三相可控整流触发电路与主电路电压的同步实现

三相可控整流触发电路与主电路电压的同步实现

【摘要】三相晶闸管可控整流电路中，主变压器二次侧与同步变压器二次侧相对相序、相位的正确与否关系到三相可控整流电路能否正常工作。本文介绍了电源、主变压器二次侧与同步变压器二次侧相对相序、相位的实现方法。

【关键词】三相可控整流；同步；同步变压器

引言

在三相可控整流电路中，向晶闸管整流电路供电的交流侧电源通常来自电网，电网电压的频率不是固定不变的，而是会在允许范围内有一定的波动。触发电路除了应当保证工作频率与主电路交流电源的频率一致外，还应保证每个晶闸管触发脉冲与施加于晶闸管的交流电压保持固定、正确的相位关系；提供给触发电路合适相位的电压称为同步信号电压，正确选择同步信号电压与晶闸管主电压的相位关系称为同步或定相。同步是指把一个与主电路晶闸管电源电压保持合适相位关系的电压提供给触发电路，使得触发脉冲的相位出现在被触发晶闸管承受正向电压的区间，确保主电路各晶闸管在每一个周期中按相同的顺序和触发延迟角被触发导通。同步或定相问题是三相变流电路的重要组成部分。在安装、调试晶闸管装置时，应特别注意同步问题。有时分别检查晶闸管主电路和触发电路都正常，但连接起来工作不正常，输出电压的波形不规则。这种故障往往是由不同步造成的。

为保证触发电路和主电路频率一致，利用一个同步变压器，将其一次侧接入为主电路供电的电网，由其二次侧提供同步电压信号，这样，由同步电压决定的触发脉冲频率与主电路晶闸管电压频率始终是一致的。接下来的问题是触发电路的定相，即选择同步电压信号的相位，以保证触发脉冲相位的正确。下面以主电路为三相桥式全控整流电路、采用锯齿波的触发电路为例，讲述触发电路的定相。

１实现同步的方法

1．１实现同步的步骤

触发电路要与主电路电压取得同步，首先二者应由同一电网供电，保证电源频率一致；其次要根据主电路的形式选择合适的触发电路；最后依据整流变压器的联结组标号、主电路线路形式、负载性质确定触发电路的同步电压，并通过同步变压器的正确连接加以实现。

１．２同步变压器的连接

由于同步变压器二次电压要分别接到各单位触发电路，而一套主电路的各单元触发装置一般有公共“接地”端点，所以，同步变压器的二次侧只能是星形联结。

１．３图解方法

由于整流变压器、同步变压器二者的一次绕组总是接在同一三相电源上，对于同步变压器联结组标号的确定，可采用简化的电压矢量图解方法确定出变压器的钟点数。简化的电压矢量图解方法是以三相变压器一次侧任一线电压为参考矢量，箭头向上，作为时钟长针，指向12点位置，然后画出对应二次侧线电压矢量，作为短针方向，短针指向几点就是几点钟接法。

３定相的具体实现

三相桥式全控电路如图２二所示，直流电动机负载，要求可逆运行，整流变压器Tr为D，y1联结组标号，采用同步电压为锯齿波的触发电路。锯齿波的齿宽为240°，考虑锯齿波起始段的非线性，留出60°裕量。电路要求的移相范围是

30°~150°。按简化相量图解的方法来确定同步变压器的联结组标号及变压器绕组联结方法。

选择以某一只晶闸管的同步定相为例（如以VT1管），其余5管可根据相位关系依次确定。具体步骤如下；

1）确定VT1管的同步电压与主电路电压的相位关系

（1）主电路所要求的移相范围是在α=30°～150°之间，如图２（b）相电压波形uU(或线电压波形uUV)的粗线段所示。为此，锯齿波的斜边线性段(即扣除锯齿波起始段的60°)应能覆盖主电路所要求的移相范围。

（２）明确同步电压和主电路电压相位相差180°；由图２（b）所示波形图可知，产生这一锯齿波所对应的正弦波电压uSU就是触发电路的同步电压，它取自同步变压器某一相的二次电压，并选定为VT1的同步电压。为此，VT1管的同步电压uSU与主电路电压uU的相位关系随之确定(即反相)，从图(b)所示也明显地看出uSU较uU滞后180°，VT4管的同步电压-uSU较uSU滞后180°，其余各管的同步电压可对应相位而类推。

（３）各相对相之间相位差为120°（相电压如此，线电压之间依然）；线电压相位超前各相对相电压30°。所以VT3管的同步电压uSV较uSU滞后120°；uSU较uUV滞后2l0°，其余各管的同步电压可对应相位而类推。

4结论

１）共阳极晶闸管所对应连接的同步变压器组别与整流变压器组别相同；

2）共阳极晶闸管所对应连接的同步变压器组别与主电路变压器组别反向所确定的组别相同。

5其他

为防止电网电压波形畸变对触发电路产生干扰，可对同步电压进行R-C滤波，当R-C滤波器产生滞后角时，还要考虑滞后角度及对应连接问题。

【参考文献】

［１］孙树林，等．电力电子技术[M]．中国矿业大学出版社．

［２］王兆安，刘进军．电力电子技术[M]．机械工业出版社．

［３］浣喜明，姚为正．电力电子技术[M]．高等教育出版社．