煤矿矿井维修电工技师培训

压和电流波形断续时）
（2－2）
• 式中Ｕ2—— 变压器二次侧三相交流电的相电压（有效值）。 • 流过电阻负载的直流电流平均值Ｉｄ为
• Ｉd＝2.34cosa （当0°≤a≤60°） （2－3）
• Ｉd＝2.34［1+cos（60°+a ）］（当60°≤a≤120°）（2－4）
• 流过每个晶闸管的平均电流ＩＴＡＶ为负载电流Ｉｄ的三分之一即
图2－2 三相桥式全控电阻负载整流电路的输出 电压波形和触发脉冲顺序（a＝０°）
• 分析三相桥式全控整流电路时，根据晶闸管的换相情 况，把一个交流电周期分成六个相等的期间（即
ωωtt51～～ωωtt62，，ωωtt6～2～ωωtt7，3，）ω来t讨3～论ω。t4，ωt4～ωt5，
• 当触发延迟角a＝０°时，整流电路的六个相等的期间 如图2－2所示。电路的工作过程如下：
• Ｕd＝2.34Ｕ2 ＣＯＳa （0°≤a≤90°） （2－7）
• 负载中直流电流平均值Ｉｄ为
• •
Ｉ流d过＝晶2.闸34管的UR2d平 c均os电a 流Ｉ（Ｔ0°ＡＶ≤为a≤90°）
（2－8）
• ＩＴＡＶ＝Ｉｄ／3
（2－9）
• 流过晶闸管电流的有效值ＩＴ为
• ＩＴ＝ Ｉd 1
（2－10）
3
应当注意，若大电感负载并接了续流二极管，由于此续流二极管的作用，
• 三相桥式全控整流电路在纯电阻性质负载时，负载中流过的电流波形与 负载上的电压波形相同。电路中，有关电压、电流的数量关系如下：
• 负载两端的整流输出电压平均值为Ｕd为 • Ｕd＝2.34Ｕ2ＣＯＳa （当0°≤a≤60°时，即当电压和电流波形连续时）
（2－1）
• Ｕd＝2.34Ｕ2［1＋ＣＯＳ （60°＋a ）］（当60°≤a≤120°时，即当电
出电压ｕd的波形与a＝０°时有所不同。当改
变a时，输出电压的波形随之发生变化，其平 均值的大小因此跟着改变，从而达到可控整流
的目的，如图2－3所示。当a≤6０°时，ｕd波 形是连续的；a＞6０°时,ｕd波形断续;触发延
迟角a的允许变化范围（即移相来自百度文库范围）为 0°～120°。
图2－3 电阻性负载时输出电压波形 a）ａ＝60°ｂ）ａ＝90°
90°时，由于电感的的自感电动势的作用，输出电压
ud的波形出现负值，但ud的波形的正面积大于面积，故 平均电压Ｕｄ较电阻负载时要小，但Ｕｄ仍为正值；当 a＝90°时，ud的波形的正负面积相等，故平均电压Ｕ
ｄ＝0。因此，三相桥式全控整流大电负载电路工作于 整流状态下，a最大的移相范围为0°～90°。
负载）
图2－2所示为三相桥式全控电阻负载整流电路在 触发延迟角a＝０°时的输出电压波形和触发脉 冲顺序。触发延迟角a＝０°，表示共阴极组和 共阳极组的每个晶闸管在各自的自然换相点触发 换相。在a＝０°的情况下，对共阴极组晶闸管 而言，只有阳极电位最高一相的晶闸管在有触发 脉冲时才能导通；对共阳极组晶闸管而言，只有 阴极电位最低一相的晶闸管在有触发脉冲时才能 导通。
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晶闸管变流技术
• 第一节：三相桥式全控整流电路 • 第二节：斩波器 • 第三节：逆变电路
第一节：三相桥式全控整流电路
• 可控整流电路从相数来分，有单相、两相、三相、六 相等多种；从控制方式来分，有半控、全控两种.
• 一、电阻负载 • 图2-1为a＝０°它是由三相半波晶闸管共阴极整流电
相Ｗ相→线Ｖ电Ｔ压1→，Ｒ即ｄｕ→dＶ＝ｕＴｕ2→w。Ｗ相，负载Ｒｄ上得到Ｕ、
•
• 依此类推，可分析出电路在ωt4～ωt5（ＶＴ3、 ＶＴ4导通）、ωt5～ωt6（ＶＴ4、ＶＴ5导 通）、ωt6～ωt7（ＶＴ5、ＶＴ6导通）期间 的工作情况，如图2－2所示。电路在ωt7以后
的工作情况将重复上述过程。
• 因此，三相桥式全控整流电路中，晶闸管循环 导通的顺序是：ＶＴ6、ＶＴ1→ＶＴ1、ＶＴ 2→ＶＴ2、ＶＴ3→ＶＴ3、ＶＴ4→ＶＴ4、Ｖ Ｔ5→ＶＴ5、ＶＴ6→ＶＴ6、ＶＴ1…。
• 当触发延迟角a＞０°时，每个晶闸管的换相 （或称换流）都不在自然换相点进行，而是从 各自然换相点向后移一个a角开始，故整流输
•
ＩＴＡＶ＝Ｉｄ／3
（2－5）
• 每个晶闸管可能承受的最高正、反向电压ＵTm为三相交流电线电压的峰值， 即
• ＵTm＝ 2×（ 3Ｕ2 ）＝ 6Ｕ2 （2－6）
• 二、电感性负载 • 在工业生产中，三相桥式全控整流电路的负载多数是
电感性负载如电动机的励磁绕组、电感线圈、滤波电 抗器等。三相桥式全控整流电感性负载电路如图2－4 所示。
• 在ωt1～ωt2期间，Ｕ相电压最高，Ｖ相电压最低，若
在ＶＴ1、ＶＴ6门极上加上触发脉冲，则ＶＴ1、ＶＴ
66ｕ→同ｖ。Ｖ时相导，通负，载电Ｒ流ｄ的上流得向到为ＵＵ、相Ｖ→相Ｖ线Ｔ电1压→，Ｒ即ｄｕ→dＶ＝ｕＴ • 在ωt2～ωt3期间，Ｕ相电压仍保持最高，所以ＶＴ1
继续导通。由于此时Ｗ相电压较Ｖ相电压更低，故触 发ＶＴ2，则ＶＴ2导通。ＶＴ2导通后，使ＶＴ6承受 反向电压而关断，电流从ＶＴ6换到ＶＴ2。电流从Ｕ
路和三相半波晶闸管共阳极整流电路串联组成的。为 使6个晶闸管按ＶＴ1→ＶＴ2→ＶＴ3→ＶＴ4→ＶＴ 5→ＶＴ6→ＶＴ1…的顺序触发导通，晶闸管的编号顺
序为：ＶＴ1和ＶＴ4接Ｕ相，ＶＴ3和ＶＴ6接Ｖ相，
ＶＴ5和ＶＴ2接Ｗ相。其中，ＶＴ1、ＶＴ5组成共阴 极组，ＶＴ2、ＶＴ4、ＶＴ6组成共阳极组。
图2-1 三相桥式全控电阻负载整流电路
图2－4 三相桥式全控整流电感性负载电路
• 实际感性负载一般满足ωＬｄ＞＞Ｒｄ，为大电感负载。
图2－5所示为三相桥式全控整流电路大电感负载在a＝ 30°、60°、90°时的输出电压波形。由图2－5可见，
当0°≤a≤60°时，其工作情况和输出电压ud的波形 与电阻负载时相同，ud的波形均为正值；当60°＜a＜
图2－5 三相桥式全控整流电路的输出电压波形（电感性 a）ａ＝60°ｂ）ａ＝60°c）ａ＝90°
• 大电感负载时,整流电路的输出电流ｉd的波形与电阻性负载时不同,当 a≤90°时，ｉd的波形近似为一条水平直线。
• 三相桥式全控整流电路在大电感负载时，电压、电流的数量关系如下：
• 整流输出电压平均值Ｕｄ为