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的特点(1)
（1）2管同时通形成供电回路，其中 共阴极组和共阳极组各1，且不
能为同一相器件。
（2）对触发脉冲的要求：
按 VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6 的 顺 序 ， 相 位 依 次 差
60。
共阴极组VT1 、VT3 、VT5 的脉冲依次差120，共阳
ud的波形 更平直
u2 i2 ud
0
t
a)
i2的上升 平缓
b)
２.４.2 电容滤波的三相不可控整流 电路
1. 基本原理
ud u ab u uac d VD1 VD3 VD5 id T ia a b c iC ud + iR C R id ia 3
0
t
VD4 VD6 VD2 a)
2.阻感负载(L很 大)
当 60 时， ud波形连续，电路的工 作情况与带电阻负载时 十分相似，区别在于负 载不同时，同样的整流 输出电压加到负载上， 得到的负载电流id波形 不同。当电感足够大的 时候，负载电流的波形 可近似为一条水平线。
α=0º
α=30º
续
当 时，由 于电感L的作用，电 源电压过零后，晶 闸管仍然导通，直 到下一个晶闸管触 发导通为止。这样， 输出电压波形出现 负的部分。
–使功率因数降低。
常用于小功率单相交流输入的场合，如目前大量普及 的微机、电视机等家电产品的开关电源中。 放电 1. 工作原理及波形分析 充电
id VD1 i2 u1 u2 VD2 VD3 i,ud iC iR C R 0 i ud
2.4电容滤波的不可控整流电路 2.4.1 电容滤波的单相不可控整流电路 （１）
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
8.2.6 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路相当于一组共阴极的三相半波和一组共阳极的三相半波可控整流电路串联起来构成的。
习惯上将晶闸管按照其导通顺序编号，共阴极的一组为VT1、VT3和VT5，共阳极的一组为VT2、VT4和VT6。
其电路如图8.22所示图8.22 三相桥式电阻性负载全控整流电路对于图8.22的电路，可以像分析三相半波可控整流电路一样，先分析若是不可控整流电路的情况，即把晶闸管都换成二极管，这种情况相当于可控整流电路的时的情况。
即要求共阴极的一组晶闸管要在自然换相点1、3、5点换相，而共阳极的一组晶闸管则会在自然换相点2、4、6点换相。
因此，对于可控整流电路，就要求触发电路在三相电源相电压正半周的1、3、5点的位臵给晶闸管VT1、VT3和VT5送出触发脉冲，而在三相电源相电压负半周的2、4、6点的位臵给晶闸管VT2、VT4和VT6送出触发脉冲，且在任意时刻共阴极组和共阳极组的晶闸管中都各有一只晶闸管导通，这样在负载中才能有电流通过，负载上得到的电压是某一线电压。
其波形如图8.23所示。
为便于分析，可以将一个周期分成6个区间，每个区间图8.23 三相桥式电阻性负载a=0°时波形区间，u相电位最高，在时刻，即对于共阴极组的u 相晶闸管VT1的的时刻，给其加触发脉冲，VT1满足其导通的两个条件，同时假设此时共阳极组阴极电位最低的晶闸管VT6已导通，这样就形成了由电源u相经VT1、负载及VT6回电源v相的一条电流回路。
若假设电流流出绕组的方向为正，则此时u相绕组的电流为正，v相绕组上的电流为负。
在负载电阻上就得到了整流后的直流输出电压，且，为三相交流电源的线电压之一。
过后到时刻，进入区间，这时u相相电压仍是最高，但对于共阳极组的晶闸管来说，由于w相相电压为最负，即VT2的阴极电位将变得最低。
所以在自然换相点２点，即时，给晶闸管VT2加触发脉冲，使其导通，同时由于VT2的导通，使VT6承受了反向的线电压而关断了。
三相桥式整流电路
1 原理及方案1.1原理三相桥式全控整流电路系统通过变压器与电网连接，经过变压器的耦合，晶闸管主电路得到一个合适的输入电压，使晶闸管在较大的功率因数下运行。
变流主电路和电网之间用变压器隔离，还可以抑制由变流器进入电网的谐波成分。
保护电路采用RC过电压抑制电路进行过电压保护，利用快速熔断器进行过电流保护。
采用锯齿波同步KJ004集成触发电路，利用一个同步变压器对触发电路定相，保证触发电路和主电路频率一致，触发晶闸管，使三相全控桥将交流整流成直流，带动直流电动机运转。
1.2方案设计整流电路是电力电子电路中出现最早的一种，它将交流电变为直流电，应用广泛。
当整流负载容量较大，或要求直流电压脉冲较小时，应采用三相整流电路，其交流测由三相电源供电。
三相可控整流电路中，最基本的是三相半波可控整流电路，应用最广泛的是三相桥式全控整流电路。
本设计要求整流电路带直流电机负载，希望获得的直流电压脉冲较小，所以用三相全波整流比较合理。
三相桥式全控和三相桥式半控是常见的三相桥式可控全波整流电路。
三相半控桥式整流电路适用于中等容量的整流装置或不要求可逆的电力拖动中，它采用共阴极的三相半波可控整流电路与共阳极接法的三相半波不可控整流电路串联而成，电路兼有可控与不可控两者的特性。
共阳极组的三个整流二极管总是在自然换流点换流，使电流换到阴极点为更低的一相中去。
该电路在使用中需加设续流二极管，以避免可能发生的失控现象，所以电路不具备逆变能力。
虽然三相半控电路相应触发电路较简单，但只能用于整流不能用于逆变，现在很少使用。
本设计选择使用三相桥式全控整流电路。
整流电路的输入部分是变压器，作用是降低或减少晶闸管变流装置对电网和其它用电设备的干扰，将整流电路与电网隔离，并将电网电压值转变为整流所需输入值。
整流部分是六个晶闸管，是由共阴极的三相半波可控整流电路与共阳极接法的三相半波可控整流电路串联而成。
为使整流电路能正常工作，除了要给晶闸管配设可靠的触发电路外，还要有保护电路，以防止各种原因产生的过电压和过电流影响或损坏晶闸管。
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。
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
小结:
❖ 7. 为确保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不小于60度旳 宽脉冲。
❖ 8. 在负载电流连续时，每个SCR导通120度； 三相桥式全控电路旳整流电压在一种周期内 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. 整流后旳输出电压为两相电压相减后旳波 形，即线电压。
❖ 此时，因为输出电压Ud波形连续, 负载电流波形也连续
❖ 在一种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导经过程
T+a,T-c导经过程
❖ 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，提升了变压器旳利用率，防止 直流磁化
❖ 因为三相桥式整流电路是两组三相半波整流电路旳 串联，所以输出电压是三相半波旳两倍。
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
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
❖ ◆输出电压旳脉动较小（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）
三相全控桥式整流电路
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，过电压，保护电路。
三相桥式全控整流电路的设计1主电路设计及原理1.1 主电路设计其原理图如图1所示。
图1 三相桥式全控整理电路原理图习惯将其中阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1、VT3、 VT5）称为共阴极组；阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4、VT6、VT2）称为共阳极组。
此外，习惯上希望晶闸管按从1至6的顺序导通，为此将晶闸管按图示的顺序编号，即共阴极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5，共阳极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT4、VT6、VT2。
从后面的分析可知，按此编号，晶闸管的导通顺序为 VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6。
1.2 主电路原理说明整流电路的负载为带反电动势的阻感负载。
假设将电路中的晶闸管换作二极管，这种情况也就相当于晶闸管触发角α=0o时的情况。
此时，对于共阴极组的3个晶闸管，阳极所接交流电压值最高的一个导通。
而对于共阳极组的3个晶闸管，则是阴极所接交流电压值最低（或者说负得最多）的一个导通。
这样，任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个晶闸管处于导通状态，施加于负载上的电压为某一线电压。
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
三相桥式全控整流电路最大反向电压
三相桥式全控整流电路最大反向电压摘要：一、三相桥式全控整流电路的基本概念二、三相桥式全控整流电路的工作原理三、三相桥式全控整流电路的最大反向电压四、最大反向电压的计算与应用正文：【一、三相桥式全控整流电路的基本概念】三相桥式全控整流电路是一种常见的三相电力电子装置，广泛应用于电力系统、工业控制等领域。
它的特点是可以在交流电源和直流负载之间实现高效的能量传递，同时具有较好的谐波性能。
三相桥式全控整流电路主要由六个晶闸管、三相变压器和负载组成，其中晶闸管是电路的核心元件。
【二、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是通过控制晶闸管的导通与截止，将交流电源的正半周电压信号转换为直流电压输出。
在电路中，六个晶闸管分别连接到三相交流电源的相线和中性线，形成一个桥式整流电路。
通过控制晶闸管的触发脉冲，可以实现对整流电路的输出电压和电流的控制，从而满足不同负载的需求。
【三、三相桥式全控整流电路的最大反向电压】在三相桥式全控整流电路中，晶闸管的最大反向电压是一个重要的参数。
最大反向电压是指晶闸管在截止状态下，所能承受的最大电压值。
它的大小与晶闸管的额定电压、电路的工作频率等因素有关。
最大反向电压的合理选择和使用，可以有效保证晶闸管的安全运行，避免因电压过高而导致的损坏。
【四、最大反向电压的计算与应用】最大反向电压的计算公式为：最大反向电压= 1.1 * 根号下（变压器二次侧电压^2 + 负载电阻电压降^2）。
在实际应用中，最大反向电压的计算结果应考虑到电路的实际情况，如负载电流、电源电压波动等因素。
此外，最大反向电压的计算和选择，还需要遵循安全、可靠的原则，以确保电路的正常运行和使用寿命。
总结：三相桥式全控整流电路是一种高效、可靠的电力电子装置，其在能源转换和控制领域具有广泛的应用。
了解其工作原理、最大反向电压的计算和应用，对于电路的设计、运行和维护具有重要意义。
三相桥式全控整流电路
换相重叠角g的计算
a g
5 6
2X BId 由上式得： cos a cos(a g ) 6U 2
g 随其它参数变化的规律： （1） Id越大则g 越大； （2） XB越大g 越大； （3） 当a≤90时，a 越小g 越大。
5 a g dik 6 L d ( w t ) 5 5 a 6 B dt a 6 [(ub ua ) / 2]d(wt ) 5 a g 6 5 6 X B I d a 5 U 2 Sin( wt )d(wt ) 2 6 6
主要 包括 各晶闸管的通断情况 输出整流电压ud波形 晶闸管承受的电压波形
区别在于：得到的负载电流id波形不同。 当电感足够大的时候， id的波形可近似为一条水平线。
a >60时（ a =90图2－24）
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。
u ac
O
wt
ia O
u ab
u ac
wt
图2-20 电阻负载a= 60 时的波形
u d1
a = 60°
ua
ub
uc
wt1
O u d2 ud u ab Ⅰ u ac Ⅱ u bc Ⅲ u ba Ⅳ u ca Ⅴ u cb Ⅵ u ab
wt
u ac
O
wt
u VT
1
u ac
u ac
O
wt
u ab
图2-21 电阻负载a= 90 时的波形
ud
a
ua
ub
uc
O id ic O ia ib ic ia Id
wt
三相桥式全控整流电路
三相桥式全控整流电路应用最为广泛，共阴极组——阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1，VT3，VT5）共阳极组——阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4，VT6，VT2）编号：1、3、5，4、6、2a 带电阻负载时的工作情况a =0°时的情况假设将电路中的晶闸管换作二极管进行分析对于共阴极阻的3个晶闸管，阳极所接交流电压值最大的一个导通对于共阳极组的3个晶闸管，阴极所接交流电压值最低（或者说负得最多）的导通任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个晶闸管处于导通状态从相电压波形看，共阴极组晶闸管导通时，ud1为相电压的正包络线，共阳极组导通时，ud2为相电压的负包络线，ud=ud1 - ud2是两者的差值，为线电压在正半周的包络线直接从线电压波形看，ud为线电压中最大的一个，因此ud波形为线电压的包络线。
三相桥式全控整流电路的特点：（1）2管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各1，且不能为同1相器件。
（2）对触发脉冲的要求：按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60°。
共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120°，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120°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°。
表2-1 三相桥式全控整流电路电阻负载a=0°时晶闸管工作情况时段I II III IV V VI共阴极组中导通的晶闸管 VT1 VT1 VT3 VT3 VT5 VT5共阳极组中导通的晶闸管 VT6 VT2 VT2 VT4 VT4 VT6整流输出电压Ud Ua-Ub=Uab Ua-Uc=Uac Ub-Uc=Ubc Ub-Ua=Uba Uc-Ua=Uca Uc-Ub=Ucb（3）ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整流电路。
（4）需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲可采用两种方法：一种是宽脉冲触发另一种方法是双脉冲触发（常用）。
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
三相桥式全控整流电路1. 引言三相桥式全控整流电路是一种常用的电力电子器件，广泛应用于直流供电系统中。
它能将三相交流电转换成稳定的直流电，并且可以根据需要调整输出电压大小。
本文将详细介绍三相桥式全控整流电路的结构、工作原理以及优缺点。
2. 结构三相桥式全控整流电路由六个可控硅组成，分别为三相桥臂和控制电路。
其中，三相桥臂由三个可控硅和三个反并联的二极管组成，形成了一个三相全控整流单元。
控制电路用于控制可控硅的导通和关断，以实现对输出电压的调节。
3. 工作原理当输入电源为三相交流电时，通过变压器将其降压，并适当调整相位，然后将其输出到三相桥臂上。
根据控制电路的控制信号，控制可控硅的导通和关断。
当可控硅导通时，交流电信号经过可控硅和二极管之间的通路，形成一个通路；当可控硅关断时，通路中断。
可控硅的导通和关断时间可以通过控制电路的触发方式和触发角来控制。
触发角表示可控硅导通的延迟时间，可以调整导通角度来控制输出电压的大小。
通过调整可控硅的导通角度，可以实现对输出电压的调节。
一般情况下，三相桥式全控整流电路的工作周期是以输入交流电的周期为基准的。
在每个周期内，三相桥臂会分别导通和关断，以便实现对输出电压的稳定控制。
控制电路会根据电压反馈信号和控制信号，实时调整可控硅的导通角度，以使输出电压达到设定值。
4. 优缺点4.1 优点•三相桥式全控整流电路具有较高的稳定性和精度，适用于对电压要求较高的场合。
•可控硅的导通角度可调，可以实现对输出电压的精确调节。
•结构相对简单，制造成本较低。
4.2 缺点•由于可控硅的导通和关断需要外部控制电路的支持，因此整体的复杂度较高。
•整流过程中会产生一定的谐波，可能对其他电器设备造成干扰。
•输出电压的调节需要实时监测和反馈，对控制电路提出了一定的要求。
5. 应用三相桥式全控整流电路广泛用于直流供电系统中，如直流电源、电动机控制等领域。
其稳定性和精确控制性使其成为电力电子设备的重要组成部分。
三相桥式全控整流电路
12
三、定量分析
➢ 4. 整流变压器视在功率计算
➢ 1). 流过整流变压器二次侧旳电流在前面已经算得:
i
I
d
2π/3
0
π
2π/3
2π
ωt
TR二次侧电流有效值： TR二次侧电压有效值：
I2
2 3
I
d
0.816 I d
U2
Ud 2.34
TR二次侧视在功率：
S2
3U 2 I2
3
Ud 2.34
0.816
围是120
7
二、原理分析
2.电路工作波形
2）阻感负载时旳工作情况
➢ a≤60时（a =0 图－6；a =30 图－7）
• ud波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相同。
各晶闸管旳通断情况
输出整流电压ud波形 晶闸管承受旳电压波形
• 区别在于：得到旳负载电流id波形不同。
当电感足够大旳时候， id旳波形可近似为一条水平线。
三相桥式全控整流电路原理图
返回
26
单宽脉冲
27
双窄脉冲
28
t
t t t
返回 17
图-3
三相桥式全控整流电路
带电阻负载a=0时旳波形
uud21 = 0°ua
ub
uc
O ud2 uu2dL
t1
ⅠⅡ uab uac
ⅢⅣ ubc uba
ⅤⅥ uca ucb
uab uac
O
iVT1
O uVT1
uab uac ubc uba uca ucb uab uac
O uab uac
控制，电网向晶体管整流装置提供旳 是超前旳无功电流。
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实验六：三相桥式全控整流电路
（一）实验目的
1.掌握实验电路的工作原理和关键波形；
2.分析不同参数设置对仿真结果的影响
（二）实验原理
在三相桥式全控整流电路中，对共阴极组和共阳极组是同时进行控制的，控制角都是α。
由于三相桥式整流电路是两组三相半波电路的串联，因此整流电压为三相半波时的两倍。
很显然在输出电压相同的情况下，三相桥式晶闸管要求的最大反向电压，可比三相半波线路中的晶闸管低一半。
为了分析方便，使三相全控桥的六个晶闸管触发的顺序是1-2-3-4-5-6，晶闸管是这样编号的：晶闸管KP1和KP4接a 相，晶闸管KP3和KP6接b 相，晶管KP5和KP2接c 相。
晶闸管KP1、KP3、KP5组成共阴
极组，而晶闸管KP2、KP4、KP6组成
共阳极组。
为了搞清楚α变化时各晶闸管的导通规律，分析输出波形的变化规
则，下面研究几个特殊控制角，先分
析α=0的情况，也就是在自然换相点
触发换相时的情况。
图1是电路接线
图。
为了分析方便起见，把一个周期
等分6段（见图2）。
在第（1）段期间，a 相电压最高，而共阴极组的晶闸管KP1被触发导通，b 相电位最低，所以供阳极组的晶闸管
KP6
图1 三相桥式全控整流电路
被触发导通。
这时电流由a相经KP1流向负载，再经KP6流入b相。
变压器a、b两相工作，共阴极组的a相电流为正，共阳极组的b相电流为负。
加在负载上的整流电压为
u d=u a-u b=u ab
经过60°后进入第(2)段时期。
这时a相电位仍然最高，晶闸管KPl继续导通，但是c相电位却变成最低，当经过自然换相点时触发c相晶闸管KP2，电流即从b相换到c相，KP6承受反向电压而关断。
这时电流由a相流出经KPl、负载、KP2流回电源c相。
变压器a、c两相工作。
这时a相电流为正，c相电流为负。
在负载上的电压为
u d=u a-u c=u ac
再经过60°，进入第(3)段时期。
这时b相电位最高，共阴极组在经过自然换相点时，触发导通晶闸管KP3，电流即从a相换到b相，c相晶闸管KP2因电位仍然最低而继续导通。
此时变压器bc两相工作，在负载上的电压为
u d=u b-u c=u bc
余相依此类推。
由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，而且这两个晶闸管一个是共阴极组，另一个是共阳极组的，只有它们能同时导通，才能形成导电回路。
2. 三相桥式全控整流电路就是两组三相半波整流电路的串联，所以与三相半波整流电路一样，对于共阴极组触发脉冲的要求是保证晶闸管KPl、KP3和KP5依次导通，因此它们的触发脉冲之间的相位差应为120°。
对于共阳极组触发脉冲的要求是保证晶闸管KP2、KP4和KP6依次导通，因此它们的触发脉冲之间的相位差也是120°。
3.由于共阴极的晶闸管是在正半周触发，共阳极组是在负半周触发，因此接在同一相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°有一个晶闸管要换流，由上一号晶闸管换流到下一号晶闸管触发，触发脉冲的顺序是：1→2→3→4→5→6→1，依次下去。
相邻两脉冲的相位差是60°。
5.由于电流断续后，能够使晶闸管再次导通，必须对两组中应导通的一对晶闸管同时有触发脉冲。
为了达到这个目的，可以采取两种办法；一种是使每个脉冲的宽度大于60°（必须小于120°），一般取80°～100°，称为宽脉冲触发。
另一种是在触发某一号晶闸管时，同时给前一号晶闸管补发一个脉冲，使共阴极组和共阳极组的两个应导通的晶闸管上都有触发脉冲，相当于两个窄脉冲等效地代替大于60°的宽脉冲。
这种方法称双脉冲触发。
6.整流输出的电压，也就是负载上的电压。
整流输出的电压应该是两相电压相减后的波形，实际上都属于线电压，波头u ab，u ac，u bc，u ba，u ca，u cb均为线电压的一部分，是上述线电压的包络线。
相电压的交点与线电压的交点在同一角度位置上，故线电压的交点同样是自然换相点，同时亦可看出，三相桥式全控的整流电压在一个周期内脉动六次，脉动频率为6 × 50=300Hz，比三相半波时大一倍。
7．晶闸管所承受的电压。
三相桥式整流电路在任何瞬间仅有二臂的元件导通，其余四臂的元件均承受变化着的反向电压。
例如在第(1)段时期，KP1和KP6导通，此时KP3和KP4,承受反向线电压u ba=u b-u a。
KP2承受反向线电压
u bc=u b-u c。
KP5承受反向线电压u ca=u c-u a。
晶闸管所受的反向最大电压即为线电压的峰值。
当α从零增大的过程中，同样可分析出晶闸管承受的最大正向电压也是线电压的峰值。
（三）实验内容
1.在MATLAB/Simulink中构建三相桥式全控整流电路；
2.测量不同触发角下输入、输出电压波形，输出电流波形，分析电阻负载和阻感负载波形的区别。
（四）实验过程与结果分析
1．仿真系统
MATLAB平台
2．仿真参数
三相电源分别设置为Va：220V,相位角为0度，Vb：220V,相位角为-120度，Vc:220V,相位角为+120度，频率都设为50Hz。
脉冲发生器频率设为50，宽度为10。
Universal Bridge中桥臂设为3。
纯电阻负载时电阻为10欧，阻感负载时电阻为10欧电感为1H。
触发角分别为00，300，600，900。
3．仿真波形与分析
三相桥式全控型整流电路仿真模型如下：
图3. 三相桥式全控型整流电路仿真模型
（1）纯电阻性负载时不同触发角下的仿真波形如下：
图4.三相桥式全控整流电路电阻负载ａ=0°时的波形
图5.三相桥式全控整流电路电阻负载ａ=30°时的波形
图6.三相桥式全控整流电路电阻负载ａ=60°时的波形
图7.三相桥式全控整流电路电阻负载ａ=90°时的波形
波形分析：对于纯电阻性负载，当触发角小于等于90°时，U d波形均为正值，直流电流I d与U d同相，所以直流电流波形和直流电压波形一样。
随着触发角增大，在电压反向后管子即关断，所以晶闸管的正向导通时间减少，对应着输出平均电压逐渐减小，并且当触发角大于60°后Ud波形出现断续。
而随着触发角的持续增大，输出电压逐渐减小，当触发角继续增大到120°，整流输出电压U d 波形将全为零，其平均值也为零，可见带电阻负载时三相桥式全控整流电路触发
角的移相范围是0°-120°。
（2）阻感负载时不同触发角下的仿真波形如下：
图8.三相桥式全控整流电路电阻电感性负载ａ=0°时的波形
图9.三相桥式全控整流电路电阻电感性负载ａ=30°时的波形
图10.三相桥式全控整流电路电阻电感性负载ａ=60°时的波形
图11.三相桥式全控整流电路电阻电感性负载ａ=90°时的波形波形分析：对于阻感性的负载，当触发角小于60°时，整流输出电压波形与纯阻性负载时基本相同，所不同的是，阻感性负载直流侧电流由于有电感的滤波作用而不会发生急剧的变化，输出波形较为平稳。
而当触发角大于等于60°小于90°时，由于电感的作用，延长了管子的导通时间，使U d波形出现负值，而不会出现断续，所以直流侧输出电压会减小，但是由于正面积仍然大于负面积，这时直流平均电压仍为正值。
触发角为90°时，若电感足够大，U d中正负面积
将基本相等，U d平均值近似为零。
这表明，带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的移相范围为0°- 90°。
4．结论
通过对电力电子的仿真和分析，可知三相桥式全控整流电路的输出电压受控制角α和负载特性的影响，在应用Matlab的可视化仿真工具Simulink对三相桥式全控整流电路的仿真结果进行了详细分析，并采用常规电路分析方法所得到的输出电压波形进行比较，进一步验证了仿真结果的正确性。
采用 Matlab Simulink对三相桥式全控整流电路进行仿真分析，避免了常规分析方法中繁琐的绘图和计算过程，得到了一种直观、快捷分析整流电路的新方法。
应用Matlab/Simulink进行仿真，在仿真过程中可以灵活改变仿真参数，并且能直观地观察到仿真结果随参数的变化情况。