第二章 变频器工作原理-整流逆变.

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2.3.1 共阴极三相半波可控整流电路
电阻负载
图3-19 三相半波可控整流电路 三相半波可控整流电路如图3-19所 示。为得到零线，变压器二次侧 必须接成星形，而一次侧为避免 3次谐波流入电源接成三角形。 三个晶闸管分别接入a、b、c三 相电源，它们的阴极连接在—起， 称为共阴极接法，这种接法触发 电路有公共端，连线方便。
T
a b c
VT 1 VT2 VT3
11
2.4 SPWM变频器的工作原理--三相桥式整流电路
由于三相桥式整流电路是两组三相半波整流电路的串联， 因此输出电压是三相半波的两倍。当输出电流连续时：
Ud 2 1.17U2 cos 2.34U2 cos
由于变压器规格并末改变，整流电压却比三相半波时大一 倍，因此输出功率加大一倍。变压器利用率提高了，而晶 闸管的电流定额不变。在输出整流电压相同的情况下，三 相桥式晶闸管的电压定额可以比三相半波电路的晶闸管低 一半。
VT2
b) ud id 0 uV T c)
1,4
ud(id)

VT4
t
0 i2 0
t
d)
t
7
单相全控桥带电感性负载时的电路及波形
id
VT1
a
T u1
i2 u2
VT3
ud b
L
R
VT2
u2 O ud O id iV T O
1 ,4
a)
VT4
t
t
Id Id Id Id Id
t t t t t
第二章 变频器工作原理
关键词：整流、逆变
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2.1 整流电路
AC／DC变换电路是能够直接将交流电能转换 为直流电能的电路，泛称整流电路。 一、整流电路的分类 自本世纪20年代迄今已经历了以下几个发展阶 段： 第一阶段：旋转式变流机组（电动机－发电机组）； 第二阶段：静止式离子整流器； 低频整流电路 第三阶段：静止式半导体整流器；
高频整流电路
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旋转式变流机组和静止式离子整流器的技术经济性能均不 及半导体整流器，因而在世界范围内已为后者所取代。 静止式半导体整流器，按照电路中变流器件的开关频率不 同，所有的半导体变流电路可划分力低频和高频两大类。 对于整流电路而言，前者是指传统相控式整流电路，是所 有半导体变流电路中历史最久，技术最成熟，应用也最广 泛的一种电路， 后者是指最近才发展起来的斩控式（PWM）整流电路， 是所有半导体变流电路中发展历史最短的一种电路，是斩 波控制方式和高频自关断器件发展的技术产物。
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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。
表3-1 三相桥式全控整流电路电阻负载α=0时晶闸管工作情况
时
段
I VT1
II VT1
III VT3
IV VT3
V VT5
VI VT5
共阴极组中导通 的晶闸管
共阳极组中导通 的晶闸管 整流输出电压ud
VT6 ua-ub =uab
8
iV T O
2 ,3
O i2 uV T O
1 ,4
O
2.3 三相桥式全控整流电路
三相全桥的特点：
应用最为广泛. 三相桥式全控整流电路与三相半波电路相比， 输出整流电压提高一倍，输出电压的脉动较小、 变压器利用率高且无直流磁化问题。 由于在整流装置中，三相桥电路晶闸管的最大 失控时间只为三相半波电路的一半，故控制快 速性较好，因而在大容量负载供电、电力拖动 控制系统等方面获得广泛的应用。
5
带电感性负载的单相半波电路及其波形
T a) u1 u2 VT uV T ud R id L
u2 b)
0 ug
t1

2
t
c)
0 ud + +
t
d)
0 id 0 uV T
t
e)

t
f)
0
t
6
单相桥式全控整流电路图（纯电阻负载）
VT1 VT3
id
T a) u1
i2 u2
a ud b R
3
2.2整流电路的分类
4
单相半波可控整流电路及波形
T a) u1 u2 VT uV T id ud R
u2 b) 0 ug 0 ud 0 uV T e) 0
t1

2
t
c)
t
d)

t
t
（1）在U2的正半周，VT 承受正向电压，0～ωt1期 间，无触发脉冲，VT处于 正向阻断状态，UVT＝U2， Ud=0; （2） ωt1以后，VT由于触 发脉冲UG的作用而导通， 则Ud=U2, UVT=0,Id=U2/R，Hale Waihona Puke Baidu一直到π 时刻； （3） π ～2π 期间，U2反 向，VT由于承受反向电压 而关断,UVT=U2,Ud=0。 以后不断重复以上过程。
T
a b c ud R id
VT 1 VT 2 VT 3
图3-19 三相半波可控整流电路
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2.3.2共阳极三相半波可控整流电路
电路
共阳极电路，即将三个晶 闸管的阳极连在一起，其 阴极分别接变压器三相绕 组，变压器的零线作为输 出电压的正端，晶闸管共 ud id 阳极端作为输出电压的负 端，如图2-26所示。 R L 这种共阳极电路接法，对 于螺栓型晶闸管的阳根可 图3-26 三相半波可控整流电路 以共用散热器，使装置结 构简化；但三个触发器的 输出必须彼此绝缘。
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带电阻负载时的工作情况
1.工作原理和波形分析： (1) α =0时的情况 对于共阴极组的 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 SCR 处于导通状态。其 余的SCR均处于关断状态。 触发角 α 的起点，仍然是从自然 换相点开始计算，注意正负方向 均有自然换相点。 动画
VT2 ua-uc =uac
动画
VT2 ub-uc =ubc
VT4
ub-ua =uba
VT4 uc-ua =uca
VT6
uc-ub =ucb
ua u2 = 0° ud 1 O t 1 ud 2 u2 L ud
ub
uc
t
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ uab uac ub c ub a uca ucb uab uac
O
t
iV T
1
O uV T
1
uab uac ub c ub a uca ucb uab uac
t
O
t
uab uac
图2-18三相桥式全控整流 电路带电阻负载α =0时的波形