三相可控整流电路(技师教案)

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第一章系统中断控制器晶闸菅变流技术

第一节三相零式可控整流电路

三相零式可控整流电路又称三相半波可控整流电路；电路的工作情况取决于负载的性质，负载一般可分为电阻和大电感两种类型．下面分别讨论这两种负载下电路的工作情况．

１、纯电阻负载　右图是三相零式可控整流电路共阴极接线，三个晶闸管的阴极接在一起，当同时给三个管子触发信号时，阳极电压最高的那只管子导通，将相应的电源电压施加到负载电阻上，另两个管子则承受反压而截止。若触发信号一直保持下去，则负载两端电压UL的波形见右图。可见V1、V2、V3分别在１、２、３点处开始导通，一个管子导通，另两个管子就截止，这个过程我们称为“换相”。由于此时换相过程是“自然”完成的，我们就将１、２、３点称为自然换相点，三点互隔１２０度。为了实现晶闸管的控制作用，人们就以自然换相点为基准来设置触发脉冲信号。触发脉冲到自然换相点的电角度，我们称为晶闸管的控制角，用字母“α”来表示。即自然换相点处为α＝０°，触发脉冲从自然换相点向右移动，就可改变α角大小，从而实现对晶闸管的控制作用，

右图是α＝30°时的负载电压Ud的波形。流过负载的电流id波形对纯电阻来说，显然与Ud波形一致，就不重复画了。α＝60°、α＝90°时的负载电压Ud的波形读者可自行分析画出

共阳极接线，按照对共阴极电路的分析方法，可以发现，其自然换相点应该是三相电压波形在负半周的交点处。α＝30°α＝60°、α＝90°时的Ud波形读者可自行分析画出。

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综上分析，我们得到一些结论，对于三相零式可控整流电路；

（１）在一个周期（360°）内，三个晶闸管轮流导通一次，导通顺序是V1－V２－V３。

（２）α的移相范围是０－150°。

（３）选择晶闸管的耐压时，应按线电压的峰值考虑。

（４）经过一定的数学推导，可得出负载电压，电流的计算公式：

Ｕｄ＝1.17U2Φ 0＜α≤30°

Ｕｄ＝1.17U2Φ

(30木门制作＜α≤150°)

Id=Ud/Rd

式中U2Φ——电源相电压的有效值。

对于共阳极接线来说, Ud是负值

２、大电感负载　与电阻负载一样，也有共阴极接线和共阳极接线两种，这里只讨论共阴极接线，共阳极接线请读者自行分析。因负载电阴上串联一个大的电感(ωL＞＞Rd)见图四，就构成了大图四

电感负载，由于电感对电流的变化有阻碍作用，所以，可以认为负载电流Id的波形近似是一条直线，如图五所示。

大电感负载电路还有什么特点呢？

图五中，画出了α＝30°α＝60°、α＝90°的Ｕｄ波形。由图可见，α＞30°时，Ｕｄ波形出现负值。α＝90°时，Ｕｄ波形正负值与横轴

所包围的面积相等，此时的ud平均值为零。故α角的移动范围是０

－９０°，且在整个移相范围内ud波形连续。

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输出电压、电流的计算公式为：

Ｕｄ＝1.17U2Φ 0＜α≤90°

Id=Ud/Rd

第二节三相桥式可控整流电路

分类：按相数划分；有单相、两相、三相、六相等多种

按控制方式划分；有半控、全控两种

按电路型式划分；则多种多样（举例）

一、三相桥式全控整流电路

1、纯电阻负载图六为三相桥式全控电阻负载整流电路。它是由三相半波晶闸管共阴极接线和三相半波晶闸管共阳极接线组成的。为使6只晶闸管按V1－V2－V3－V4－V5－V6的顺序触发导通，晶闸管的编号顺序为V1和V4接U相V3和V6接V相V5和V2接W相。其中V1、V3、V5组成共阴极电路，V2、V4、V6组成共阳极电路

右图七为三相桥式全控电阻负载整流电路在触发延时角α=0°时的输出电压波形和触发脉冲顺序。触发延时角α=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α=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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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时间（即ωt1～ωt2，ωt2～ωt3，ωt3～ωt4，ωt4～ωt5，ωt5～ωt6，ωt6～ωt7）来讨论。

当触发延时角α=0°时，整流电路的六个相等的期间如图七所示。电路的工作过程如下：

在ωt1～ωt2期间，U相电压最高，V相电压最低,若在V1、V6上加上触发脉冲，则V1、V6同时导通，电流的流向为U相V1RLV6V相,负载RL上得到U、V相的线电压。

在卷纸架ωt2～ωt3期间，U相电压仍保持最高，所以V1继续导通。由于此时W相电压较V相电压更低，故触发V2，则V2导通，V2导通后，使V6承受反向电压而关断，电流从V6换到V2。电流的流向为U相V1RLV2W相,负载RL上得到U、W相的线电压。

在ωt3～ωt4期间，W相电压仍为最低，所以V2继续导通。由于此时V相电压较U相电压更高，此时触发V3，则V3导通，V3导通后，迫使V1承受反向电压而关断，电流从V1换到V3。电流的流向为V相V3RLV2udnW相,负载RL上得到V、W相的线电压。

依此类推：

ωt4～ωt5期间，V3、V4导通

ωt5～ωt6期间，V4、V5柴油机启动器导通

ωt6～ωt7期间，V5、V6导通

电路在ωt7以后的工作情况将重复上述过程。

当触发延时角α＞0°时，每个晶闸管的换向都不在自然换相点

时时进行，而是从各自然换相点向后移一个α角开始，故整流输出电压Ud的波形与α=0°时的输出电压波形有所不同。当改变α时，输出电压波形随之发生变化，其平均值的大小因此跟着改变，从而达到可控整流的目的。图八所示为α≤60°时，输出电压Ud的波形是连续全球定位寻人系统的; α＞60°时，输出电压Ud的波形是断续的; 触发延时角α的充许变化范围０－120°，且在整个移相范围内ud波形连续。

三相桥式全控整流电路在纯电阻性时, 负载中流过的电流id波

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