(5)--3.6大功率可控整流电路.ppt

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1、大功率可控整流电路 带平衡电抗器的双反星 形可控整流电路 多重化整流电路 大功率可控整流电路带平衡电抗器的双反星形可控整流电路的特点 适用于低电压、大电流的场合。多重化整流电路的特点：在采用相同器件时可达到更大的功率。可减少交流侧输入电流的谐波或提高功率因数，从而减小对供电电网的干扰。大功率可控整流电路引言电路分析 电路结构的特点 二次侧为两组匝数相同极性相反的绕阻，分别接成两组三相半波电路。二次侧两绕组的极性相反可消除铁芯的直流磁化，如图3-37，虽然两组相电流的瞬时值不同，但是平均电流相等而绕组的极性相反，所以直流安匝互相抵消。平衡电抗器保证两组三相半波整流电路能同时导电。与三相桥式电路相

2、比，双反星形电路的输出电流可大一倍。图3-37 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平衡电抗器 接平衡电抗器的原因 两个直流电源并联运行时，只有当电压平均值和瞬时值均相等 时，才能使负载均流，在双反星形电路中，两组整流电压平均值相等，但瞬时值不等。两个星形的中点n1和n2间的电压等于ud1和ud2之差，该电压加在Lp上，产生电流ip，它通过两组星形自成回路，不流到负载中去，称为环流或平衡电流。为了使两组电流尽可能平均分配，一般使Lp值足够大，以便限制环流在负载额定电流的1%2%以内。双反星形电路中如不接平衡电抗器，即成为六相半波整流电路。六相半波整流电路中，只能

3、有一个晶闸管导电，其余五管均阻断，每管最大导通角为60，平均电流为Id/6；当=0时，Ud为1.35U2，比三相半波时的1.17U2略大些；因晶闸管导电时间短，变压器利用率低，极少采用。带平衡电抗器的双反星形可控整流电路图3-39 平衡电抗器作用下输出电压的波形和平衡电抗器上电压的波形图3-40 平衡电抗器作用下两个晶闸管同时导电的情况平衡电抗器的工作原理分析 平衡电抗器Lp承担了n1、n2间的电位差，它补偿了ub和ua的电动势差，使得ub和ua两相的晶闸管能同时导电。t1时，ubua，VT6导通，此电流在流经LP时，LP上要感应一电动势up，其方向是要阻止电流增大。可导出Lp两端电压、整流输

4、出电压的数学表达式如下：(3-97)(3-98)t1时刻带平衡电抗器的双反星形可控整流电路图3-39 平衡电抗器作用下输出电压的波形和平衡电抗器上电压的波形图3-40 平衡电抗器作用下两个晶闸管同时导电的情况虽然ud1ud2，但由于Lp的平衡作用，使得晶闸管VT6和VT1同时导通。时间推迟至ub与ua的交点时，ub=ua，up=0。之后ub ub，电流才从VT6换至VT2，此时VT1、VT2同时导电。每一组中的每一个晶闸管仍按三相半波的导电规律而各轮流导电。平衡电抗器中点作为整流电压输出的负端，其输出的整流电压瞬时值为两组三相半波整流电压瞬时值的平均值。带平衡电抗器的双反星形可控整流电路谐波分

5、析 将图3-38中ud1和ud2的波形用傅氏级数展开，可得当=0时的ud1、ud2，即由式（3-97）和（3-98）可得 负载电压ud中的谐波分量比直流分量要小得多，而且最低次谐波为六次谐波。直流平均电压为(3-99)(3-100)(3-101)(3-102)带平衡电抗器的双反星形可控整流电路=30、=60和=90时输出电压的波形分析 当需要分析各种控制角时的输出波形时，可根据式（3-98）先求出两组三相半波电路的ud1和ud2波形，然后做出波形(ud1+ud2)/2。输出电压波形与三相半波电路比较，脉动程度减小了，脉动频率加大一倍，f=300Hz。在电感负载情况下，移相范围是90。在电阻负载

6、情况下，移相范围为120。整流电压平均值为Ud=1.17图3-41 当=30、60、90时，双反星形电路的输出电压波形U2cos 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路将双反星形电路与三相桥式电路进行比较可得出以下结论 三相桥为两组三相半波串联，而双反星形为两组三相半波并联，且后者需用平衡电抗器。当U2相等时，双反星形的Ud是三相桥的1/2，而Id是三相桥的2倍。两种电路中，晶闸管的导通及触发脉冲的分配关系一样，ud和id的波形形状一样。带平衡电抗器的双反星形可控整流电路可采用多重化整流电路减轻整流装置所产生的谐波、无功功率等对电网的干扰，将几个整流电路多重联结可以减少交流侧输入电流谐波，而对晶闸

7、管多重整流电路采用顺序控制的方法可提高功率因数。移相多重联结 有并联多重联结和串联多重联结。可减少输入电流谐波，减小输出电压中的谐波并提高纹波频率，因而可减小平波电抗器。使用平衡电抗器来平衡2组整流器的电流。图3-42的电路是2个三相桥并联而成的12脉波整流电路。图3-42 并联多重联结的12脉波整流电路多重化整流电路图3-43 移相30串联2重联结电路移相30构成的串联2重联结电路 整流变压器二次绕组分别采用星形和三角形接法构成相位相差30、大小相等的两组电压，接到相互串联的2组整流桥。因绕组接法不同，变压器一次绕组和两组二次绕组的匝比如图所示，为1:1:。该电路为12脉波整流电路。星形接法

8、三角形接法0a)b)c)d)ia1Id180360ia2iab2iAIdiab2tttt000Id2333Id33IdId32 3(1+)Id32 3(1+)Id33Id13多重化整流电路其他特性如下：直流输出电压 对图3-44波形iA进行傅里叶分析，可得其基波幅值Im1和n次谐波幅值Imn分别如下：即输入电流谐波次数为12k1，其幅值与次数成反比而降低。功率因数(3-103)(3-104)位移因数（单桥时相同）多重化整流电路利用变压器二次绕阻接法的不同，互相错开20，可将三组桥构成串联3重联结电路 整流变压器采用星形三角形组合无法移相20，需采用曲折接法。整流电压ud在每个电源周期内脉动18

9、次，故此电路为18脉波整流电路。交流侧输入电流谐波更少，为18k1次（k=1,2,3），ud的脉动也更小。输入位移因数和功率因数分别为：cos 1=cos =0.9949cos 将整流变压器的二次绕组移相15，可构成串联4重联结电路 为24脉波整流电路。其交流侧输入电流谐波次为24k1，k=1，2，3。输入位移因数功率因数分别为：cos 1=cos =0.9971cos 采用多重联结的方法并不能提高位移因数，但可使输入电流谐波大幅减小，从而也可以在一定程度上提高功率因数。多重化整流电路大功率整流电路特点双反星型可控整流电路结构及控制原理双反星型可控整流电路为什么要平衡电抗器？难点、重点谢谢观看