电力电子技术课程设计---三相半波整流电路
电力电子课程设计---三相半波可控整流电路电阻性负载
摘要整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。
大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。
整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。
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。
滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。
变压器设置与否视具体情况而定。
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之间的电隔离（可减小电网与电路间的电干扰和故障影响）。
整流电路的种类有很多，有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。
关键词：整流，变压，触发，晶闸管，额定。
The ac power rectifier circuit is converted to dc can circuit. Most by rectifier circuit transformer, rectifier main circuit and filters etc. It in dc motor speed, the motives of generator excitation adjustment, electrolysis, electroplating and other areas to be widely applied. Usually by rectifier circuit main circuit, filter and transformers group. Since 1970s, main circuit multi-purpose silicon rectifier diode and the brake canal composition. Filters connect in the main circuit and load between filter, used in the dc voltage ripple exchange component. Transformer Settings or not inspect particular case and decide。
三相半波可控整流电路(阻感负载)
1引言整流电路技术在工业生产上应用极广。
如调压调速直流电源、电解及电镀的直流电源等。
整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。
大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。
整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。
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。
滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。
变压器设置与否视具体情况而定。
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之间的电隔离（可减小电网与电路间的电干扰和故障影响）。
整流电路的种类有很多，有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。
把交流电变换成大小可调的单一方向直流电的过程称为可控整流。
整流器的输入端一般接在交流电网上。
为了适应负载对电源电压大小的要求，或者为了提高可控整流装置的功率因数，一般可在输入端加接整流变压器，把一次电压U1，变成二次电压U2。
由晶闸管等组成的全控整流主电路，其输出端的负载，我们研究是电阻性负载、电阻电感负载（如直流电动机的励磁绕组，滑差电动机的电枢线圈等）。
以上负载往往要求整流能输出在一定范围内变化的直流电压。
为此，只要改变触发电路所提供的触发脉冲送出的早晚，就能改变晶闸管在交流电压U2一周期内导通的时间，这样负载上直流平均值就可以得到控制。
2 三相可控整流电路当整流负载较大，或要求直流电压脉动较小，易铝箔时，应采用三相整流电路，其交流侧由三相电源供电。
三相可控整流电路中，最基本的是三相半波可控整流电路，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路，双反星形可控整流电路以及十二脉波可控整流电路等，均可在三相半波的基础上进行分析。
3 三相半波可控整流电路（阻感性负载）3.1 工作原理如果负载为阻感负载，且L 值很大，则整流电路Id 的波形基本是平直的，流过晶闸管的电流接近矩形波。
三相半控桥式整流电路
辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：220V／100A三相半控桥式整流电路院（系）：专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：2014.06.09-2014.06.22课程设计（论文）任务及评语院（系）： 教研室：电气教研室注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算学 号学生姓名 专业班级 课程设计题目 220V ／100A 三相半控桥式整流电路课程设计（论文）任务课题完成的设计任务及功能、要求、技术参数实现功能直流电动机具有良好的启动性能和调速性能，在工业生产中获得广泛应用，本次设计的目的是为1台额定电压110V 、功率为20kW 的直流电动机提供直流可调电源，以实现直流电动机的无级调速。
设计任务与要求1、对设计方案进行经济技术论证。
2、完成整流主电路设计。
3、通过计算选择整流器件的具体型号。
4、若采用整流变压器，确定变压器变比及容量。
5、确定平波电抗器的参数。
6、触发电路设计或选择。
7、绘制相关电路图。
8、在实验室进行模拟验证或matlab 仿真。
9、完成4000字左右的设计说明书。
技术参数1、交流电源：三相380V 。
2、整流输出电压U d 在0～220V 连续可调。
3、整流输出电流最大值100A 。
4、最小控制角取20～300左右。
5、直流电动机额定电压110V 、功率为20kW 。
进度计划 第1天：集中学习；第2天：收集资料；第3天：方案论证；第4天：主电路设计；第5天：选择器件；第6天：确定变压器变比及容量；第7天：确定平波电抗器；第8天：触发电路设计；第9天：总结并撰写说明书；第10天：答辩指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩：总成绩： 指导教师签字：年 月 日摘要电力电子学在工程应用中称为电力电子技术。
电力电子学是应用于电力技术领域中的电子学，它以利用大功率电子器件对能量进行控制和变换为主要内容，是一门与电子、控制和电力紧密联系的边缘学科。
三相半波可控整流电路实验报告
实验目的：1. 了解三相半波可控整流电路的原理和工作方式；2. 学习使用数字电压表和示波器等仪器进行电路参数测量；3. 掌握实验中的电路搭建及参数调试方法。
实验器材和仪器：1. 三相变压器2. 三相全控桥整流电路模块3. 三相电阻负载4. 数字电压表5. 示波器6. 电缆和连接器等实验原理：三相半波可控整流电路是一种常用的电能调节电路，通过控制可控硅实现对三相交流电信号的半波整流，可以实现对电源输出功率的控制，被广泛应用于电力调节和电机控制等领域。
实验中，我们需要了解三相交流电信号的波形特性、半波整流电路的工作原理和控制方法，以及数字电压表和示波器的使用方法。
实验步骤：1. 将三相变压器连接至三相交流电源，并接入三相全控桥整流电路模块和三相电阻负载。
保证接线正确并紧固端子。
2. 分别连接数字电压表和示波器至电路中，用于测量电压和波形。
3. 打开电源，调节三相变压器输出电压为合适数值，确保电路工作在正常工作范围。
4. 通过控制可控硅触发脉冲信号，实现对半波整流电路的控制，观察电压和电流波形的变化。
5. 使用数字电压表和示波器分别测量并记录输出电压、输出电流和波形特性，包括峰值、均值、谐波含量等参数。
实验结果与分析：1. 经过实验，我们得到了三相半波可控整流电路的电压和电流波形数据，通过分析这些数据，可以得到电路的输出功率、效率和电流谐波等重要参数，为后续电路设计和控制提供了参考依据。
2. 通过调节可控硅触发角，我们观察到了电路输出电压的变化规律，进一步验证了半波整流电路的控制特性。
3. 实验数据的测量准确性和稳定性对实验结果的分析具有重要意义，确保了实验结果的可信度和准确性。
结论：三相半波可控整流电路的实验结果表明，该电路可以实现对三相交流电信号的半波整流和功率控制，通过控制可控硅的触发信号，实现对输出电压和电流波形的调节和监测。
这为电能调节和电机控制等领域的应用提供了重要参考。
在实验中，我们还学习了数字电压表和示波器等仪器的使用方法，提高了实验操作和数据处理的能力，为今后的实验研究奠定了基础。
电力电子技术第3章 三相可控整流电路
第二节 时
三相全控桥式整流电路
整流电压为三相半波时的两倍，在大电感负载
20
图 3.9 三相桥式全控整流电路
21
图 3.10 三相全控桥大电感负载 α =0°时的波形
22
图 3.11 三相全控桥大电感负载 α =30°时的电压波形
23
图 3.12 三相全控桥大电感负载 α =60°时的电压波形
3
图 3.2是 α =30°时的波形。设 VT3 已导通， 当经过自然换流点 ωt0 时，因为 VT1的触发脉冲 ug1还没来到，因而不能导通，而 uc 仍大于零，所 以 VT3 不能关断，直到ωt1 所处时刻 ug1触发 VT1 导通，VT3 承受反压关断，负载电流从 c相换到 a 相。
4
图 3.2 三相半波电路电阻负载 α =30°时的波形
32
一、双反星形中点带平衡电抗器的可控整流电路 在低电压大电流直流供电系统中，如果要采用 三相半波可控整流电路，每相要多个晶闸管并联， 这就带来均流、保护等一系列问题。如前所述三相 半波电路还存在直流磁化和变压器利用率不高的问 题。
33
图 3.15 带平衡电抗器双反星形可控整流电路
34
图 3.16 带平衡电抗器双反星形可控整流 ud 和 uP 波形
26
图 3.14 三相桥式半控整流电路及波形 （a）电路图 （b）α =30° （c）α =120°
27
一、电阻性负载 控制角 α =0时，电路工作情况基本与三相全 控桥 α =0时一样，输出电压 ud波形完全一样。输 出直流平均电压最大为 2.34U2Φ。
28
由图 3.14（ b），通过积分运算可得Ud 的计 算公式
12
当 α >30°时，晶闸管导通角 θV=150°- α。 因为在一个周期内有 3次续流，所以续流管的导通 角 θVD=3（ α -30°）。晶闸管平均电流为
三相半波整流
电力电子课程设计说明书三相半波整流电路的设计系、部：电气与信息工程系学生姓名：曹海滔指导教师：王翠职称博士专业：自动化班级：自本0802完成时间：6月2日摘要三相整流电路是交流测由三相电源供电，负载容量较大,或要求直流电压脉动较小，容易滤波。
三相可控整流电路有三相半波可控整流电路，三相半控桥式整流电路，三相全控桥式整流电路。
因为三相整流装置三相是平衡的，输出的直流电压和电流脉动小，对电网影响小，且控制滞后时间短。
半波整流电路是一种最简单的整流电路。
它由电源变压器B 、整流二极管D和负载电阻Rfz ，组成。
变压器把市电电压（多为220伏）变换为所需要的交变电压e2，D 再把交流电变换为脉动直流电。
本次课程设计主要研究三相半波整流电路在电阻性负载和阻-感性负载下的工作情况。
关键词：三相半波整流电路；电阻性负载；阻-感性负载目录第1章设计任务、指标内容 (4)1.1 设计任务 (4)1.2 指标内容 (4)第2章设计方案 (5)2.1 设计框图 (5)2.2 设计电路原理图 (5)第3章主电路设计及原理分析 (7)3.1 主电路设计 (7)3.2 主电路原理分析 (7)第4章触发电路设计 (11)第5章主要参数计算 (13)5.1 输出值的计算 (13)5.2 变压器参数 (13)5.3 晶闸管参数 (13)5.4 变压器容量 (14)5.5 晶闸管额定电压 (14)5.6 晶闸管额定电流 (14)第6章计算机仿真 (15)6.1 设计仿真电路 (15)6.2 仿真结果 (16)参考文献致谢附录1设计任务、指标内容1.1 设计任务（1）电源变压器设计，计算变压器容量、二次侧电压有效值；（2）晶闸管选择，计算晶闸管额定电压、额定电流；（3）主电路图设计。
1.2 指标内容（1）电网：三相交流380V，50Hz；（2）用集成电路组成触发电路；（3）负载性质：电阻、电阻电感；（4）对电路进行设计、计算与说明；（5）计算所用元器件型号参数。
电力电子技术基础课程设计--三相半波可控整流电路的设计(电阻性负载)
课程设计任务书图1三相半波可控整流电路原理图对于VS1、VS2、VS3，只有在1、2、3点之后对应于该元件承受正向电压期间来触发脉冲，该晶闸管才能触发导通，1、2、3点是相邻相电压波形的交点，也是不可控整流的自然换相点。
对三相可控整流而言，控制角α就是从自然换相点算起的。
控制角0<α￡2π/3，导通角0<θ￡2π/3。
晶闸管承受的最大正向电压.承受的最大反向电压：2.1.2负载电压当0 ≤ α ≤ π/6时图2电路输出电压波形在一个周期内三相轮流导通，负载上得到脉动直流电压Ud，其波形是连续的。
电流波形与电压波形相似，这时，每只晶闸管导通角为120°，负载上电压平均值为：当π/6 < α ≤ 5π/6时图3电路输出电压波形2.2带阻感负载时的工作情况2.2.1原理说明电感性负载由于电感的存在使得电流始终保持连续，所以每只晶闸管导通角为2π/3，输出电压的平均值为：当α=π/2时， Ud =0，因此三相半波整流电感负载时的控制角为0~ π/2正向承受的最大电压为反向承受的最大电压为图4是电路接线图图4阻感负载接线图图5输出电压波形3.设计结果与分析3.1仿真模型根据原理图利用MATLAB/SIMULINK软件中，电力电子模块库建立相应的仿真模型如图5图6仿真模型图3.2 仿真参数设置晶闸管参数：I vt=I/√3=0.577I d=0.577×6.04=3.46AI fav=I VT/1.57=2.2A额定值一般取正向电流的1.5-2倍，所以取3.3-4.4A之间的数值。
UFM=URM=2.45U2=245V晶闸管额定电压选值一般为最大承受电压的2-3倍，所以额定电压取值为490-735V之间。
变压器参数计算Ud=100V变压器二次侧采用星形接法，所以变压器二次侧峰值为141.4V变压器一次侧采用三角形接法，因此每相接入电压峰值为380V一次侧电压接电网电压220V电压器变比则约为2.693.3仿真结果U2波形仿真图图7 U2波形仿真图U波形图vt1图8 U vt1波形图波形图Ivt1Ivt图9 I vt1波形图u波形图d图10 u d波形图i波形图d图11 i d波形图设置触发脉冲α分别为0°。
电力电子技术——三相半波可控整流电路
➢SCR电压波形uVT1（三段分析法）:与三相半波相同。 ➢副边电流ia波形：正半周为iVT1，负半周为iVT4；阻感负
➢t3~t4 期 间 ： VD3 导 通 , 迫 使 VD2 关 断 ， ud=uc。
Goback
➢VD1,2,3轮换导通各120° ，ud为三相电压在正半 周的包络线，三脉波整流。
➢t1，t2，t3时刻均发生二极管换流，电流由一只 向另一只转移。
• 自然换相点：各相晶闸管能触发导通的最早时刻。
以此作为控制角的起点。单相整流的自然换相
➢导通30o时， ua= ub ， uab过零变负。电阻负载时， VT1,6关断，ud=0；而在大L-R负载时VT1,6继续导通， ud等于uab负半周的起始片段，直到VT1,2触发导通为 止。
➢在C相负半周=90o处,VT1,2同时触通，ud为uac片段。
➢ud每周含有6个线压片段。电阻负载时，ud断续间隔
• >30°(=60°) 时 ： ua 过 零 时 , 由 于 L 很 大 , 延 续 VT1导通，直到b相VT2触通,发生换流，ud=ub, 同时使VT1关断。
• 随增大，ud中的负面积增大,直到=90° ，正负
面积相等，Ud=0。
• 的移相范围：0～90° 。
转波形
• 每只SCR导通角=120°,电流近似为120°方波。
u
u
u
u
u
a
b
c
a
2
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u G
1
3
电力电子技术课程设计---三相半波整流电路
电力电子技术课程设计---三相半波整流电路————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：1 三相半波整流电路的负载分析1。
1 引言单相整流电路线路简单，价格便宜，制造、调整、维修都比较容易，但其输出的直流电压脉动大，脉动频率低。
又因为它接在三相电网的一相上,当容量较大时易造成三相电网不平衡，因而只用在容量较小的地方.一般负载功率超过4kw要求直流电压脉动较小时，可以采用三相可控整流电路。
半波整流电路是一种实用的整流电路。
它由电源变压器B 、整流二极管D 和负载电阻Rfz ,组成。
变压器把市电电压（多为220伏)变换为所需要的交变电压e2,D 再把交流电变换为脉动直流电.图1 半波整流电路变压器砍级电压e2，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的波形如图所示。
在0～K时间内，e2为正半周即变压器上端为正下端为负.此时二极管承受正向电压面导通，e2通过它加在负载电阻Rfz上，在π～2π时间内，e2为负半周,变压器次级下端为正，上端为负。
这时D承受反向电压，不导通，Rfz，上无电压。
在π～2π时间内，重复0～π时间的过程,而在3π~4π时间内，又重复π～2π时间的过程…这样反复下去，交流电的负半周就被"削”掉了，只有正半周通过Rfz，在Rfz上获得了一个单一右向（上正下负）的电压,如图所示，达到了整流的目的，但是，负载电压Usc。
以及负载电流的大小还随时间而变化，因此,通常称它为脉动直流。
这种除去半周、图下半周的整流方法，叫半波整流.不难看出，半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的,电流利用率很低（计算表明，整流得出的半波电压在整个周期内的平均值，即负载上的直流电压Usc =0.45e2 ）因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。
图2 正弦波图形1。
三相半波可控整流电路的根号3
三相半波可控整流电路的根号3三相半波可控整流电路是一种常见的电力控制电路，可用于直流电力系统中提供高效的电力转换和控制。
本文将从电路原理、工作特性、应用领域等方面对三相半波可控整流电路进行详细介绍。
一、电路原理三相半波可控整流电路由三相交流电源、整流桥、控制电路和负载等组成。
三相交流电源通过整流桥将交流电转换为直流电，控制电路通过控制整流桥中的可控硅元件实现对输出电压的控制，负载则是整流电路的输出部分。
整流桥由六个二极管和六个可控硅元件组成，可控硅元件通过控制脉冲触发角实现对电压的调节。
控制电路根据负载的需求计算出触发角，再通过触发电路控制可控硅元件的导通时间，从而实现对输出电压的控制。
二、工作特性三相半波可控整流电路具有以下几种工作特性：1.高效性：可控硅元件的导通时间可以根据需要进行调节，使得整流电路的输出电压可以实现精确控制，从而提高整个系统的效率。
2.可靠性：整流桥中的二极管和可控硅元件采用并联结构，使得整流桥具有高可靠性和稳定性。
3.适用性：三相半波可控整流电路适用于各种负载需求，可以满足不同工作条件下的电压要求，具有较广泛的应用范围。
三、应用领域三相半波可控整流电路广泛应用于各种电力系统中，包括工业控制、交通信号、医疗设备等领域。
具体应用场景如下：1.工业控制：在各种工业生产设备中，三相半波可控整流电路可用于对电机、传动装置等进行电力控制，提高设备的运行效率和稳定性。
2.交通信号：交通信号灯、隧道照明等设施中，三相半波可控整流电路可以实现对交通信号灯的亮度和频闪频率的精确调控。
3.医疗设备：医疗设备中对电力精确控制要求较高，三相半波可控整流电路可用于X射线机、CT机等设备中，保证设备的稳定运行和安全使用。
四、发展趋势随着电力电子技术的发展和应用领域的不断扩大，三相半波可控整流电路也在不断优化和改进。
未来的发展趋势包括：1.高性能：通过新材料和新工艺的不断应用，提高整流桥中可控硅元件和二极管的性能，提高整流电路的稳定性和效率。
电力电子技术-三相半波可控整流
晶闸管VT1的电压波形，由3段组成：
第1段，VT1导通期间，为一管压降， 可近似为uT1=0
wt
O wt1 uG
wt
2
wt
3
第 2 段，在 VT 1 关断后， VT 2 导通期 间， uT1=ua-ub=uab，为一段线电压。
c) O ud d) O i VT
1
wt
wt
第3段，VT2关断后，VT3导通期间， uT1=ua-uc=uac为另一段线电压。 其他两管上电压波形形状相同，相 位依次相差120°。 结论：晶闸管电压由一段管压降、 两段线电压组成。
数量关系分析：
由于负载电流连续， 即 Ud = 1.17U 2 cosa
变压器二次电流即晶闸管电流的有效值为
1 1 1 I =I = I dwt = I = I = 0.577 I 2 3 3 晶闸管的额定电流 折合为正弦半波通态平均电流 I VT I VT(AV) = = 0.368 I d 1.57 晶闸管最大正、反向电压峰值均为变压器二次线电压峰值
a ≤30时,整流电压波形与电 阻负载时相同 a >30时,ua过零时，VT1不 关断，直到VT2 的脉冲到来，才 换流，由VT2导通向负载供电， 同时向VT1施加反压使其关断— ud波形中出现负的部分。 id波形有一定的脉动，但为 简化分析及定量计算，可将id 近似为一条水平线。 •随 a 增大， u d 中负面积增大 , 直到a =90°，正负面积相等， ud =0。阻感负载时的移相范 围为90
负载电流平均值为
晶闸管电流平均值
Ud Id = R
I dT
1 = Id 3
晶闸管承受的最大反向电压，为变压器二次线电
电力电子技术-三相桥式整流
三相桥式全控整流电路的特点 （1）2个晶闸管同时通形成供电回 路，其中共阴极组和共阳极组各1个， 且不能为同1相器件 （ 2 ） u d 一周期脉动 6 次，每次脉动波 形一样，故该电路为6脉波整流电路。
（ 3 ）晶闸管承受的电压波形与三相 半波时相同，晶闸管承受最大正、反 向电压的关系也相同。
晶闸管一周期中有1200处于通态， 240 0 处于断态，由于负载为电阻， 故晶闸管处于通态时的电流波形与 相应时段的Ud波形相同。
b
u
c
O
u
d2
w t1
Ⅰ u ab Ⅱ u ac Ⅲ u bc Ⅳ
ba
w t
Ⅴ u ca Ⅵ u cb
u 2L ud
u
u
ab
u
ac
O
w t
ia O
w t
u
VT
1
u
ab
u
ac
u
bc
u
ba
u
ca
u
cbΒιβλιοθήκη uabuac
O
w t
u
ab
u
ac
三相桥式全控整流电路带电阻负载 a = 300 时的波形
u
d1
a = 30 u a
三相桥式全控整流电路带阻感负载 a = 900 时的波形
u d1
a = 90
ub
uc
ua
O u d2 ud
w t1
Ⅰ u ac Ⅱ u bc Ⅲ u ba Ⅳ u ca Ⅴ u cb Ⅵ u ab
w t
u ab
u ac
O
w t
u VT
1
u ac
u ac
O u
三相半波全控整流电路工作原理
三相半波全控整流电路是一种电力电子装置，用于将三相交流电转换为可控直流电。
它的工作原理可以分为以下几个部分：1. 三相交流电源：三相半波全控整流电路的输入端为三相交流电源，通常为三相交流发电机或三相交流变压器。
2. 整流变压器：三相交流电源经过整流变压器降压后，输出三相交流低压。
整流变压器的副边绕组通常采用星形接法，使得每一相的电压相对于中性点对称。
3. 全控整流桥：整流变压器输出的三相交流低压接到全控整流桥的输入端。
全控整流桥由六个晶闸管（SCR）组成，分为共阴极组和共阳极组。
通过控制晶闸管的导通与截止，实现对交流电压的整流和控制。
4. 负载：全控整流桥的输出端接有负载，可以是电阻、电感或电容等。
负载将整流后的直流电压转换为所需的电流。
5. 控制系统：控制系统用于控制晶闸管的导通与截止，实现对整流电压和电流的控制。
控制信号可以是电压、电流或相位等。
通过改变控制信号，可以实现对整流电压和电流的调节。
工作原理如下：1. 当A相电压最高，B相电压最低时，跨接在A相和B相间的晶闸管D1和D4导通，电流从A相流出，经D1、负载电阻、D4，回到B相。
2. 当A相电压最高，C相电压最低时，跨接在A相和C相间的晶闸管D1和D6导通。
3. 当B相电压最高，C相电压最低时，跨接在B相和C相间的晶闸管D3和D6导通。
4. 当B相电压最高，A相电压最低时，跨接在B相和A相间的晶闸管D3和D2导通。
通过以上四个工作状态，三相半波全控整流电路实现了将三相交流电转换为可控直流电的功能。
同时，由于三相半波整流电路中每一相的整流波形在时间上依次相差120度叠加，整流输出波形不过0点，并且在一个周期中有三个宽度为120度的整流半波。
因此，它的滤波电容器的容量可以比单相半波整流和单相全波整流时的电容量都小。
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11 三相半波整流电路的负载分析1.1 引言单相整流电路线路简单，价格便宜，制造、调整、维修都比较容易，但其输出的直流电压脉动大，脉动频率低。
又因为它接在三相电网的一相上，当容量较大时易造成三相电网不平衡，因而只用在容量较小的地方。
一般负载功率超过4kw要求直流电压脉动较小时，可以采用三相可控整流电路。
半波整流电路是一种实用的整流电路。
它由电源变压器B 、整流二极管D 和负载电阻Rfz ，组成。
变压器把市电电压（多为220伏）变换为所需要的交变电压e2，D 再把交流电变换为脉动直流电。
图1 半波整流电路变压器砍级电压e2，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的波形如图所示。
在0～K时间内，e2为正半周即变压器上端为正下端为负。
此时二极管承受正向电压面导通，e2通过它加在负载电阻Rfz上，在π～2π时间内，e2为负半周，变压器次级下端为正，上端为负。
这时D承受反向电压，不导通，Rfz，上无电压。
在π～2π时间内，重复0～π时间的过程，而在3π～4π时间内，又重复π～2π时间的过程…这样反复下去，交流电的负半周就被"削"掉了，只有正半周通过Rfz，在Rfz上获得了一个单一右向（上正下负）的电压，如图所示，达到了整流的目的，但是，负载电压Usc。
以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为脉动直流。
这种除去半周、图下半周的整流方法，叫半波整流。
不难看出，半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低（计算表明，整流得出的半波电压在整个周期内的平均值，即负载上的直流电压Usc =0.45e2 ）因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。
图2 正弦波图形1.2 设计任务设计指标：输入电压：三相交流380伏、50赫兹；输出功率：2KW；输出电压：DC110V；用集成电路芯片或分立元件组成触发电路；负载性质：电阻(10Ω)、电阻(10Ω)电感(10mH)。
当整流负载容量较大，或要求直流电压脉动较小时，应采用三相整流电路，其交流侧由三相电源供电。
三相可控整流电路中，最基本的是三相半波可控整流电路。
2 三相半波整流电路阻感负载2.1三相半波整流电路带电阻负载为得到零线，变压器二次侧必须接成星形，而一次侧接成三角形，避免3次谐波电流流入电网。
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共端连接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较大，则该相对应的二级管导通，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的相电压。
在一个周期中，器件工作情况如下：在wt1～wt2期间，a相电压最高，VD1导通;在wt2～wt3期间，b相电压最高，VD2导通，在wt3～w t4期间，c相电压最高，VD3导通。
此后，在下一周期相当于wt1的位置即 wt4的时刻，VD1又导通，如此重复前一周期的工作情况。
因此，一周中 VD1，VD2，VD3轮流导通。
每管各导通120°。
在相电压的交点wt1，wt2，wt3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=0°，要改变触发角只能在此基础上增大，即沿时间坐标轴右移。
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。
三相半波整流电路当α=0°时，变压器二次侧a相绕组和晶闸管VT1的电流波形如图所示，另两相电流波形形状相同，相位依次滞后120°，可见变压器二次绕组电流有直流分量。
增大α的值，将脉冲后移，整流电路的工作情况发生相应的变化。
对于α=30°的波形，从输出电压电流的波形可以看出，这时负载电流处于连接和断续的临界状态，各相仍导电120°。
如果α﹥30°，例如α=60°时，整流电压的波形如图所示，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90°小于120°。
若α角继续增大，整流电压将越来越小，α=150°时，整流输出电压为零。
固电阻负载时α角的移相范围为 150°。
2.2 阻感负载如果负载为阻感负载，且L值很大，则整流电路Id的波形基本是平直的，流过晶闸管的电流接近矩形波。
α≤30°时，整流电压波形与电阻负载时相同，因为两种负载情况下，负载电流均连续。
α﹥30°时，例如α=60°时的波形如图，当U2过零时，由于电感的存在，阻止电流下降，因而VT1继续导通，直到下一相晶闸管VT2的触发脉冲到来，才发生换流，由VT2导通向负载供电，同时向VT1施加反压使其关断。
这种情况下Ud波形中出现负的部分，若α增大，Ud波形中负的部分将增多，至α=90°。
3 设计方案选择及论证3.1电阻性负载如图3三只整流二极管换成三只晶闸管，如果在wtl、wt3、wt5时刻，分别向这三只晶闸管VT1、VT3、VT5施加触发脉冲，ug1,ug3，ug5,则整流电路输出电压波形与整流二极管时完全一样，如图5所示，为三相相电压波形正向包络线。
从图中可以看出，三相触发脉冲的相位间隔应与三相电源的相位差一致，即均为120°。
每个晶闸管导通120°，在每个周期中，管子依次轮流导通，此时整流电路的输出平均电压为最大。
如果在wtl、wt3、wt5时刻之前送上触发脉冲，晶闸管因承受反向电压而不能触发导通，因此把它作为计算控制角的起点，即该处的a=0。
若分析不同控制角的波形，则触发脉冲的位置距对应相电压的原点为30°+a图4是三相半波可控整流电路电阻性负载口a =30。
时的波形。
设电路图5己在工作，w相的VT5已导通，当经过自然换相点l点时，虽然u相所接的VTl己承受正向电压，但还没有触发脉冲送上来，它不能导通，因此VT5继续导通，直到过1点即a=30。
时，触发电路送上触发脉冲Ug1,VTl被触发导通，才使VT5承受反向电压而关断，输出电压Ud波形由Uw波形换成Uu波形。
同理在触发电路送上触发脉冲ug3时，VT3被触发导通，使VT1承受反向电压而关断，输出电压Ud波形由Uu波形换成Uv波形，各相就这样依次轮流导通，便得到如图4所示输出电Ud的波形。
整流电路的输出端由于负载为电阻性，负载流过的电流波形站与电压波形相似，而流过VTl管的电流波形iTl仅是id波形的1／3区间，如图4所示。
U相所接的VTl阳极承受的电压波形uT1可以分成三个部分：(1)VTl本身导通，忽略管压降，UTl=0：(2)VT3导通，VTl承受的电压是U相和V相的电位差，UT1=Uuv：(3)VT5导通，VTl承受的电压是u相和w相的电位差，UTI=Uuw。
从图4可以看出每相所接的晶闸管各导通120°，负载电流处于连续状态，一旦控制角a 大于30°，则负载电流断续。
如图5所示，a=60°，设电路己工作，w相的VT5己导通，输出电压Ud波形为Uw波形。
当w相相电压过零变负时，UT5立即关断，此时U相的vTl 虽然承受正向电压，但它的触发脉冲还没有来，因此不能导通，三个晶闸管都不导通，输出电压Ud为零。
直到U相的触发脉冲出现，VTl导通，输出电压Ud波形为Uu波形。
其他两相亦如此，便得到如图5输出电压Ud波形。
VTl阳极承受的电压波形UTl除上述三部分与前相同外，还有一段是三只晶闸管都都不导通，此时UT1波形承受本相相电压Uu波形，如图5所示。
述分析可得出如下结论：(1)当控制角a为零时输出电压最大，随着控制角增大，整流输出电压减小，到a=150。
时，输出电压为零。
所以此电路的移相范围是0°～150°。
(2)当a≤30°时，电压电流波形连续，各相晶闸管导通角均为120°；当a>30°时电压电流波形间断，各相晶闸管导通角为150°一a°由此整流电路输出的平均电压Ud的计算分两段：（1）当0°≤a≤30°时（2）当30°<a≤150°时负载平均电流: Id=Ud/Rd三相半波整流电路每个晶闸管的平均电流:Idt = 1/3 Id晶闸管承受的最大电压:Utm=√6U2对三相半波可控整流电路电阻性负载而言，通过整流变压器二次绕组电流的波形与流过晶闸管电流的波形完全一样。
图3 电路图图4三相半波可控整流电路电阻性负载口a =30°时的波形图5三相相电压波形正向包络线3.2 电感性负载电路如图6所示，设电感Ld的值足够大，满足Ld>>Rd，则整流电路的输出电流id连续且基本平直。
以a=60°为例，在分析电路工作情况时，认为电路已经进入稳态运行。
在wt=0时，w相所接晶闸管VT5已经导通，直到wtl时，其阳极电源电压Hw等于零并开始变负，这时流过电感性负载的电流开始减小，因在电感上产生的感应电动势是阻止电流减小的，从而使电感上产生的感应电动势对晶闸管来说仍然为正，VT5继续导通。
直到wt2时刻，即a=60°时，触发电路送上触发脉冲Ugl，VTl被触发导通，才使VT5承受反向电压而关断，输出电压Ud波形由Uw波形换成Uu波形。
如此下去，得到输出电压Ud，如图所示，Ud波形电压出现负值，但只要Ud波形电压的平均值不等于零，电路可正常工作，电流id连续平直，波形如图7所示。
三只晶闸管依次轮流导通，各导通120°，流过晶闸管的电流波形为矩形波，如图7所示。
UTI波形仍由三段曲线组成，和电阻负载电流连续时相同。
当a<=30°时，Ud波形和电阻性负载时一样，不过输出电流id是平直的直线。
随着控制角的增大超过30°时，整流电压波形出现负值，导致平均电压Ud降。
当a=90°时Ud波形正、负面积相等，平均电压Ud为零，所以三相半波电感性负载的有效移相范围是0°——90°。
电路各物理量的计算如下Id=Ud/Rd 因为电流连续平直，负载电流有效值I即是负载电流平均值Id。
则有Idt=1/3Id, It=√1/3 Id , Utm=√6 U2图6 三相半波大电感不接续流管时电路图7 三相半波大电感负载不接续流管时的波形图为了避免波形出现负值，可在大电感负载两端并接续流二极管VD，以提高输出平均电压值，改善负载电流的平稳性，同时扩大移相范围。