电气-三相整流电路原理及计算 XXXX0321

电感性负载加续流二极管
α＜ 30°时
Ud 1.17U2 cos
α＞
3θ0＝°1时50°－αUd
1.17U2[1
cos(
6
)] /
3
uｄ
iT1
iｄ
iDR
150 IdT 360 Id
ωt
IT
150 360 Id
30
ωt
IdDR 120 Id
IDR
30 120 Id
第二节 三相桥式全控整流电路
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
L
ud
id
R
iT1
Id
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树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20. 10.2220 .10.22 Thursday , October 22, 2020
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人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。1 7:13:21 17:13:2 117:13 10/22/2 020 5:13:21 PM
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安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20. 10.2217 :13:211 7:13Oc t-2022- Oct-20
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°266U续0d°的时323临，时界将电6点纵流U轴处2 s右于in移连t续d(t)
XB=ωLB XB=２ωLB XB=ωLB XB=ωLB
uu
换相重叠角
uｄ uu 2U2 cos(t m )
uｖ uｗ
uv
2U2 cos(t m )
iｄ
uv uu 2
2U2
sin
m
sin t
2LB
di k dt
1
dik LB 2U2 sin m sin td(t)
Id 0
di k
1
1
3
3
5
5
6
2
2
4
4
6
三相全控桥式
控制角α＝600°°
11 3 35 5 1 u6u 2 u2ｖ 4 uｗ4 6 u6u
ωωtt
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
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
值处，在
π
m
～
π
m
之间
Ud 2U2 cos t
据傅氏级数展开
ud0 Ud0 an sin nt bn cos nt
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 6U2
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≤d90°1.时17U2 cos
移αU 相＞范d30围°为时19.01°7UUd 2
R id
uT1
uuv
晶闸管承受的最大反向
ωt 压降为 6U2
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
m
1
Ud0 2
m
m
m
2U2 cos td(t)
m
2U2
sin m
ud0
Ud0 1
n mk
2 cos k n2 1
cos
nt
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
m 2
m(
m
2U2 cos t)2 d(t ) U2
1
sin
2 m
2
m
U Ud20
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
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
URM 2 3U2 6U2
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
u1 v2 w3
L
ud
id
R
iT1
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
Ud 2.34U2 cos 1.35U2L cos
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
•
加强交通建设管理，确保工程建设质 量。17:13:2117 :13:211 7:13Th ursday , October 22, 2020
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安全在于心细，事故出在麻痹。20.10. 2220.1 0.2217:13:2117 :13:21 October 22, 2020
•
踏实肯干，努力奋斗。2020年10月22 日下午5 时13分 20.10.2 220.10. 22
换相重叠角
三相半波电路： m=３ XB=ωLB
cos cos( ) 2Id XB 6U 2
三相桥式电路： m=6 XB=ωLB U2取√3 U2
cos cos( ) 2Id XB 6U 2
六相半波电路： m=6 XB=ωLB U2取U2
cos cos( ) 2Id XB U2
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
生一环流ik
iv=ik iu=Id-ik
u LＢ
1
v LＢ
2
w LＢ
3
R
L
ud
uu
LB
dik dt
uv
LB
dik dt
uｄ
uu
uｖ uｗ
uu
ud
uu
uv 2
ωt
γ
iｄ
uv
uu
2L B
di k dt
ωt
换相压降
换相压降
m
Ud 2 (uv ud )d(t)
m 2
u v
(u v
nmk
nmk
√2 U2
ππ
mm
多相整流电路的一般分析 电压波形纵轴对称
ud0 Ud0 bn cos nt nmk
und应0以为2mπ/的m为整周数期倍
√2 U2
ππ
mm
bcnosn1m(tmm)
2cUos2
nco(sttco2msn)tdc(ost()nt
22mn2) U2 m
cos k sin n2 1
ωt
Ud 2
3
6U2 sin td(t)
2.34U 2
1
cos
3
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
ωωtt
uuv uuw uvw uvu uwu uwv uuv
ωt
电感性负载
uvwuv
22 Ud U2 cos U U2
UR
1
U2
U
2 d
U2 1
8 cos2 2
2
u
UR Ud0
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
① u②u ③ u④ｖ ⑤ u⑥ｗ ① ②uu
ωt
⑥uu①v uuw②uv③w uvu④uw⑤u uw⑥v uu①v ① ③⑤①
ωt
②④⑥ ②
wuv
135
id
u
R
vHale Waihona Puke Baidu
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，
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
U0°d ＜2α.≤3940Uω°tU2时cd os26vuuv3231.356UU22Lsicnostd(t)
60° α
电感性负载移 相2.范34围U为2 c9o0s° 1.35U2L cos
c3os56
2
6
2U2 sin td(t) 1.17U2 cos
Id
Ud R
I2 IT
Id 3
IT( AV )
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33而000，管°不°续起时起时流续，作，二uudd
LB
di k dt
)d(t)
m 2
LB
dik dt
d(t)
uｄ uu
m 2
Id 0
LBdi
k
m 2
LBId
mXB 2
Id
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
U
2 n
Un为n次谐波有效值
谐波分量（纹波电压）电压有效值
UR
U
2 n
U2
U
2 d
0
整流电压的纹波因数
u
UR Ud0
多相整流电路的一般分析
不同相数电压纹波因数
ｍ
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
2U
2
sin
m
sin td(t)
LB
uu
ωt
ωt
换相重叠角
Id
2U 2
sin
m
cos
cos(
)
LB
cos cos( )
Id XB
2U 2
sin
m
单相双半波电路：m=2 XB=ωLB
cos cos( ) Id XB 2U 2
单相桥式电路： m=2 XB=２ωLB
cos cos( ) Id XB 2U 2
实用单相桥式整流电路的谐波分析
ud0 Ud an sin nt bn cos nt
n2k
n2k
aann
22
2 U
2
2U s2isni(nnnt11s)in
nstidn((nt) 1)
n1
bnn
22
2U
22U c2 ocso(nsnt11c)os
nctods((nt) 1)
n1
2.34U2 cos 1.35U2L cos
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°
α＞660°时，电流断续
I晶T U闸Udd管21电123流.6516有7656U效(2值2cUo2sU2Rs2insint)2tdd((tt))
U1.217U12 c(o2s
R 2 3
3 cos 2 ) 2
IT
U2 R
1 ( 2 3 cos 2 ) 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
Ud
1UI.1Td7U
22[3211
cos(
66
62U2U22sR)is]ni/nt3dt )(2dt()t
)
晶IT闸 管UR2电 1U流R2.112 7有(U5261效2[1(值56cos4(36co4s32c)o]/s
23 1 sin
1
4 sin 2)
4
2
)
三相半波可控整流电路
纯电阻性负载
负载电流平均值