三相整流电路河南理工大学电力电子.ppt

《三相整流电路河南理工大学电力电子.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三相整流电路河南理工大学电力电子.ppt（32页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、会计学1三相整流电路三相整流电路(dinl)河南理工大学电力河南理工大学电力电子电子第一页，共32页。2.1 2.1 2.1 2.1 单相可控整流单相可控整流单相可控整流单相可控整流(zhngli)(zhngli)(zhngli)(zhngli)电路电路电路电路 2.1.1 2.1.1 单相半波单相半波单相半波单相半波(bn b)(bn b)可控整流电可控整流电可控整流电可控整流电路路路路 2.1.2 2.1.2 单相桥式全控整流电路单相桥式全控整流电路单相桥式全控整流电路单相桥式全控整流电路 2.1.3 2.1.3 单相全波可控整流电路单相全波可控整流电路单相全波可控整流电路单相全波可控整流

2、电路 2.1.4 2.1.4 单相桥式半控整流电路单相桥式半控整流电路单相桥式半控整流电路单相桥式半控整流电路第第2 2章章 整流整流(zhngli)(zhngli)电路电路学习方法和思路：工作原理、波形分析、参数计算学习方法和思路：工作原理、波形分析、参数计算注意：不同负载对工作原理、参量波形和参数计算的影响注意：不同负载对工作原理、参量波形和参数计算的影响第1页/共31页第二页，共32页。w ww ww ww wtTVTR0a)u1u2uVTudidw wt1p p2p ptttu2uguduVTa aq q0b)c)d)e)00 2.1.1 2.1.1 2.1.1 2.1.1 单相单相单

3、相单相(dn xin)(dn xin)(dn xin)(dn xin)半波可控整流电路半波可控整流电路半波可控整流电路半波可控整流电路只有在只有在=0，大电感，大电感负载时负载电流方连续。负载时负载电流方连续。w wttw ww wtw wtw wu20w wt1p p2p ptug0ud0id0uVT0q qa ab)c)d)e)f)+u2udiduVTiVTIdIdw wt1w wtw wtw wtw wtw wtw wtOOOOOOp p-a ap p+a ab)c)d)e)f)g)iVDRa)第2页/共31页第三页，共32页。u(i)pwtwtwt000i2udidb)c)d)ddaa

4、uVT1,4 2.1.2 2.1.2 2.1.2 2.1.2 单相单相单相单相(dn xin)(dn xin)(dn xin)(dn xin)桥式全控整流电路桥式全控整流电路桥式全控整流电路桥式全控整流电路2OwtOwtOwtudidi2b)OwtOwtuVT1,4OwtOwtIdIdIdIdIdiVT2,3iVT1,4b)idOEudwtIdOwtaqdRLE负载当负载当L很大时，很大时，各量波形各量波形(b xn)与与RL负载时相同。负载时相同。第3页/共31页第四页，共32页。单相全波可控整单相全波可控整流电路流电路(dinl)及波形及波形Ob)2OudidIdOOOOOi2IdIdId

5、IIdawtwtwtwtwtwtwtap-ap-aiVT1iVD4iVT2iVD3iVDR单相半控桥式单相半控桥式整流电路整流电路(dinl)及波形及波形RL负载负载(fzi)时的失时的失控可能及续流管抑制控可能及续流管抑制第4页/共31页第五页，共32页。Ob)2OudidIdOOOOOi2IdIdIdIIdawtwtwtwtwtwtwtap-ap-aiVT1iVD4iVT2iVD3iVDR单相单相(dn xin)半控桥式半控桥式整流电路及波形整流电路及波形桥臂模块化和共用脉冲问题及失桥臂模块化和共用脉冲问题及失控控(sh kn)区别。区别。第5页/共31页第六页，共32页。3.2 三相可控

6、整流三相可控整流(zhngli)电路电路3.2.1 三相半波可控整三相半波可控整流流(zhngli)电路电路3.2.2 三相桥式全控整三相桥式全控整流流(zhngli)电路电路第第2 2章章 整流整流(zhngli)(zhngli)电路电路第6页/共31页第七页，共32页。3.2 3.2 三相三相三相三相(sn xin(sn xin)可控整流电路可控整流电路可控整流电路可控整流电路 引言引言引言引言交交交交流流流流(jioli)(jioli)测测测测由由由由三三三三相相相相电电电电源源源源供供供供电。电。电。电。负负负负载载载载容容容容量量量量较较较较大大大大，或或或或要要要要求求求求直直直直

7、流流流流电电电电压压压压脉动较小、容易滤波。脉动较小、容易滤波。脉动较小、容易滤波。脉动较小、容易滤波。基本电路形式基本电路形式基本电路形式基本电路形式:三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路 变变变变压压压压器器器器作作作作用用用用；接接接接法法法法与与与与三三三三次次次次谐波；谐波；谐波；谐波；Y Y接法获得公共点位点。接法获得公共点位点。接法获得公共点位点。接法获得公共点位点。3.2 三相可控整流三相可控整流(zhngli)电路电路第7页/共31页第八页，共32页。

8、3.2 三相三相(sn xin)可控整流电路可控整流电路第8页/共31页第九页，共32页。电路的特点：电路的特点：电路的特点：电路的特点：变变变变压压压压器器器器二二二二次次次次侧侧侧侧接接接接成成成成星星星星形形形形得得得得到到到到零零零零线线线线，而而而而一一一一次次次次侧侧侧侧接接接接成成成成三三三三角角角角形形形形避避避避免免免免(bmi(bmi n)3n)3次谐波流入电网。次谐波流入电网。次谐波流入电网。次谐波流入电网。三三三三个个个个晶晶晶晶闸闸闸闸管管管管阴阴阴阴极极极极连连连连接接接接在在在在一一一一起起起起共阴极接法共阴极接法共阴极接法共阴极接法 。图2-11 三相半波可控整

9、流电路(dinl)共阴极接法电阻负载时的电路(dinl)及a=0时的波形 1)电电阻阻(dinz)负载负载自然换相点：二极管换相时刻为自然换相点自然换相点，是各相晶闸管能触发导通的最早时刻，将其作为计算各晶闸管触发角a的起点，即a=0。b)c)d)e)f)u2Riduaubuca=0Owt1wt2wt3uGOudOOuabuacOiVT1uVT1wtwtwtwtwta)动画演示3.2.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路第9页/共31页第十页，共32页。a=0时时的的工工作作(gngzu)原原理理分分析析:变变压压器器二二次次侧侧a相相绕绕组组(roz)和和晶晶闸闸管管VT1的的电电流

10、流波波形形，变变压压器器二二次次绕绕组组(roz)电电流流有有直直流分量。流分量。晶晶闸闸管管的的电电压压波波形形，由由3段段组组成。成。图图2-11 三相半波可控整流电路共阴极接法三相半波可控整流电路共阴极接法电阻电阻(dinz)负载时的电路及负载时的电路及a=0时的波时的波形形 a a=30 的波形（的波形（图图2-12）特特点点：负负载载电电流流处处于于连连续续和和断续之间的临界状态。断续之间的临界状态。a a30 的情况（的情况（图图2-13）特点：负载电流断续，晶闸特点：负载电流断续，晶闸管导通角小于管导通角小于120 。b)c)d)e)f)u2uaubuca a=0Ow wt1w

11、wt2w wt3uGOudOOuabuacOiVT1uVT1w wtw wtw wtw wtw wta)R动画演示动画演示3.2.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路第10页/共31页第十一页，共32页。（2-15）（2-16）整整流流电电压压(diny)平平均均值值的计算的计算a30 时，负载电流时，负载电流(dinli)连续，导通角为连续，导通角为2/3，有：，有：a30 时，负载电流时，负载电流(dinli)断续，晶闸管导通角减小，断续，晶闸管导通角减小，此时有：此时有：3.2.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路3脉波整流，可在单脉波计算公式基础上计算。脉波整流，可在单

12、脉波计算公式基础上计算。第11页/共31页第十二页，共32页。负载负载负载负载(fzi)(fzi)电流平均值电流平均值电流平均值电流平均值为为为为 晶闸管承受晶闸管承受(chngshu)的最大反向电压，为变压器二的最大反向电压，为变压器二次线电压峰值，即次线电压峰值，即晶闸管阳极与阴极间的最大正向晶闸管阳极与阴极间的最大正向(zhn xin)电电压等于变压器二次相电压的峰值，即压等于变压器二次相电压的峰值，即3.2.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路第12页/共31页第十三页，共32页。2）阻感负）阻感负载载(fzi)图图2-16 三相半波可控整流三相半波可控整流(zhngli)电路

13、，阻感负载时的电电路，阻感负载时的电路及路及a=60时的波形时的波形特特点点：阻阻感感负负载载，L值值很很大大，id波形基本平直。波形基本平直。a30时时：整整流流电电压压波波形形与与电阻电阻(dinz)负载时相同。负载时相同。a30时时（如如a=60时时的的波形如图波形如图2-16所示）。所示）。u2过过零零时时，VT1不不关关断断，直直到到VT2的的脉脉冲冲到到来来，才才换换流流，ud波波形形中中出出现现负负的的部部分。分。id波波形形有有一一定定的的脉脉动动，但但为为简简化化分分析析及及定定量量计计算算，可可将将id近似为一条水平线。近似为一条水平线。udiauaubucibicidua

14、cOwtOwtOOwtOOwtawtwt动画演示3.2.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路第13页/共31页第十四页，共32页。数数数数量量量量(shling)(shling)关关关关系系系系由于负载由于负载(fzi)电流连续，导通角为电流连续，导通角为2/3，Ud可由式可由式（2-15）求出，即）求出，即Ud/U2与与a成余弦关系成余弦关系(gun x)。阻感负载时的移相范围为阻感负载时的移相范围为90。3.2.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路（2-15）第14页/共31页第十五页，共32页。Ud/U2Ud/U2随随随随a a变化变化变化变化(binhu)(binhu)

15、的规律如图的规律如图的规律如图的规律如图2-142-14中的曲线中的曲线中的曲线中的曲线1 1所示。所示。所示。所示。图图2-14 三相半波三相半波(bn b)可控整流电路可控整流电路Ud/U2随随a变化的关系变化的关系1电阻负载电阻负载 2电感负载电感负载 3电阻电感负载电阻电感负载3.2.1 三相三相(sn xin)半波可控整流电路半波可控整流电路第15页/共31页第十六页，共32页。3.2.1 3.2.1 三相三相三相三相(sn xin(sn xin)半波可控整流电路半波可控整流电路半波可控整流电路半波可控整流电路变变变变 压压压压 器器器器 二二二二 次次次次 电电电电 流流流流(di

16、nli)(dinli)即即即即 晶晶晶晶 闸闸闸闸 管管管管 电电电电 流流流流(dinli)(dinli)的有效值为的有效值为的有效值为的有效值为晶闸管的额定电流为晶闸管的额定电流为晶闸管最大正、反向电压晶闸管最大正、反向电压(diny)峰值均为变压器二峰值均为变压器二次线电压次线电压(diny)峰值峰值三相半波的主要缺点在于其变压器二次电流三相半波的主要缺点在于其变压器二次电流中含有中含有直流分量直流分量，为此其应用较少。，为此其应用较少。第16页/共31页第十七页，共32页。3.2.1 3.2.1 三相半波三相半波三相半波三相半波(bn b)(bn b)可控整流电路可控整流电路可控整流电

17、路可控整流电路三相三相三相三相(sn xin(sn xin)半波整流电路的半波整流电路的半波整流电路的半波整流电路的共阳极接法共阳极接法共阳极接法共阳极接法 此电路中各晶闸管只能在相此电路中各晶闸管只能在相电压为负时触发，其自然电压为负时触发，其自然(zrn)换相点为三相电压负半波的交点，换相点为三相电压负半波的交点，例如例如VT1的的=0为为a相电压相电压t=7/6。=30时输出电压的时输出电压的波形如图所示，输出电压波形如图所示，输出电压ud为负为负，输出整流电压平均值：，输出整流电压平均值：分析方法同共阴极接法的三相半波分析方法同共阴极接法的三相半波整流电路。整流电路。第17页/共31页

18、第十八页，共32页。小小小小 结结结结 重点：重点：重点：重点：1 1 1 1）三相半波整流电路不同负载下的分析；）三相半波整流电路不同负载下的分析；）三相半波整流电路不同负载下的分析；）三相半波整流电路不同负载下的分析；2 2 2 2）三相可控整流电路的）三相可控整流电路的）三相可控整流电路的）三相可控整流电路的=0=0=0=0位置位置位置位置(wi zhi)(wi zhi)(wi zhi)(wi zhi)；3 3 3 3）三相半波整流电路的）三相半波整流电路的）三相半波整流电路的）三相半波整流电路的3 3 3 3脉波特点及缺点；脉波特点及缺点；脉波特点及缺点；脉波特点及缺点；4 4 4 4

19、）该电路的电气量波形绘制及计算。）该电路的电气量波形绘制及计算。）该电路的电气量波形绘制及计算。）该电路的电气量波形绘制及计算。第18页/共31页第十九页，共32页。三相桥式电路三相桥式电路(dinl)(dinl)的组成：的组成：2.2.2 2.2.2 三相桥式全控整流三相桥式全控整流三相桥式全控整流三相桥式全控整流(zhngli)(zhngli)电路电路电路电路第19页/共31页第二十页，共32页。三三 相相 桥桥 是是 应应 用用 最最 为为 广广 泛泛 的的 整整 流流(zhngli)(zhngli)电路电路共共阴阴极极(ynj)组组阴阴极极(ynj)连连接接在在一一起起的的3个个晶晶闸

20、闸管管（VT1，VT3，VT5）共共阳阳极极(yngj)组组阳阳极极(yngj)连连接接在在一一起起的的3个个晶晶闸闸管管（VT4,VT6,VT2）图3-17 三相桥式全控整流电路原理图导通顺序：VT1VT2 VT3 VT4 VT5VT62.2.2 2.2.2 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三相桥式全控整流电路第20页/共31页第二十一页，共32页。2-22三三三三 相相相相 桥桥桥桥 式式式式 全全全全 控控控控 整整整整 流流流流 电电电电 路路路路 触触触触 发发发发 工工工工 作作作作(gngzu)(gngzu)方式方式方式方式2.2.2 2.2.2 三相

21、桥式全控整流三相桥式全控整流三相桥式全控整流三相桥式全控整流(zhngli)(zhngli)电路电路电路电路第21页/共31页第二十二页，共32页。1 1）带电阻负载）带电阻负载）带电阻负载）带电阻负载(fzi)(fzi)时的工作情况时的工作情况时的工作情况时的工作情况当a60时，ud波形均连续，对于电阻负载，id波形与ud波形形状一样，也连续 波形图：a=0 （图318）a=30（图319）a=60（图320）当a60时，ud波形每60中有一段为零，ud波形不能出现负值 波形图：a=90（图321）带电阻负载时三相桥式全控整流(zhngli)电路a角的移相范围是1202.2.2 2.2.2

22、三相三相三相三相(sn xin(sn xin)桥式全控整流电路桥式全控整流电路桥式全控整流电路桥式全控整流电路第22页/共31页第二十三页，共32页。3.2.2 三相三相(sn xin)桥式全控桥式全控整流电路整流电路晶晶闸闸管管及及输输出出整整流流电电压压(diny)(diny)的的情情况况如如表表3 31 1所示所示时 段IIIIIIIVVVI共阴极组中导通的晶闸管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共阳极组中导通的晶闸管VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流输出电压udua-ub=uabua-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb 请参照(

23、cnzho)图319第23页/共31页第二十四页，共32页。3.2.2 三相三相(sn xin)桥式全控桥式全控整流电路整流电路1)1)（2 2）对触发脉冲的要求：）对触发脉冲的要求：2)2)按按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的的顺顺序序，相相位位依依次次(yc)(yc)差差6060。3)3)共共阴阴极极组组VT1VT1、VT3VT3、VT5VT5的的脉脉冲冲依依次次(yc)(yc)差差120120，共阳极组，共阳极组VT4VT4、VT6VT6、VT2VT2也依次也依次(yc)(yc)差差120120。4)4)同同一一相相的的上上下

24、下两两个个桥桥臂臂，即即VT1VT1与与VT4VT4，VT2VT2与与VT5VT5，VT3 VT3与与VT6 VT6，脉冲相差，脉冲相差180180。三相桥式全控整流电路(dinl)的特点（1）2个管同时导通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各1，且不能为同1相器件。第24页/共31页第二十五页，共32页。2-26（3 3）udud一一周周期期脉脉动动6 6次次，每每次次脉脉动动的的波波形形都都一一样样，故故该该电电路路为为6 6脉脉波整流电路。波整流电路。（4 4）需保证同时导通的）需保证同时导通的2 2个晶闸管均有脉冲个晶闸管均有脉冲可采用两种方法：一种是宽脉冲触发可采用两种方法：一种是

25、宽脉冲触发(chf)(chf)一种是双脉冲触发一种是双脉冲触发(chf)(chf)（常用）（常用）(5(5）晶晶闸闸管管承承受受的的电电压压波波形形与与三三相相半半波波时时相相同同，晶晶闸闸管管承承受受最最大大正、反向电压的关系也相同。正、反向电压的关系也相同。三相桥式全控整流电路(dinl)的特点第25页/共31页第二十六页，共32页。2)2)阻感负载阻感负载阻感负载阻感负载(fzi)(fzi)时的工作情况时的工作情况时的工作情况时的工作情况2.2.2 2.2.2 三相三相三相三相(sn xin(sn xin)桥式全控整流电路桥式全控整流电路桥式全控整流电路桥式全控整流电路第26页/共31页

26、第二十七页，共32页。a60 时（时（a=0 图图322；a=30 图图323）ud波形连续，工作情况波形连续，工作情况(qngkung)与带电阻负载时十分相似。与带电阻负载时十分相似。各晶闸管的通断情况各晶闸管的通断情况(qngkung)输出整流电压输出整流电压ud波形波形 晶闸管承受的电压波形晶闸管承受的电压波形2)2)阻阻阻阻感感感感负负负负载载载载时时时时的的的的工工工工作作作作(gngzu)(gngzu)情情情情况况况况主要(zhyo)包括a 60 时（时（a=90图324）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

27、。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。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。2.2.2 2.2.2 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三相桥式全控整流电路第27页/共31页第二十八页，共32页。3)3)定量分析定量分析定量分析定量分析(dnglingfnx)(dnglingfnx)当整流输出电压连续时（即带阻感负载(fzi)时，或带电阻负载(fzi)a60时）的平均值为：带电阻负载(fzi)且a 60时，整流电压平均值为：输出电流平均值为：Id=Ud/R（3-26）（3-27）2.2.2 三相桥式全

28、控整流电路三相桥式全控整流电路第28页/共31页第二十九页，共32页。2.2.2 2.2.2 三相三相三相三相(sn xin(sn xin)桥式全控整流电路桥式全控整流电路桥式全控整流电路桥式全控整流电路当当整整流流变变压压器器为为图图3-183-18中中所所示示采采用用(c(c iyng)iyng)星星形形接接法法，带带阻阻感感负负载载时时，变变压压器器二二次次侧侧电电流流波波形形如如图图2-232-23中中所所示示，其有效值为：其有效值为：（3-28）晶闸管电压、电流等的定量分析与三相半波(bn b)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

29、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：（3-29）式中R和E分别为负载中的电阻值和反电动势的值。第29页/共31页第三十页，共32页。小小小小 结结结结 重点：重点：重点：重点：1 1 1 1）单相全控桥在三种不同负载下的分析；）单相全控桥在三种不同负载下的分析；）单相全控桥在三种不同负载下的分析；）单相全控桥在三种不同负载下的分析；2 2 2 2）整流）整流）整流）整流(zhngli)(zhngli)(zhngli)(zhngli)电路性能评估；电路性能评估；电路性能评估；电路性能评估；3 3 3 3）整流）整流）整流）整流(zhngli)(zhngli)(zhngli)(zhngli)电路设计；电路设计；电路设计；电路设计；第30页/共31页第三十一页，共32页。内容(nirng)总结会计学。学习方法和思路：工作原理、波形分析、参数计算。第1页/共31页。只有在=0，大电感负载时负载电流方连续。第2页/共31页。第3页/共31页。第6页/共31页。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。三个晶闸管阴极连接在一起共阴极接法。变压器二次侧a相绕组(roz)和晶闸管VT1的电流波形，变压器二次绕组(roz)电流有直流分量。3脉波整流，可在单脉波计算公式基础上计算。VT3 VT4第三十二页，共32页。