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三相桥式全控整流电路原理及电路图

文章来源:亚洲城人气:发表时间:2018-09-12 08:52

  在电路中,当功率进一步增加或由于其他原因要求多相整流时,三相整流电路就被提了出来。图所示就是三相半波整流电路原理图。在这个电路中,三相中的每一相都单独形成了半波整流电路,其整流出的三个电压半波在时间上依次相差120度叠加,整流输出波形不过0点,并且在一个周期中有三个宽度为120度的整流半波。因此它的滤波电容器的容量可以比单相半波整流和单相全波整流时的电容量都小。

  先看时间段1:此时间段A相电位最高,B相电位最低,因此跨接在A相B相间的二极管D1、D4导电。电流从A相流出,经D1,负载电阻,D4,回到B相,见图14-1-3中红色箭头指示的路径。此段时间内其他四个二极管均承受反向电压而截止,因D4导通,B相电压最低,且加到D2、D6的阳极,故D2、D6截止;,因D1导通,A相电压最高,且加到D3、D5的阴极,故D3、D5截止。其余各段情况如下:

  时间段2:此时间段A相电位最高,C相电位最低,因此跨接在A相C相间的二极管D1、D6导电。

  时间段3:此时间段B相电位最高,C相电位最低,因此跨接在A相C相间的二极管D3、D6导电。

  时间段4:此时间段B相电位最高,A相电位最低,因此跨接在B相A相间的二极管D3、D2导电。

  时间段5:此时间段C相电位最高,A相电位最低,因此跨接在C相A相间的二极管D5、D2导电。

  时间段6:此时间段C相电位最高,B相电位最低,因此跨接在C相B相间的二极管D5、D5导电。

  时间段7:此时间段又变成A相电位最高,B相电位最低,因此跨接在A相B相间的二极管D1、D4导电。电路状态不断重复

  三相半波可控整流电路接电阻性负载的接线所示。整流变压器原边绕组一般接成三角形,使三次谐波电流能够流通,以保证变压器电势不发生畸变,从而减小谐波。副边绕组为带中线的星形接法,三个晶闸管阳极分别接至星形的三相,阴极接在一起接至星形的中点。这种晶闸管阴极接在一起的接法称共阴极接法。共阴极接法便于安排有公共线的触发电路,应用较广。

  三相可控整流电路的运行特性、各处波形、基本数量关系不仅与负载性质有关,而且与控制角α有很大关系,应按不同α进行分析。

  在三相可控整流电路中,控制角α的计算起点不再选择在相电压由负变正的过零点,而选择在各相电压的交点处,即自然换流点,如图1b)中的1、2、3、1、…等处。这样,α=0意味着在ωt1时给a相晶闸管VT1门极上施加触发脉冲ug1;在ωt2时给b相晶闸管VT2门极上施加触发脉冲ug2;在ωt3时给c相晶闸管VT3门极上施加触发脉冲ug3,等等,如图1c)所示。

  共阴极接法三相半波整流电路中,晶闸管的导通原则是哪相电压最高与该相相连的元件将导通。如果假定电路工作已进入稳定状态,在ωt1时刻之前c相VT3正在导通,那么在ωt1~ωt2期间内,a相电压ua最高,VT1具备导通条件。ωt1时刻触发脉冲ug1加在VT1门极上,VT1导通,负载Rd上得到a相电压,即ud=ua,如图1d)所示。在ωt2~ωt3期间内,ub电压最高,ωt2时刻触发脉冲ug2加在VT2门极上,VT2导通,Rd上得到b相电压,ud=ub。与此同时,b点电位通过导通的VT2加在VT1的阳极上。由于此时ub>ua,使VT1承受反向阳极电压而关断。VT2导通、VT1关断,这样就完成了一次换流。同样,在ωt3时刻又将发生VT2向VT3的换流过程。可以看出,对于共阴极接法的三相可控整流电路,换流总是由低电位相换至高电位相。为了保证正常的换流,必须使触发脉冲的相序与电源相序一致。由于三相电源系统平衡,则三只晶闸管将按同样的规律连续不断地循环工作,每管导通1/3周期。

  共阴极接法三相半波整流电路输出直流电压波形为三相交流相电压的正半周包络线,是一脉动直流,在一个周期内脉动三次(三个波头),最低脉动频率为工频的三倍。对于电阻负载,负载电流id波形与负载电压ud波形相同。变压器副边绕组电流i2即晶闸管中电流iT。因此,a相绕组中电流波形也即VT1中电流波形iT1为直流脉动电流,如图1d)所示。所以,三相半波整流电路有变压器铁心直流磁化问题。晶闸管承受的电压分为三部分,每部分占1/3周期。以VT1管上的电压uT1为例 (图1f) ):VT1导通时,为管压降,uT1=UT ≈ 0;VT2导通时,uT1=uab;VT3导通时,uT1=uac。在电流连续条件下,无论控制角α如何变化,晶闸管上电压波形总是由这三部分组成,只是在不同α下,每部分波形的具体形状不同。在α=0°的场合下,晶闸管上承受的全为反向阳极电压,最大值为线°

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