电气三相整流电路原理及计算(1)

2 U 2co t)s 2d ( t)U 2 1s2 i 2 m n
m
U Ud 20 Un 2 Un为n次谐波有效值
谐波分量（纹波电压）电压有效值
U R U n 2U 2U d 20
整流电压的纹波因数
u

UR U d0
多相整流电路的一般分析
不同相数电压纹波因数
ｍ
纯电阻性负载
负载电流平均值
Id

Ud R
晶闸管电流平均值
1 IdT 3 Id
晶闸管承受的最大反向电压为变压器二次线电压峰值
U RM 23 U 26 U 2
晶闸管承受的最大正向电压为变压器二次相电压峰值
UFM 2U2
三相半波可控整流电路
控制角α＝30°
uｄ uu
uｖ uｗ
uu
ωt
电感性负载
控制角α＝60°
uｄ
uu
uｖ uｗ
uu
ωt
iT1 ωt
纯电阻性负载
u1 v2 w3 ud R id
α＞30°时电流断续，１、２、３晶闸管导 通角小于120°
三相半波可控整流电路
uｄ
纯电阻性负载
ωt
2 α 3 6
控α控＜制制角3角0α°＜α时＜3，03°0晶°时闸时u管uｄｄ波电波形流形连有连续效续，值，整整流流电电压压平平均均值值
u1 v2 w3
L
ud
id
R
iT1
Id
ωt
α≤30°时，uｄ波形与纯电阻性负载波形一样，Ud计算式和纯电
阻性负载一样；当电感足够大时，可近似认为id 波形为平直波形，
晶闸管导通角为120°，3个晶闸管各负担1／3的负载电流
三相半波可控整流电路
控制角α＝60°
uｄ
uu
uｖ uｗ
uu
ωt
电感性负载
u1 v2 w3
22 Ud U2cos UU2
1
UR U2Ud 2 U218co 22 s2
u

UR U d0
第四节 变压器漏抗对整流电路的影响
变换压相器过绕程组所漏对感应可的以时用间一用个电电感 L角B度表表示示，，由叫于换漏向感重存叠在角，γ使电流 换向要经过一段时间，不能瞬时 完在成换相过程中，两相回路产
√2 U2
ππ
mm
b c n n o 1 m ( t m s m ) 2 c U 2 n c o ( o ts t c 2 m s n o ) tc s ( d to ) n ts 2 2 m m ( n 2 )U 2 cn k o 2 s 1 sm in
XB=ωLB XB=２ωLB XB=ωLB XB=ωLB
Id

Ud R
I2 IT
Id 3
IT( A V)

IT 1.57
电感性负载加续流二极管
uuｄｄ uu
iT1 iDR
uｖ uｗ
iｄ
uu
ωt
u1 v2 w3
id
L
ud
R
ωt
电断流电连极用阻续作阻续管负，用负且承载续载均受流α大反α二＞于压≤极3而030，0管°不°续起时起时流续，作，二uudd
电感性负载加续流二极管
α＜ 30°时
Ud1.1U 72cos
α＞ 3θ0＝°1时50°－αU d1.1U 72[1co 6s ()/]3
uｄ
iT1
iｄ
iDR
150 IdT 360 Id
ωt
150
IT 360 Id
30
ωt
IdDR 120 Id
30 IDR 120 Id
U1 d 0
m
2 m m
2 U 2c o t(s d t)2 U 2m sim n
2co k s

u d0U d0 1nmk n 21co n st
n=mk，k=1，2，3......
多相整流电路的一般分析 整流电压有效值
U mm ( 2 m
L
ud
id
R
iT1
Id
α＞30°时，电压
波形出现负值，波
形连续，输出电压
ωt
平均值下降，晶闸
uT1
管导通角为120°
ωt 晶闸管承受的最大正反
uuv
uuw
向压降为 6U 2
三相半波可控整流电路
电感性负载
电α＜感性30负°载时0°≤αU ≤d9 0°1.时1U 72cos
移αU 相＞范d 30围 °为时1 9.01 °U U 7 d22 c 3o 656 s2U2s i ntd (t) 1.1U 72cos
60° α
电感性负载移相2.范34围U为2 c9o0°s 1.35U2L cos
第三节 整流电压的谐波分析
负载电压可看作各次谐波电压的合成，对应各次谐波电压， 产生各次谐波电流，负载电流便是各次谐波电流的合成
一、多相整流电路的一般分析
以三相半波不可控整流电路为例计算
多相电路，将纵坐标选在整流电压峰
2m LBddkitd(t)
uｄ uu
m
2
Id 0
LBdik
2m LBIdm 2X BId
iｄ
u LＢ
1
v LＢ
2
w LＢ
3
R
L
uｖ uｗ
uu
ωt
ωt
换相压降
Ud

mXB 2
Id
单相双半波电路：m=2 单相桥式电路： m=2 三相半波电路： m=３ 三相桥式电路： m=6
uuv uuw uvw uvu uwu uwv uuv
ωt
电感性负载
uvwuv
135
id
u
R
v w ud L
4 62
wvwuuv
电阻负载α＜60°时波形
连续，感性负载与电阻性 负载电压波形一样，Ud计 算式相同
0°＜α≤60°时
U d 2 .3U 2 4 c o 1 s .3U 2 5 L c os
uT1
三相桥式全控
控电制阻角性α负＝载630°
1 1 11 33 33 55 55 11 6u6u 22 2u2ｖ 44 u4ｗ4 66 6u6u
ωt ωt
电阻性负载
135
id
u
v w ud R
4 62
uuv uuw uvw uvu uwu uwv uuv

3α
0°＜α≤60°时
ωt Ud计3α与 0＝算断°26 6 U续0d°的时 323 临， 时界将电6 点纵流U 轴处2s右于i移连 nt续d (t)
第二节 三相桥式全控整流电路
① u②u ③ u④ｖ ⑤ u⑥ｗ ① ②uu
ωt
⑥uu①v uuw②uv③w uvu④uw⑤u uw⑥v uu①v ① ③⑤①
ωt
②④⑥ ②
wuv
135
id
u
R
v
w ud
-
L
4 62
+
双发只发冲同1晶宽回触和不换路任管共只2窄主配脉0组闸度路发双可相控意同阳晶°脉触对冲晶管大，脉窄控点制时时极闸，冲发的，闸差于即冲脉整 就 角刻 导 与 管共方脉晶称管宽66可冲流是必通共导α阳00的式冲闸为°°之脉以两电可须才阴通极起：时管辅，，间冲采种路控有能极与点给，也助只就脉方w用形uv的整两构组共晶给发触要能冲式宽式自流个成各阴闸另一发脉构互脉工然电晶回有极管一触脉冲成差冲作闸路一组，
R id
uT1
uuv
晶闸管承受的最大反向
ωt 压降为 6U 2
uuw
电流连续，１、２、３晶
闸管导通角都为120°
三相半波可控整流电路
控制角α＝30°
uｄ uu
uｖ uｗ
uu
ωt
iT1 ωt
纯电阻性负载
u1 v2 w3 ud R id
电流处于连续与断续的临界点，１、２、３
晶闸管导通角仍为120°
三相半波可控整流电路
值处，在
π
m
～
π
m
之间
Ud 2U2co st
√2 U2
ππ
mm
据傅氏级数展开


u d 0U d 0 a nsin n t b nco n ts
n mk
n mk
多相整流电路的一般分析 电压波形纵轴对称

ud0Ud0 bncon st nmk
und应0以为2mπ/的m为整周数期倍
三相桥式全控
电感性负载
控制角α＝90°
uu
uｖ uｗ
uu
ωt
u
135
id
u
R
v w ud eL
4 62
v
uuv uuw uvw uvu uwu电uwv感uu性v 负载输α出＞电60压°u 平时均值 eL
U 0°d ＜2 α.≤3 90ωU °tU 2 4 时c d2 6o vu u v323 1 s . 3 6U U2 2 5 L sc i nt o d (t)s
生一环流ik
iv=ik iu=Id-ik
u LＢ
1
v LＢ
2
w LＢ
3
R
L
uduuLBd dkituvLBd dkituｄ
uu
uｖ uｗ
uu
ud

uu
uv 2
ωt
γ
iｄ
uv
uu
2LB
dik dt
ωt
换相压降
换相压降
m
Ud2 (uvud)d(t)
2 m uv(uvL Bd dk)it d( t)
第第一三节章 三三相相半可波控可整控整流流电电路路
u1
v2 w3 ud
VT2控制 角起点
R id 不可控整流电路的自然 换相点就是可控整流电
ud uu
uv
uw
路控制角α的起点
ωt
VT1控制 角起点
VT3控制 角起点
三相半波可控整流电路
控制角α＝０°
ud
uu
uv
uw
uu
ωt
纯电阻性负载
u1 v2 w3 ud
2
o2s)
ITU R 2
1(2 3co2 s) 2 3 2
三相半波可控整流电路
uｄ
纯电阻性负载
ωt
控α制控＞角制30角α°＞α时＞3，030°晶°闸时时管uｄ电波流形有效断值续，整流电压平均值
U d1U I.1 Td U 722 [2 3 1 1 c 6 6 o ( 6 22 U s U 2 (2sR )si/]i n nt3 t)d (2 dt( )t)
1
1
3
3
5
5
6
2
24Biblioteka 46三相全控桥式
控制角α＝600°°
11 3 35 5 1 u6u 2 u2ｖ 4 uｗ4 6 u6u
ωωt t
工作原理
135
id
u
R
v
w ud
-
L
4 62
+
uuv uuw uvw uvu uwu uwv uuv
晶1闸管1 承3受的3 最5大正5 、1反
ωt 向6压降2 为2√6 U4 2 4 6 6
晶IT 闸管U R 2 电 1 U 流R 2 .1 1 2有(U 5 7 2 6 1 效 2[ 1 (值5 6 c o 4 3 6c s 4 3 o ( 2c )s /]o 2 1 4 3 ssi1 4 2n s)i2n )
三相半波可控整流电路
2 .3U 2 4 c o 1 s .3U 2 5 L c o
三相桥式全控
控制角α＝90°
1133551 uu 6 2uｖ2 u4ｗ 4 6uu 6
ωt
电阻性负载
135
id
u
v w ud R
4 62
uuv uuw uvw uvu uwu uwv uuv

α
3
6移0°相＜范α围≤1为201°20时°
ωt U αd＞626 0° 3 时，6电U 流2s断i续 ntd (t)
2.34U21cos3
三相桥式全控
电控感制性角负α＝载360°
11 11 33 33 55 55 11 6u6u 22 2u2ｖ 44 u4ｗ4 66 6u6u
ωωt t
n 2k
n 2k
a a n n 2 2 2 U 2 2 U s 2sin n n i n t 1 1 s () in n s ti(d n n n t )1 1 () b b n n 2 2 2 U 2 2 U c 2co n n o s t1 1 c s( ) o n c ts(d o n n t ) s 1 1 ( )
2
3
6
12
∞
γu（％） 48.2 18.27 4.18 0.994
0
m=6时，纹波因数已很小，它只有6次、12次、18次......谐波 电压，因此相数越多，输出直流电压的交流分量就越小
实用单相桥式整流电路的谐波分析


u d 0U d ansin n t b nco n ts
I晶TU 闸Ud d 管2 1电1 23 流 . 65 1 6 有 65 6 U 7 效( 2值2 cU 2U o 2R s 2s is nit )n2tdd (( tt))
U 1.21U 712c(2o s
R 2 3
3 c