第三章 三相可控整流电路
三相桥式电路
半导体变流技术
1U
TR U
1V V
1W
N1
LB1
N
1U 1V 1W iU
N1
LB1
N
LB2
uB2 uB1
TR W U
N1 N2
V VTW1
iU
U
V
U VT3 V
uB1 W
ud1
VWT5 ud1 Rd
ud
ud2Rd
U'
VT1
VT3
VT5
Id VT4
Id
K
N1 N2
(VD1) (VD1)
(VD3)
(VD5K)
1） U d 1.17U 2φ cos
（0o<α <30o） （30o<α <150 o）
2) 3)
Ud
1.17U 2φ
1
cos(30 0 3
)
4)
Id
Ud Rd
I dT
Id 3
UT 6U2φ
半导体变流技术
2． 数量关系：
1） U d 1.17U 2φ cos
（0o<α <30o） （30o<α <150 o）
半导体变流技术
电阻性负载工作原理：
1）0o<α <30o时：每个晶闸管始终轮流导通 120o， α =30 o时，负载端电压处于临界连 续状态。 2）30o<α <150 o时：负载端电压出现断续， θ T <120o, α =60 o时，θ T =90o 。 3) α =150 o时，Ud=0。所以α 的移相范围为 0~150 o。
t
半导体变流技术
α≤60o时(α=30o为例 ）ud uu uv uw uu
第三章_电力电子技术—整流电路_li(第一次课)
变压器二次侧电流有效值i2与输出电流有效值i相等
I I2 1
(
2U 2 U sin t )2 d( t ) 2 R R
1 I 2
1 sin 2 2
I dVT
VT可能承受的最大正向电压为 VT可能承受的最大反向电压为
2 U2 2 2U 2
3.1单相可控整流电路
相控方式——通过控制触发脉冲的相位来控制直流输出 电压大小的方式
3.1单相可控整流电路
3.1.1 单相半波可控整流电路——阻感负载
阻感负载的特点：
电感对电流变化有抗拒作用，使得流过 电感的电流不能发生突变，因此负载的电流 波形与电压波形不相同。
3.1单相可控整流电路
3.1.1 单相半波可控整流电路——阻感负载
ud O i1 O
t
t
b)
3.1单相可控整流电路
3.1.3 单相全波可控整流电路
单相全波与单相桥式全控比较
单相全波只用2个VT，比单相全控桥少2个，相应地， 门极驱动电路也少2个 单相全波导电回路只含1个VT，比单相桥少1个，因而 管压降也少1个 VT承受最大正向电压 2U2，最大反向电压为 2 2U 2 ， 是单相全控桥的2倍 单相全波中变压器结构较复杂，材料的消耗多
结构简单，但输出脉动大，变压器二次侧电
流中含直流分量，造成变压器铁芯直流磁化
实际上很少应用此种电路
分析该电路的主要目的在于利用其简单易学
的特点，建立起整流电路的基本概念
3.1单相可控整流电路
3.1.2 单相桥式全控整流电路——电阻负载
电路结构 VT1和VT4组成一对桥臂 VT2和VT3组成另一对桥臂
[工学]第3章 三相整流电路
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O ia ib
u
a
u u b
u
c
a
wt
wt wt wt wt
其关断。
O ic
O id O
O
O
u
wt
ac
图3-6 三相半波可控整流电路，阻 感负载时的电路及a=60时的波形
第一节 三相半波可控整流电路
◆基本数量关系 ☞a的移相范围为90。 ☞整流电压平均值
Ud 1.17U2 cosa
☞Ud/U2与a的关系 √L很大，如曲线2所示。 √L不是很大，则当 a>30后，ud中负的部分 可能减少，整流电压平 均值Ud略为增加，如曲 线3 所示。
u2
a =30° ua
ub
uc
O uG O ud O i VT
1
wt
wt wt 1 wt wt wt
u ab u ac
O u VT u 1 ac O
图3-4 三相半波可控整流电路，电阻 负载，a=30时的波形
第一节 三相半波可控整流电路
u2 O uG
a =60° u
a
ub
uc
wt wt wt wt
√a=90时的波形见图3-18。
第二节 三相桥式全控整流电路
■基本数量关系 ◆带电阻负载时三相桥式全控整流电路a角的移相范围是 120，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。 ◆整流输出电压平均值 ☞带阻感负载时，或带电阻负载a≤60时
Ud
1 3
2 a 3 a
☞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、反向电压的关系也一样。
第二节 三相桥式全控整流电路
■阻感负载时的工作情况 ◆电路分析 ☞当a≤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，各晶闸管的通断情况、输出整流电压ud波形、晶闸管 承受的电压波形等都一样。 √区别在于电流，当电感足够大的时候，id、iVT、ia的 波形在导通段都可近似为一条水平线。 √a=0时的波形见图，a=30时的波形见图3-16。 ☞当a>60时 √由于电感L的作用，ud波形会出现负的部分。
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
第三章-三相可控整流电路
ud R id
压三力相检可测控方整法流及电仪路表
3
2. 工作原理
T
u VT1
v VT2
自然换相点：
w VT3 ud R
id
当电路中的可控元件全部由
不可控元件代替时，各元件的
VT2控制 角起点
导电转换点。
ud uu
uv
uw
即三相电压（u,v.w）正半周
ωt
的交点。
控制角从自然换相点开始计算。
T
u VT1
v VT2
w VT3 ud R
id
图(f)是VT1上电压的波形。 VT1导通时为零；
uu 1
uv 2
uw 3
uu 4
0 t1
t2
t3
t
(b)
VT2导通时， VT1承受线电压uuv(uu-uv)，
是反压；
VT3导通时，VT1承受线电压uuw(uu-uv)，是
反压；
ug ug1
ug2
ug3
ug1
Id
0.577
Id
4）晶闸管承受的最大正反向压降为线电压峰值 6U 2
压三力相检可测控方整法流及电仪路表
23
将三只晶闸管阳极连接在一起的三相半波可控整流电路， 称为共阳极接法。这种接法可将散热器连在一起，但三个 触发电源必须相互绝缘。
1. 电路结构
共阳极接法中，晶闸管只能在相电 压的负半周工作。阴极电位为负且 有触发脉冲时导通，换相总是换到 阴极电位更负的那一相去。
压三力相检可测控方整法流及电仪路表
1
重点和要求
1.理解和掌握三相半波、三相桥式等整流电路的电路结构、 工作原理、波形分析、参数计算和电气性能评估。
第3章 整流电路part1
可得到 I S
PAC PAC VS PF VS cos1
8
《电力电子技术》
第3章 整流电路
3.1 单相可控整流电路
3.1.1单相半波可控整流电路 3.1.2单相桥式全控整流电路
3.1.3单相全波可控整流电路
3.1.4单相桥式半控整流电路
9
《电力电子技术》
第3章 整流电路
3.1.1 单相半波可控整流电路
《电力电子技术》
第3章 整流电路
第3章
整流电路
3.1 单相可控整流电路
3.2三相可控整流电路
3.3 变压器漏感对整流电路的影响
3.4 电容滤波的不可控整流电路
3.5 整流电路的谐波和功率因数
3.6大功率可控整流电路
3.7整流电路的有源逆变工作状态 3.8整流电路相位控制的实现
1
《电力电子技术》
第3章 整流电路
wt
wt
e)
晶闸管的电流有效值IVT
I VT 1 p 2 p a I a I d d (wt ) 2p 2p d
O i VD f) O u VT g) O
R
wt
wt
wt
20
《电力电子技术》
u2
第3章 整流电路
（3）续流二极管的电流平均值 IdVDR与续流二极管的 电流有效值IVDR w w
22
《电力电子技术》
第3章 整流电路
3.1.2 单相桥式全控整流电路
单相桥式全控整流电路(Single Phase
Bridge Contrelled Rectifier)
1) 带电阻负载的工作情况
电路结构
a)
晶闸管VT1和VT4组成一对桥臂，VT2和VT3组成另一对 桥臂。在实际的电路中，一般都采用这种标注方法，即 上面为1、3，下面为2、4。请同学们注意。
三相可控整流电路原理
三相可控整流电路原理一、引言在现代电力系统中，整流电路是非常重要的电力设备之一。
它的主要作用是将交流电转换为直流电，以满足各种电力设备的需求。
三相可控整流电路是一种常用的整流电路，具有灵活性高、效率高、控制精度高等优点，因此被广泛应用于各个领域。
二、三相可控整流电路的基本原理三相可控整流电路由三相桥式整流电路和可控器件组成。
其中，三相桥式整流电路由三相二极管桥接成，可控器件通常采用晶闸管或可控硅。
其基本原理如下：1. 三相二极管桥的作用三相二极管桥的作用是将输入的三相交流电转换为直流电。
在正半周，三相桥的上半部分导通，下半部分截流；在负半周，上半部分截流，下半部分导通。
通过这种方式，将交流电转换为具有脉动的直流电。
2. 可控器件的作用可控器件的作用是控制整流电路的输出电压。
晶闸管或可控硅通过控制其导通角度，可以实现对整流电路输出电压的调节。
控制角度越大，输出电压越高；控制角度越小，输出电压越低。
三、三相可控整流电路的工作原理三相可控整流电路的工作过程如下：1. 正半周工作过程当输入电压的正半周到来时，晶闸管或可控硅被触发，导通电流。
此时，输出电压的极性与输入电压相同。
晶闸管或可控硅导通的时间越长，输出电压的幅值越高。
2. 负半周工作过程当输入电压的负半周到来时，晶闸管或可控硅不被触发，截流。
此时，输出电压的极性与输入电压相反，但幅值较小。
3. 控制角度的调节通过控制晶闸管或可控硅的触发时间，可以调节整流电路的输出电压。
通常采用触发脉冲控制电路来实现对可控器件的控制。
触发脉冲的宽度和频率可以根据需要进行调节，从而实现对整流电路输出电压的精确控制。
四、三相可控整流电路的应用三相可控整流电路广泛应用于各个领域，如电力系统、工业控制、电动机驱动等。
具体应用包括以下几个方面：1. 电力系统中的应用在电力系统中，三相可控整流电路常用于调整电压、实现功率因数校正、控制电流等。
通过对整流电路的精确控制，可以降低电网对电力设备的影响，提高电网的稳定性和可靠性。
电力电子变流技术课后答案第3章
第三章 可控整流电路 习题与思考题解3-1．分别画出三相半波可控整流电路电阻负载和大电感负载在α为60°、90°的输出电压和晶闸管电压、电流、变压器二次电流i2的波形图。
晶闸管导通角各为多少？输出电压各为多少？解：(1)电阻性负载α=60°时，输出电压和晶闸管电压、电流波形参阅教材P48中的图3-4，其中晶闸管电流波形可在图3-4(c)中读出，变压器二次相电流i2的波形图与相对应相的晶闸管电流波形相同。
α=90°时，可参照上述波形，将控制角α移至90°处开始即可，晶闸管仍导通至相电压正变负的过零点处。
由于α>30°时，u d波形断续，每相晶闸管导电期间为α至本相的正变负过零点，故有晶闸管导通角为 θ＝π-α-30°整流输出电压平均值当α=60°时，θ=90°，Ｕd=0.675U2 。
当α=90°时，θ=60°，Ｕd=0.675U2[1-0.5]=0.3375U2 。
(2)大电感负载α=60°时，输出电压和晶闸管电压、电流波形参阅教材P49中的图3-5，变压器二次相电流i2的波形图与相对应相的晶闸管电流波形相同。
α=90°时，可参照上述波形，将控制角α移至90°处开始即可，但晶闸管导通角仍为θ＝120°。
由于大电感负载电流连续，则晶闸管导通角为 θ＝120°整流输出平均电压为当α=60°时，θ=120°，Ｕd=1.17U2cos60°=0.585U2。
当α=90°时，θ=120°，Ｕd=1.17U2cos90°=03-2．三相半波可控整流电路向大电感性负载供电，已知U2=220V、R=11.7Ω。
计算α=60°时负载电流i d、晶闸管电流i V1、变压器副边电流i2的平均值、有效值和晶闸管上最大可能正向阻断电压值。
电力电子技术第3章-整流电路课件
3.1 单相可控整流电路
3.1.1 单相半波可控整流电路 3.1.2 单相桥式全控整流电路 3.1.3 单相全波可控整流电路 3.1.4 单相桥式半控整流电路
(3-5) (3-6) (3-7)
I DR
1
2p
2p a p
I
2 d
d
(wt
)
p a 2p I d
(3-8)
√其移相范围为180，其承受的最大正反向电压均为u2的峰值即 2U。2 续流二极管承受的电压为-ud，其最大反向电压为 2U2，亦为u2的峰值。
■单相半波可控整流电路的特点是简单，但输出脉动大，变压器二次侧电流 中含直流分量，造成变压器铁芯直流磁化。为使变压器铁芯不饱和，需增 大铁芯截面积，增大了设备的容量。
3.1.2 单相桥式全控整流电路
u
☞为了克服此缺点，一般在主电
d
a
q =p
路中直流输出侧串联一个平波 E
电抗器。
0
p
wt
☞电感量足够大使电流连续，晶
闸管每次导通180，这时整流 i d
电压ud的波形和负载电流id的 O
wt
波形与电感负载电流连续时的
图3-8 单相桥式全控整流电路
波形相同，ud的计算公式亦一样。
(3-10)
3.1.2 单相桥式全控整流电路
☞流过晶闸管的电流平均值 ：
IdT
1 2
Id
0.45U2 R
1 cosa
2
三相可控整流电路
O u f) VT 1
wt
O
wt
uα b
uα c
图3 三相半波可控整流电路
α =0时的波形
（2）α =30时，波形如图4所示
α ≤30时的波形：负载电流连续，晶闸管导通角等于120 。（α ＝30时负载 电流连续和断续之间的临界状态）
u2 =30u°a
ub
uc
O
uG O ud
O iVT1
wt1
O uVT1 uac
二、三相桥式全控整流电路
➢ 1.工作原理
共阴极组——阴 极连接在一起的3 个晶闸管（VT1， VT3，VT5）
阳极电压最大的导通
导通过程： ① VT1 、VT2、VT6导通 ② VT3、VT4、VT2导通 ③ VT5、VT6、VT4导通
阴极电压最低的导通 图11 三相桥式全控整流电路原理图
共阳极组——阳极 连接在一起的3个 晶闸管（VT4，VT6， VT2）
二极管，由于续流管的作用 形已不出现负值，与电阻性 波形相同。
负，载udu波d
接入VD
图7 三相半波可控整流电路，阻感负载(接 图8 三相半波可控整流电路，阻感负载(不接续
续流管)时的波形
流管)时的波形
三相半波可控整流电路
大电感负载接续流二极管
➢ 在0°≤α≤30°区间，电源电压 均不起为作正用值；，ud波形连续，续流管
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。
二、三相桥式全控整流电路
（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：单宽脉冲触发、双窄脉冲触发
第三章 三相可控整流电路
第三章 三可控整流电路一、填空题：1．三相桥式不控整流电路中的共阳极组二极管每隔___1200__度换相一次。
2．三相桥式不控整流电路交流侧三相相电压正半周波的三个自然换相点互相间隔___1200__度。
3．三相桥式不控整流电路中，整流二极管在每个输入电压基波周期内的换流次数为___________。
4．对于三相半波可控电路，换相重叠角γ与α，I d 及 X C 有关。
5.在电感性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大正向电压为__________。
6. 在电感性负载三相半波可控整流电路中，晶闸管承受的最大反向电压为______。
7.在三相半波可控整流电路中，由于变压器漏抗的影响，使得整流输出平均值比理想情况____________。
8.三相半波可控整流电路中的三个晶闸管的触发脉冲相位按相序依次互差________。
9.对于三相半波可控整流电路，换相重叠角的影响，将使用输出电压平均值__下降_。
10.在三相全控桥式整流电路单脉冲触发方式中，要求脉冲宽度__大于600小于1200__。
11.三相全控桥式整流电路中晶闸管电流的有效值I VI =___________I d 。
12.三相全控桥的共阴极组要求触发脉冲以120°为间隔，依次在______半周触发共阴极组的各晶闸管。
13.当α> 600 度时，大电感负载三相全控桥的整流输出U d 将出负值部分。
14.三相全控桥的共阳极组各器件的导通顺序依次为V 12,V 14,V 16，其中V 12对应于__________相。
15.三相全控桥的共阴极组要求触发脉冲以120°为间隔，依次在______半周触发共阴极组的各晶闸管。
16.三相全控桥整流电路中，晶闸管的触发方式有宽脉冲触发和_________脉冲触发。
17.在大电感负载三相全控桥式整流电路中，当α>60°时，在自然换相点之前整流输出u d 为正值，交流电源___________，电感储能。
三相可控整流电路
α ≤60时（α =0 如图12所示；α =30 如图13所示）
• ud波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相似。
主要 • 区别在于： 包括 id的波形可近似为一条水平线。
α >60时（ α =90如图14所示）
• 阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同。
电阻负载时，ud波形不会出现负面积
ud1
= 90°
ub
uc
ua
O ud2 ud
wt1
uab Ⅰ uac Ⅱ ubc Ⅲ uba Ⅳ uca Ⅴ ucb Ⅵ uab
wt
uac
O
wt
uVT
1
uac
uac
O uab
wt
图14 三相桥式整流电路 带阻感负载，α =90时的 波形
二、三相桥式全控整流电路3定量分析 当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负载α ≤60时）的平均值为：
1 IT Id 3
I dT
1 Id 3
U TM 6U 2
一、三相半波可控整流电路
3. 大电感负载接续流二极管
为了扩大移相范围并使负载电流 id 平稳，可在电感负载两端并接续流 二极管，由于续流管的作用， ud 波 形已不出现负值，与电阻性负载 ud 波形相同。
接入VD
图7 三相半波可控整流电路，阻感负载(接 续流管)时的波形
- 可采用两种方法：单宽脉冲触发、双窄脉冲触发
（5）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。
三、数字式脉冲移相触发器
1 数字式移相触发电路的工作原理框图
2 触发脉冲与主电路电压的同步
利用专用芯片进行直接数字控制已较普遍采用， 其控制灵活便于实现生产过程的自动化。
第3章三相可控整流电路
a>30时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此 时有：
U d
1
2
3
a 6
2U 2
sin
wtd (wt )
32
2
U2
1
cos(
6
a )
0.6751
cos(
6
a )
(3-2)
3.1 三相半波可控整流电路
Ud/U2随a变化的规律如图2-15中的曲线1所示。
1.2 1.17
0.8
Ud/U2
0.4
1
3
2
0 30 60 90 120 150 a/(°)
图3-4 三相半波可控整流电路Ud/U2随a变化的关系 1－电阻负载 2－电感负载 3－电阻电感负载
3.1 三相半波可控整流电路 负载电流平均值为
Id
Ud R
（3-3）
晶闸管承受的最大反向电压，为变压器二次线电压峰值，
即
URM 2 3U2 6U2 2.45U2 （3-4）
晶闸管阳极与阴极间的最大正向电压等于变压器二 次相电压的峰值，即
U FM 2U 2
（3-5）
3.1 三相半波可控整流电路
2）阻感负载
特点：阻感负载，L值很大， u
u
a
u
u
b
c
id波形基本平直。
d
a≤30时：整流电压波形与 O a
晶闸管电压、电流等的定量分析与三相半波时一致。
接反电势阻感负载时，在负载电流连续的情况下，电路 工作情况与电感性负载时相似，电路中各处电压、电流 波形均相同。
仅在计算Id时有所不同，接反电势阻感负载时的Id为：
三相可控整流电路晶闸管课后作业
17
13．三相整流桥，阻感负载，R=5Ω，L=∞，U2=220V，XB=0.3Ω，求Ud、 Id、ID、I2和γ的值并作出ud、iD和i2的波形。
压三力相检可测控方整法流及电仪路表
18
压三力相检可测控方整法流及电仪路表
19
ud、iD和i2的u波2 形如下ua ： ub
uc
O t1
t
ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
14
7．三相半波可控整流电路，反电动势阻感负载，U2=100V，R=1Ω，L=∞， LB=1mH，求当a=30时、E=50V时Ud、Id、γ的值并作出ud与iT的波形。
解：考虑LB时，有：
Ud＝1.17U2cosα－ΔUd
ΔUd＝3XBId∕2π
Id＝（Ud－E）∕R
解方程组得：
Ud＝（πR 1.17U2cosα＋3XBE）∕（2πR＋3XB）＝94.63（V）
和有效值IT。整流变压器一次侧电压为220V,求变压器一、二次侧
绕组电流的有效值，并作出ud、id和i2的波形；
解：ud、id和i2的波形如下图：
u2
O
ud
O
id
O i2
Id
O
t
t Id
t Id
t
压三力相检可测控方整法流及电仪路表
10
u2
O
ud
O
id
O i2
Id
O
输出平均电压：
Ud＝0.9 U2 cosα
其波形系数。
0
4
2
0
4
5 4
2 0 2
2
a)
b)
c)
图1-43
解：a)
Kf1
I1 Id1
1.75
第三章_三相桥式全控整流电路
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：
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
小结:
Hale Waihona Puke 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。
三相全桥全控整流电路
控制角α＝30o情况
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
第三章三相整流电路
第三章三相可控整流电路[ 机电工程系]单相可控整流电路具有线路简单，维护、调试方便等优点，但输出整流电压脉动大，又会影响三相交流电网的平衡。
因此，当负载容量较大(一般指4KW以上)，要求的直流电压脉动较小时，通常采用三相可控整流电路。
三相可控整流电路有多种形式，其中最基本的是三相半波可控整流电路，而其他常用的如三相桥式全控整流电路、双反星形可控整流电路、十二脉波可控整流电路等，均可看作是三相半波可控整流电路的串联或并联，可在分析三相半波可控整流电路的基础上进行分析。
本章重点：（1）介绍三相半波可控整流电路不同负载时的组成、工作原理、波形分析、电路各电量的计算等，（2）三相桥式全控整流电路及双反星形可控整流电路。
最后，将介绍几个应用实例。
第一节第二节第三节第四节三相半波可控整流电路三相桥式全控整流电路带平衡电抗器的双反星形可控整流电路带平衡电抗器的双反星形可控整流电路U V W TuvwVD1VD3VD5Ku d R d一、三相半波不可控整流电路➢电路的特点：变压器二次侧接成星形得到零线，而一次侧接成三角形避免3次谐波流入电网。
三个二极管分别接入a、b、c三相电源，其阴极连接在一起——共阴极接法。
二极管开通情况：三个二极管对应的相电压中哪一个的值最大，则该相所对应的二极管导通，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电压。
b) c)d) e)u2R iduaubucO w t1w t2w t3uGudOOuabuacOiVD1uVD1w tw tw tw tw t自然换相点：在相电压的交点ωt1、ωt2、ωt3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。
b) c)d) e)u2R iduaubucO w t1w t2w t3uGudOOuabuacOiVD1uVD1w tw tw tw tw t在一个周期中，器件工作情况如下：在ωt1～ωt2期间，a相电压最高，VD1导通，ud= u a。
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。
三相整流电路讲解
电力电子技术
在负载容量超过4KW以上，要求直流电压脉 动较小的场合，应采用三相整流电路。
包括三相半波、三相桥式、双反星形等， 三相半波是最基本的电路组成形式，其 它电路都可以看作是三相半波电路的串 联与并联。
电力电子技术
§3—1 三相半波可控整流电路
一、三相半波不可控整流电路
6
2U 2 sin td (t) 1.17U 2
6
3
晶闸管承受的最大反向电压至少应大于 6U2
电力电子技术
§3—1 三相半波可控整流电路
二、三相半波可控整流电路 特点：三相半波可控整流电路的控制角α以对应
的自然换流点算起，由于自然换流点距离原点 为30°，所以触发脉冲距三相电压原点为 30°+α。 1.电阻性负载 电路及波形图
2.三相全控桥触发电路要求双窄脉冲触发或宽脉 冲触发,而三相半控桥触发电路简单不要求双脉 冲触发或宽脉冲触发.
3.全控桥一般用于电动机负载和一些对整流电路 要求高的场合,而半控桥一般用于电阻性负载及 对整流电路无特殊要求的场合.
电力电子技术
总结
电力电子技术
变压器二次侧有直流不平衡磁动势,使铁心饱和
电力电子技术
§3—1 三相半波可控整流电路
例3—1已知三相半波可控整流电路带大电感负载，工作在 α=60°。Rd=2欧，变压器二次侧相电压为200V，求不接 续流管与接续流管的二种情况下的Id值并选择晶闸管元件。
解:不接续流管Ud=1.17U2φcosα=117V Id=117/2=58.5A
电力电子技术
§3—2 三相桥式全控整流电路
实质上是一组共阴极组与一组共阳极组的三相 半波可控整流电路的串联 一.电阻性负载 1.电路及工作原理 2.波形图3.触发电路同电感性负载 二.带大电感性负载 1.电路及工作原理 2.波形图
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ug ug1
ug2
ug3
ug1
0 ud id
(c) t
变压器绕组中电流是直流脉动电流，一个
0 iT1
(d) t
周期内每相只工作1/3周期。 0 uT1
因此存在变压器铁芯直流磁化和利用率不 0
t
(e)
t
(f)
高的问题。
uuv
uuw
电阻性负载α=0°时的波形
压三力相检可压：
电阻性负载α=60°时的波形
压三力相检可测控方整法流及电仪路表
11
由上分析可知:
（1）控制角α=0°时，输出电压最大；α增大，输出电压减小； 当α=150°时，输出电压为零，所以移相范围为150°； 当α≤30°时，电流（压）连续，每相晶闸管导通角θ为120°； 当α＞30°时，电流（电压）断续，导通角θ小于120°， 导通角为θ=150°-α 。
t2
t3
t
(b)
由于此刻以后uv﹥uu，VT1反压关断, ud=uv；
ug ug1
ug2
ug3
ug1
0 ud id
③ωt3时刻触发VT3导通，VT2反压关断， 0 iT1
(c) t
(d) t
ud=uw。 如此循环下去。
0
t
(e)
uT1
0
t
(f)
uuv
uuw
电阻性负载α=0°时的波形
压三力相检可测控方整法流及电仪路表
压三力相检可测控方整法流及电仪路表
10
若α继续增大，则ud将继续减小。
4）当α=90°时：
u2 uu
uv
uw
uu
5）当α=120°时：
(a) 0
t
6）当α=150°时：
当α=150°时，ud减小到零。
所以移相范围为150°
ug
(b) 0
ud id
(c)
0
iT1
(d)
0
ug1
ug2
ug3
ug1
t
t t
(e) 晶闸管VT1上的电流； (f) 晶闸管VT1上的电压
压三力相检可测控方整法流及电仪路表
4
ud, id连续
1）当α=0°时：
T
u VT1
v VT2
w VT3 ud R
id
①ωt1时刻,VT1触发导通，ud=uu; ②ωt2时刻(隔120°)VT2触发导通，
uu 1
uv 2
uw 3
uu 4
0 t1
0 ud id
0 iT1
0
其它两只晶闸管上的电压波形形状与此相 uT1
同，只是相位依次相差120°。
0
(c) t
(d) t
t
(e)
t
(f)
uuv uuw
电阻性负载α=0°时的波形
压三力相检可测控方整法流及电仪路表
8
连续和断续 的分界点
2）当α=30°时：
①设VT3正在导通，此时ud=uw；
②经过ωt1时，由于无触发脉冲VT1 仍关断，由于此时uw﹥0，VT3继续导
重点和要求
1.理解和掌握三相半波、三相桥式等整流电路的电路结构、 工作原理、波形分析、参数计算和电气性能评估。
2.理解变压器漏抗对整流电路的影响及换相重叠角的概念。 3.了解大功率整流电路的形式和特点。
重点：波形分析和基本电量计算的方法。 难点：不同负载对工况的影响、整流器交流侧电抗对整流
电路的影响
5
负载端输出电压：
uu 1
uv 2
uw 3
uu 4
图(d)中：
0 t1
t2
t3
t
(b)
ud是连续的脉动的直流电压，它是三相交流 ug ug1
相电压正半周包络线，一周期内ud脉动三次，u0d
id
脉动频率：3×50Hz = 150 Hz。
0 iT1
特点：
0
一个周期内三相电源轮流向负载供电，
uT1
0
每相晶闸管各导通120°，ud连续。
ud R id
压三力相检可测控方整法流及电仪路表
2
2. 工作原理
T
u VT1
v VT2
自然换相点：
w VT3 ud R
id
当电路中的可控元件全部由
不可控元件代替时，各元件的
VT2控制 角起点
导电转换点。
ud uu
uv
uw
即三相电压（u,v.w）正半周
ωt
的交点。
控制角从自然换相点开始计算。
VT1控制 角起点
故不能导通。
(a) 0
T
u VT1
v VT2
w VT3 ud R
id
uv
uw
uu
t
③此后，ug1到来前的一段时间内， (b) ug
各相都不导通，ud，id都为零。
0 ud
id
④当ug1到来，VT1导通， ud=uu, 依
次循环。
(c)
0
iT1
ug1
ug2
ug3
ug1
t
t
(d)
0
t
电阻性负载α=60°时的波形
ug2
ug3
ug1
uuv
uuw
(c) t
(d) t
t
(e)
t
(f)
电阻性负载α=0°时的波形
压三力相检可测控方整法流及电仪路表
6
负载端输出电流：
uu
uv
uw
uu
1
2
3
4
图(e)是流过u相晶闸管VT1的电流波形，其
0 t1
t2
t3
它两相晶闸管的电流波形形状与此相同，相
t
(b)
位依次相差120°。 特点：
0
t
iT1
(d)
0
t
uT1 uuw
(e)
0
t
一个周期中，每只管子仍导通120°。
uUV
uUW
电阻性负载α=30°时的波形
压三力相检可测控方整法流及电仪路表
9
Ud, id 不连续
3）当α=60°时：
①设VT3正在导通，ud=uw。
②当uw过零变负时，VT3受反压关断。
u2 uu
此时VT1虽受正压，但因ug1没到，
压三力相检可测控方整法流及电仪路表
VT3控制 角起点
3
u2
uu
1
uv 2
uw 3
uu 4
0 t1
t2
t3
t
(b)
ug ug1
ug2
ug3
ug1
0 ud id
(c) t
T
u VT1
0 iT1
v VT2
w VT3 ud
0 R uT1
id
0
(d) t
t
(e)
t
(f)
(a)
uuv
uuw
三相半波可控整流电路电阻性负载α=0° (a) 电路； (b) 电源相电压； (c) 触发脉冲； (d) 输出电压、 电流；
压三力相检可测控方整法流及电仪路表
1
第一节 三相半波相控整流电路
一、电阻性负载
1. 电路结构
一次绕组一般接成三角形， 二次绕组必须接成星型，三个晶 闸管阳极分别到u,v,w三相电源， 阴极连接在一起，称为共阴极接 法，这种接法在触发电路有公共 线时连接比较方便。
T
三角形接法
星形共阴极接法
u VT1 v VT2 w VT3
通；
③ωt11处，VT1触发导通，VT3反压
关断，id从w相换到u相。
如此循环下去。 从图中可看出：
负载电流处于连续的临界状态，
T
u VT1
v VT2
w VT3 ud R
id
u2 uU uV uW
uU
(a)
t11
t22
t33
0 t1
t2
t3
t
ug
ug1
ug2
ug3
ug1
(b)
0
t
ud id
(c)
T
u VT1
v VT2
w VT3 ud R
id
图(f)是VT1上电压的波形。 VT1导通时为零；
uu 1
uv 2
uw 3
uu 4
0 t1
t2
t3
t
(b)
VT2导通时， VT1承受线电压uuv(uu-uv)，
是反压；
VT3导通时，VT1承受线电压uuw(uu-uv)，是
反压；
ug ug1
ug2
ug3
ug1