉冲触发或双脉冲触发发式。
在本实验中使脉冲宽度大于1/6个周期。
②在除法某个晶闸管的同时，前一个晶闸管补发脉冲，即用两个窄脉冲替代宽脉冲。
(2)在本实验的整流时，对α角有什么要求?为什么?答：在本实验的整流时，移相角度α角度为0-90度，这是因为移相角度α超过90度就会进入逆变状态。
七、实验方法(1)三相桥式全控整流电路按图3-13接线，将DJK06上的 “给定”输出调到零(逆时针旋到底)，使电阻器放在最大阻值处，按下“启动”按钮，调节给定电位器，增加移相电压，使α角在30°～150°范围内调节，用示波器观察并记录α=30°、60°及90°时的整流电压U d 和晶闸管两端电压U vt 的波形，并记录相应的U d 数值于下表中。
计算公式:U d =2.34U 2cosα (0～60O) U d =2.34U 2[1+cos(a+3)] (60o ～120o) 描绘α=300、600时Ud 、Uvt 的波形。
三相桥式全控整流电路
输出电压与输入电压的关系
01
输出电压与输入电压的有效值成 正比，与触发脉冲的相位角有关 。
02
当触发脉冲在合适的相位角触发 晶闸管时，输出电压接近于输入
电压的最大值。
随着触发脉冲相位角的减小，输 出电压逐渐减小。
03
当触发脉冲相位角为0度时，输出 电压为0。
04
03
电路参数
整流元件的参数选择
额定电压
整流元件的额定电压应大 于电路的最大输出直流电 压。
额定电流
整流元件的额定电流应大 于电路的最大输出直流电 流。
反向耐压
整流元件的反向耐压应大 于电路的最大反向电压。
变压器的参数选择
额定功率
变压器的额定功率应大于电路的最大输出功率。
匝数比
变压器的匝数比应与电路的输入输出电压要求 相匹配。
磁芯材料
变压器的磁芯材料应具有较高的磁导率和较低的损耗，以提高变压器的效率。
常见故障与排除方法
故障1
整流输出电压异常
排除方法
检查输入电源是否正常，检查整流管是否损坏 ，检查电路连接是否良好。
故障2
可控硅不导通
排除方法
检查触发脉冲是否正常，检查可控硅控制极的连接 是否正确。
电路发热严重
故障3
排除方法
检查电路的散热情况，确保散热器安装良好，检查负载 是否过重。
维护与保养建议
滤波电容器的参数选择
电容量
滤波电容器的电容量应根据电路的输出电流和电压纹波的要求进 行选择。
耐压值
滤波电容器的耐压值应大于电路的最大输出直流电压。
温度特性
滤波电容器的温度特性应与电路的工作温度要求相匹配。
04
电路分析
三相桥式全控整流电路
1系统概述整流电路是电力电子电路中最早出现的一种，它将交流电变为直流电，应用十分广泛，电路形式多种多样，各具特色。
可从各种角度对整流电路进行分类，主要分类方法有：按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。
由电力二极管等不可控器件构成的整流电路叫做不可控整流电路，由晶闸管等半控器件构成的整流电路称为半控型整流电路，由门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应晶体管（Power MOSFET）以及绝缘栅双极晶体管（IGBT）等全控型器件构成等的整流电路称为全控整流电路。
按电路结构可分为桥式电路和零式电路。
按交流输入相数分为单相电路和多相电路。
按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，又分为单拍电路和双拍电路。
本系统属于三相桥式全控整流电路，而三相可控整流电路一般有三相半波可控整流电路、三相桥式全控整流电路。
三相半波可控整流电路只需要三个晶闸管，若带阻感负载，则只在正半周开通。
三相半波可控整流电路的特点是简单，但输出脉动大，变压器二次测电流中含直流分量，造成变压器铁心直流磁化。
为使变压器铁心不饱和，需增大铁心截面积，增大了设备的。
因此，实际中一般不采用半波整流，而采用全波整流。
三相可控整流电路中应用较多的是三相桥式全控整流电路，共六个晶闸管组成三对桥臂。
由于在交流电源的正负半周都有整流输出电流流过负载，故该电路为全波整流。
在u2一个周期内，整流电压波形脉动6次，脉动次数多于半波整流电路，该电路属于双脉波整流电路。
变压器二次绕组中，正负两个半周电流方向相反且波形对称，平均值为零，即直流分量为零，不存在变压器直流磁化问题，变压器绕组的利用率也高。
1.1总体方案设计现要设计一三相桥式半控整流电路，带直流电动机负载，电压调节范围为0～220V。
整个系统可分为主电路和触发电路两部分，总体结构框图如下图1所示：1.2系统工作原理在系统主电路中，首先由主变压器将电网电压变换为需要的交流电压，接着由整流桥将交流电转化为直流电供给直流电动机负载。
三相桥式全控整流电路资料
9
三、定量分析
1. 整流输出电压
当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带
电阻负载a≤60时）的平均值为：
Ud
1 3
2 3
6U 2 sin td (t ) 2.34U 2 cos
3
带电阻负载且a >60时，整流电压平均值为：
第三节 三相可控整流电路
三相桥式全控整流电路
1
一、概述
1.三相桥式电路是两个三相半波电路的串联 三相半波
共阴极
共阳极
三相全控桥
2
一、概述
2. 应用：
反电动势负载，可实现电动机可逆运转
3
二、原理分析
1.电路工作的基本原则 1) 三相全控桥整 流电路任一时刻必须有 两只晶闸管同时导通， 才能形成负载电流，其 中一只在共阳极组，另 一只在共阴极组。
a >60时（ a =90图－8）
•
阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同。
电阻负载时，ud波形不会出现负的部分 阻感负载时，ud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 a 角移相范围 为90 。 8
二、原理分析
3.对触发脉冲的要求
1）.双窄脉冲 在触发某一相晶闸管
时，触发电路能同时
Id Ud E R
式中R和E分别为负载中的电阻值和反电动势的值。
晶闸管电压、电流等的定量分析与三相半波时一致。
11
三、定量分析
3.当整流变压器二次侧电流
正负半周各宽120、前沿相差180的矩形波：
三相桥式全控整流电路
1系统概述整流电路是电力电子电路中最早出现的一种，它将交流电变为直流电，应用十分广泛，电路形式多种多样，各具特色。
可从各种角度对整流电路进行分类，主要分类方法有：按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。
由电力二极管等不可控器件构成的整流电路叫做不可控整流电路，由晶闸管等半控器件构成的整流电路称为半控型整流电路，由门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应晶体管（Power MOSFET）以及绝缘栅双极晶体管（IGBT）等全控型器件构成等的整流电路称为全控整流电路。
按电路结构可分为桥式电路和零式电路。
按交流输入相数分为单相电路和多相电路。
按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，又分为单拍电路和双拍电路。
本系统属于三相桥式全控整流电路，而三相可控整流电路一般有三相半波可控整流电路、三相桥式全控整流电路。
三相半波可控整流电路只需要三个晶闸管，若带阻感负载，则只在正半周开通。
三相半波可控整流电路的特点是简单，但输出脉动大，变压器二次测电流中含直流分量，造成变压器铁心直流磁化。
为使变压器铁心不饱和，需增大铁心截面积，增大了设备的。
因此，实际中一般不采用半波整流，而采用全波整流。
三相可控整流电路中应用较多的是三相桥式全控整流电路，共六个晶闸管组成三对桥臂。
由于在交流电源的正负半周都有整流输出电流流过负载，故该电路为全波整流。
在u2一个周期内，整流电压波形脉动6次，脉动次数多于半波整流电路，该电路属于双脉波整流电路。
变压器二次绕组中，正负两个半周电流方向相反且波形对称，平均值为零，即直流分量为零，不存在变压器直流磁化问题，变压器绕组的利用率也高。
1.1总体方案设计现要设计一三相桥式半控整流电路，带直流电动机负载，电压调节范围为0～220V。
整个系统可分为主电路和触发电路两部分，总体结构框图如下图1所示：1.2系统工作原理在系统主电路中，首先由主变压器将电网电压变换为需要的交流电压，接着由整流桥将交流电转化为直流电供给直流电动机负载。
实验三、三相桥式全控整流及有源逆变电路实验
实验三、三相桥式全控整流及有源逆变电路实验一、实验目的（1）加深理解三相桥式全控整流及有源逆变电路的工作原理。
（3）了解KC系列集成触发器的调整方法和各点的波形。
二、实验线路的构成及原理（1）DDS02主电路挂箱配置原理DDS02挂箱包括脉冲和熔断丝指示、晶闸管（I组桥、Ⅱ组桥）电路、电抗器等内容。
脉冲有无指示为方便实验中判断对应晶闸管上门阴极上是否正常，若正常，则指示灯亮，否则则不亮；同样熔断丝指示也是同理。
主要分I组桥和Ⅱ组桥分别指示。
晶闸管电路装有12只晶闸管、6只整流二极管。
12只晶闸管分两组晶闸管变流桥，其中VTl~VT6为正组桥(I组桥)，由KP5-8晶闸管元件构成，一般不可逆、可逆系统的正桥、交-直-交变频器的整流部分均使用正组元件；由VT1ˊ~VT6ˊ组成反组桥(Ⅱ组桥)，元件为KP5-12晶闸管，可逆系统的反桥、交-直-交变频器的逆变部分使用反组元件；同时还配置了6只整流二极管VDl~VD6，可构成不可控整流桥作为直流电源，元件的型号为KZ5-10。
所有这些功率半导体元件均配置有阻容吸收、熔丝保护，电源侧、直流环节、电机侧均配置有压敏电阻或阻容吸收等过电压保护装置。
电抗器为平波电抗器L，共有4档电感值，分别为50mH、100mH、200mH、700mH，1200 mH可根据实验需要选择电感值。
续流二极管为桥式整流实验时电路续流用，型号为KZ5-10；另外挂箱还配有一组阻容吸收电路。
（2）DDS03控制电路挂箱配置原理DDS03挂箱包括三相触发电路及功放电路、FBC+FA（电流反馈与过流保护）、G（给定器）等内容。
面板上部为同步变压器，其连线已在内部接好，连接组为△/Y-1.可在“同步电源观察孔”观察同步电源的相位。
三相触发电路（GT）及功放电路（AP）包括有GTF正组（I组）触发脉冲装置和GTR 反组（Ⅱ组）触发脉冲装置，分别通过开关连至VF正组晶闸管和VR反组晶闸管的门极、阴极。
三相桥式全控整流电路
uc
ua
7
4.3 三相桥式全控整流电路
ua
ub
uc
ua
8
9
三相桥式全控整流电路
纯电阻负载运行参数分析
当 60o 时
（1）输出直流电压
3
Udav
2
6
6U2rm
s
sin(t
6
)d(t)
2.34U2rms
c
os
（2）晶闸管电流有效值
IVTrms
2
2
2[ 6
6U2rms sin(t )]2 d(t) U2rms
13
三相桥式全控整流电路
14
三相桥式全控整流电路
15
三相桥式全控整流电路
16
三相桥式全控整流电路
大电感负载运行参数分析
（1）整流输出直流电压平均值Udav
Udav
3
2
6
6U2rms
s
in(t
6
)d(t
)
2.34U2
பைடு நூலகம்rm
s
c
os
（2）整流输出直流电流平均值Idav（即为输出直流电流Id）
电力电子技术
三相桥式全控整流电路
三相桥式全控整流电路
2
三相桥式全控整流电路
三相桥式全控整流电路触发脉冲要求
（1）共阴极组和共阳极组的晶闸管各有一个同时导通； （2）触发脉冲按照管子的编号依次间隔60°； （3）启动过程或电流断续状态下，所有的管子均不导通，为保
证同时导通的两个晶闸管均有触发脉冲，采用两种方法： 方法1：使脉冲宽度大于60°（一般取80°～100°），称
Idavmin一般为额定输出的5%～10%
三相桥式全控整流电路
4
特点与优点
特点与优点
整流效率高：由于采用
了全控整流技术，三相
桥式全控整流电路的整
2
流效率可以达到90%以
上
控制性能好：通过调节
触发角α的大小，可以
1
实现对输出电压和电流 的连续和平滑调节，从
而具有良好的控制性能
适用于大功率应用：三
相桥式全控整流电路适
用于大功率应用场合， 可以实现大电流和高电
4
流电源的中性线N上
3
工作原理
工作原理
整流过程
当晶闸管的控制极有触发脉冲时，晶闸管导通，电流可 以通过它而从交流电源的一相流向负载，然后再通过另 外两只晶闸管返回交流电源的另一相。通过改变触发脉 冲的相位，可以控制电流的流向和大小，从而实现对输 出电压和电流的连续和平滑调节
工作原理
控制原理
三相桥式全控整流电路的输出电压和电流的大小取决于晶闸管的触发角α。触发角α是指 从正弦波的正半周开始到触发脉冲出现的位置之间的角度。当触发角α越小时，输出的电 压和电流越大；当触发角α越大时，输出的电压和电流越小 通过调节触发角α的大小，可以实现对输出电压和电流的连续和平滑调节。常用的调节方 式有两种：一种是采用相位控制方式，通过调节触发脉冲的相位来改变触发角α的大小； 另一种是采用移相控制方式，通过改变触发脉冲的移相角的大小来改变触发角α的大小
续和平滑调节
2
电路结构
电路结构
三相桥式全控整流电路的基本结 构由三相交流电源、六只晶闸管
以及负载构成
其中，三相交流电源为三角形接 法，提供三个相位相差120度的交
流电压
六只晶闸管分别连接在三相交流 电源和负载之间，其中三只晶闸 管的一端连接在A、B、C三相交流 电源上，另一端连接在负载的P、 N端子上；另外三只晶闸管的另一 端连接在负载的N、P端子上和交
三相桥式全控整流回路的原理
三相桥式全控整流回路的原理在电力系统中，整流是将交流电转换为直流电的过程。
而全控整流则是通过控制整流电路中的晶闸管，实现对输出电压的精确控制。
三相桥式全控整流回路是一种常见的全控整流电路，通过合理地组合三相桥式整流电路和晶闸管触发控制电路，在保证电路正常工作的前提下，实现对输出电压的可控性。
三相桥式全控整流回路由三相桥式整流电路和晶闸管触发控制电路组成。
在三相桥式整流电路中，通过六个二极管和六个晶闸管将输入的三相交流电转换为直流电。
而晶闸管触发控制电路则通过控制晶闸管的导通角度，来控制输出电压的大小。
在每个半电压周期内，晶闸管都会被触发导通一次，从而实现对输出电压的调节。
三相桥式全控整流回路的工作原理可以简单描述为：首先，三相交流电通过三相桥式整流电路转换为直流电；然后，晶闸管触发控制电路根据控制信号控制晶闸管的导通角度，从而控制输出电压的大小；最后，经过滤波电路过滤后的直流电输出到负载端供电使用。
在实际应用中，三相桥式全控整流回路具有许多优点。
首先，由于采用了全控整流技术，输出电压的稳定性和可控性较好，适用于对输出电压有严格要求的场合。
其次，由于晶闸管的导通角度可调，可以实现电压的调频调相，进一步提高了电路的性能。
此外，三相桥式全控整流回路还具有响应速度快、效率高、寿命长等优点，广泛应用于变频调速、电镀、电焊等领域。
然而，三相桥式全控整流回路也存在一些缺点。
首先，由于晶闸管本身的损耗较大，会导致整流电路的能量损耗较高。
其次，晶闸管的可靠性较差，容易受到温度、电压等因素的影响，需要定期检测和维护。
此外，晶闸管的成本也比较高，会增加整个电路的制造成本。
三相桥式全控整流回路是一种常见的全控整流电路，通过合理地组合三相桥式整流电路和晶闸管触发控制电路，实现对输出电压的可控性。
在实际应用中，三相桥式全控整流回路具有许多优点，但也存在一些缺点。
因此，在选择使用三相桥式全控整流回路时，需要根据具体的应用需求综合考虑其优缺点，以达到最佳的电力控制效果。
三相桥式全控整流电路(电阻性负载)
1三相桥式全控整流电路(电阻性负载)
三相桥式全控整流电路是由三相半波可控整流电路演变而来的，它由三相半波共阴极接法(VT1，VT3，VT5)和三相半波共阳极接法(VT1，VT6，VT2)的串联组合。
1-1三相桥式全控整流电路(电阻性负载)
1-1三相桥式全控整流电路
n
d
VT VT VT 462d 2
d
2-1三相桥式全控整流电路(电阻性负载)仿真图2.2三相桥式全控整流电路(电阻性负载)电源参数
电源220V.相位分别为0︒,120︒,-120︒,频率50HZ
设置控制脚a为0︒,30︒,60︒,90︒与其相印的波形
3-1三相桥式全控整流电路(电阻性负载)a为0︒
3-2三相桥式全控整流电路(电阻性负载)a为30︒
3-3三相桥式全控整流电路(电阻性负载)a为60︒
3-4三相桥式全控整流电路(电阻性负载)a为90︒
4总结
2个晶闸管同时导通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各1个，且不能为同一相器件。
同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180 。
三相桥式全控整流电路
第六章引言6.1 同步电机的励磁简介同步电机的励磁绕组通常由外电源提供励磁电流，这些励磁电源可分为两大类：一类是用直流电源提供励磁的直流励磁机系统；另一类是用硅整流装置将交流变成直流后提供励磁的半导体励磁系统。
随着半导体技术的发展，可控硅整流装置已广泛应用于同步电机励磁系统。
可控硅整流装置将交流励磁机输出的三相交流电流转换成直流电流，励磁调节器根据发电机运行工况调节可控硅整流器的导通角，以此调节可控硅整流装置的输出电压，从而调节发电机的励磁。
6.2 研究同步电机励磁系统的背景在电力系统的运行中，同步发电机是电力系统获得无功功率的重要来源之一，通过调节励磁电流可以维持发电机端电压，改变发电机的无功功率。
不论系统是在正常运行情况下还是在故障情况下，同步发电机的励磁电流都必须得到有效控制，因此励磁系统是同步发电机的重中之重。
励磁系统的安全运行，不仅关系到发电机及电力系统的运行稳定性，而且关系到发电机及与其相关联的电力系统的经济运行指标。
对同步发电机励磁系统基本要求有：一、具有十分高的可靠性；二、保证发电机具有足够的励磁容量；三、具有足够的强励能力；四、保证发电机电压调差率有足够的整定范围；五、保证发电机电压有足够的调节范围；六、保证发电机励磁自动控制系统具有良好的调节特性等。
6.3 本文主要研究内容三相桥式全控整流电路是将交流电压转化为直流电压，进而转化为直流励磁电流的一个桥梁，所以对它的分析研究就显的尤为重要。
本次设计中综合运用MATLAB中的Simulink模块搭建三相桥式全控整流电路，仿真分析了在不同触发角情况下的输出电压波形，并在分析后通过电力系统综合自动化实验台上的示波器观察励磁装置中的六路脉冲、变压器二次测交流电压波形以及经整流后输出的直流电压波形。
u g u gu g u gu2u 图2 三相桥式整流电路的触发脉冲第七章 三相桥式全控整流电路简介7．1 主电路原理说明如图2.1，共阴极组——阴极连接在一起的3个晶闸管（VT 1，VT 3，VT 5）共阳极组——阳极连接在一起的3个晶闸管（VT 4，VT 6，VT 2）。
三相桥式全控整流电路的工作原理
三相桥式全控整流电路的工作原理
三相桥式全控整流电路，又称为三相整流桥式全控整流电路，它的结
构简洁，体积小，可以实现完全全控整流，是现代电力电子设备中常用的
一种整流元件。
它是由三相桥式变流器、控制电路以及同步调节所组成，
可以实现三相输入交流电能转换为单相或多相直流电能的整流功能。
三相桥式全控整流电路的工作原理是：三相桥式变流器的工作由控制
电路触发，控制电路通过三相交流电源的相位信号，控制节点的开启和关闭，使三相桥式变流器中的节点依次开启和关闭，实现了输入电源的变换。
当桥内的节点同步开启时，经历的一个半个周期后，才进入下一个周期，
三相桥式全控整流电路中的三相交流电能便被转变为单相或多相直流电能。
在三相桥式全控整流电路中，每个节点都要求开启和关闭时间一致，
这是关键，所以要实现三相变流器的同步，控制电路必须配备一个有效的
同步调节器，它能检测电路中交流电压的每个周期到达顶峰值，并将信号
转换为控制信号，从而实现桥内节点同步开启和关闭，实现三相交流电能
转换为单相及多相直流电能的整流功能。
三相桥式全控整流
三相桥式全控整流介绍三相桥式全控整流是一种电力电子设备，用于将交流电转换为直流电。
它具有全控性能，即能够实现对输入交流电的任意控制。
在现代电力系统中，交流电是主要的电力供应形式。
然而，很多电子设备和装置需要直流电才能正常工作。
因此，需要将交流电转换为直流电。
三相桥式全控整流器正是为了满足这个需求而开发的。
原理三相桥式全控整流器由四个可控硅组成，这些可控硅分别连接在一个桥式整流电路的四个支路上。
这四个支路分别由一个变压器的两个次级线圈、一个交流电源相中点和地线连接而成。
每个可控硅可以通过触发控制电路来控制通导时机和通导角度，从而控制输出电流的大小和方向。
通过适当的触发控制信号，可以实现对输入交流电的全面控制。
优点三相桥式全控整流具有以下优点：1.全控性能：通过合适的触发控制信号，可以实现对输入交流电的任意控制。
2.高效率：采用可控硅作为开关元件，具有较低的导通损耗和开关失真。
3.稳定可靠：整流器采用四个可控硅组成的桥式电路，具有稳定可靠的工作性能。
4.节能环保：采用全控硅和桥式整流电路，具有较高的能量转换效率和较低的谐波产生。
应用三相桥式全控整流器广泛应用于以下领域：1.电力系统：用于将交流电转换为直流电，供应给电力系统中的电子设备、装置和设施。
2.工业自动化：用于工业自动化控制系统中的电子设备、驱动器和电源。
3.电动机驱动：用于电动机驱动系统中的电源和电能转换装置。
4.光伏发电：用于光伏发电系统中的电流转换和能量管理。
5.变频器：用于变频器控制系统中的电源和电能传输。
6.电动汽车：用于电动汽车充电桩和电能传输系统中。
结论三相桥式全控整流器是一种非常重要的电力电子设备，能够将交流电转换为直流电，并通过全面的控制方式满足各种需求。
它具有全控性能、高效率、稳定可靠、节能环保等优点，并广泛应用于电力系统、工业自动化、电动机驱动、光伏发电、变频器和电动汽车等领域。
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控制角α=60度
❖ 当 α 大于 60o 时，相电压 瞬时值过零变负，由于电感 释放能量维持导通
❖ 从而使整流输出乎均电压 Ud进一步减小。
控制角α=90度
❖ 当α ＝90时，此时输出 电压波形正负两部分面 积相等，因而输出平均 电压等于零。
❖ 电感性负载当电感大小 能保证输出电流连续时， 控制角的最大移相范围 为90。
控制角α=30工作情况
❖ 一. 电感负载设电感足 够大
❖ 负载电流连续。 ❖ 1.控制角α=30
T+a,T-b导通过程
T+a,T-c导通过程
T+b,T-c导通过程
T+b,T-a导通过程
T+c,T-a导通过程
T+c,T-a导通过程
控制角30度时工作情况
❖ 当α＝30时，此时每个晶闸管是从自然换相点后移 一个角度α开始换相。
T+a,T-b导通过程
T+a,T-c导通过程
T+b,T-c导通过程
T+b,T-a导通过程
T+c,T-a导通过程
T+c,T-b导通过程
晶闸管及输出整流电压的情况
小结:
❖ 1. SCR触发导通规律 ❖ 共阴极组：哪个阳极电位最高时,哪个SCR管应触发导通； ❖ 共阳极组：哪个阴极电位最低时,哪个SCR管应触发导通； ❖ 2. 自然换相点（控制角为0的点）： ❖ 共阴极组： 三相相电压正半周波形的交点ωt1,ωt3,ωt5 ❖ 共阳极组： 三相相电压负半周波形的交点ωt2,ωt4, ωt6
❖ 输出电流平均值为：Id=Ud /R ❖ 电阻负载当α＝120时，Ud＝0，控制角移相范围为120
三相全控桥输出特性
❖ 关系曲线:Ud/U2l --- α ❖ 2.34U2=1.35U2l
总结
❖ 三相桥式全控整流电路特点：（与三相半波 电路相比）
❖ ◆输出电压提高一倍（两组半波电路串联构 成）；
❖ 三相桥式电路中变压器绕组中，一周期既有正向电 流，又有反向电流，提高了变压器的利用率，避免 直流磁化
❖ 由于三相桥式整流电路是两组三相半波整流电路的 串联，因此输出电压是三相半波的两倍。
一.电感性负载电感性负载
❖ 设电感足够大， ❖ 负载电流连续。 ❖ 1.控制角α=0 ❖ 相当于六个二极管整流
❖ ◆输出电压的脉动较小（6脉波/周期）； ❖ ◆变压器利用率高，无直流磁化问题； ❖ ◆最常用（大容量负载供电，电力拖动系统）
❖ 此时，由于输出电压Ud波形连续, 负载电流波形也连续
❖ 在一个周期内每个晶闸管导通 120o，输出电压波形与电感性负 载时相同。
电阻性负载控制角α>60度
❖ 以控制角等于90度为例， 线电压过零时，负载电 压电流为0, SCR 关断， 电流波形断续
T+a,T-b导通过程
T+a,T-c导通过程
三相桥式全控整流电路触发顺序
❖ 为了便于记忆，可画出三个 相差120o的矢量表示共阴 极组晶闸管T的下标+a、+b、 +c
❖ 然后相应各差180o画出共 阳极组晶闸管T的下标-a、b、-c得到相邻间隔60o的六 个矢量
❖ 顺时钟所得时序即是各晶闸 管触发顺序
三相全桥全控整流电路
❖ 控制角α＝30o情况源自小结:❖ 7. 为保证电源合闸或电流断续情况正常工作， 触发脉冲应采用双脉冲或宽度大于60度的宽 脉冲。
❖ 8. 在负载电流连续时，每个SCR导通120度； 三相桥式全控电路的整流电压在一个周期内 脉动六次，对于工频电源,脉动频率为 6×50HZ＝300Hz，比三相半波时大一倍。
小结:
❖ 9. 整流后的输出电压为两相电压相减后的波 形，即线电压。
三相桥式全控整流电路
❖ 由波形可见，输出电压波形每隔π／3重复一次，所以计算输出电压平均 值在60o内取其平均值即可。
❖ 在自然换相点处，定义α＝0，但是其线电压相位并不为0，初始相位为 π/3，所以积分上下限存在一个固定相位偏移
三相桥式全控整流电路
❖ 电阻性负载 ❖ 控制角α≤60o情况
电阻性负载控制角α≤60度
T+b,T-c导通过程
电阻性负载控制角α>60度
❖ 负载电流波形断续 ❖ 在一个周期内每个晶闸管导通
120－α ❖ 在一个周期内每个晶闸管需触发
导通两次
三相桥式全控整流电路
❖ 当整流输出电流连续时（即带阻感负栽，或带电阻负载 a≤60°时）的平均值为：
❖ 带电阻负载且a >60°时，电流断续,整流电压平均值为：
❖ 10. 控制角为零时输出电压为线电压正半周的 包络线
❖ 11. SCR承受电压波形与三相半波一样，最 大为线电压的峰值。
小结:
❖ 12. SCR的换流：共阴极组在T+a,T+b,T+c之间， 共阳极组在T-a,T-b,T-c之间进行。整体看， 每 隔60度要触发一个SCR, 顺序为 T+a,T-c,T+b,Ta,T+c,T-b；
小结:
❖ 3. 三相桥式全控整流电路，共阴极组和共阳极组必 须各有一个SCR同时导通才能形成通路；一般非同 相。
❖ 4. 对共阴极组正半周触发，应依次触发T+a,T+b,T+c 互差120度
❖ 5. 对共阳极组负半周触发，应依次触发T-a,T-b,T-c 互差120度
❖ 6. 接在同一相的两个SCR触发脉冲相位差180度。
可控整流电路
三相桥式全控整流电路
第三节 三相桥式全控整流电路
❖ 一.电路构成: ❖ 共阴极三相半波+共阳极三相半波。
第三节 三相桥式全控整流电路
❖ 一.电路构成: （输出串联构成）
三相桥式全控整流电路
❖ 共阴极组电路和共阳极组电路串联，并接到变压器 次极绕组上
❖ 两组电路负载对称，控制角相同，则输出电流平均 值相等，零线中流过电流为零
❖ 当晶闸管T+a和T-c导通时输出线电压Uac，经过b 相 和a相间的自然换相点，b相电压虽然高于a相，但 是T+ b尚未触发导通，因而T+a,T-c继续导通输出电压 Uac, 直到α＝30触发晶闸管T+b，则T+a受反压关断， 电流由T+a换到了T+b，此时输出线电压Ubc
❖ 由波形分析可见，由于α> 0，使得输出电压波形在 线电压的正向包络线基础上减小了一块相应于α＝ 30的面积，因而使输出整流平均电压减小。