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什么是三相全波整流电路三相全波整流电路的工作原理是什么三相全波整流电路电路图

什么是三相全波整流电路三相全波整流电路的工作原理是什么三相全波整流电路电路图

什么是三相全波整流电路?六个整流元件按照固定的连接方式可以组成一个三相全波整流电路。

它的作用是把交流电整流成直流电。

三相全波整流电路常用于电镀设备、电解设备、DC焊机、充电设备等设备中。整流桥就是把几个整流管密封在一个外壳里,形成一个完整的整流电路。当功率进一步增大或由于其他原因需要多相整流时,就提出了三相整流电路。三相整流桥分为三相全波整流桥(全桥)和三相半波整流桥(半桥)。选择整流桥时应考虑整流电路和工作电压。输出电压要求高的整流电路需要配电容,输出电压要求低的可以配电容,也可以不配电容。根据三相交流电的频率在上半周变为两相,下半周变为一相的规律,三相桥式整流就是在交流电的上半周导通两个二极管(正向),下半周导通一个二极管(正向),得到在一个频率周期内既能导通上下波形又能输出直流的全波(六个二极管)。

三相全波整流电路的特点及工作原理:主电路原理图如图1所示。

习惯上把三个晶闸管(VT1、VT3、 VT5)的阴极连在一起称为公共阴极组;阳极连接在一起的三个晶闸管(VT4、VT6、VT2)称为公共阳极组。此外,习惯上期望晶闸管按照从1到6的顺序导通。因此晶闸管按图中所示顺序编号,即共阴极组中连接A、B、C三相电源的三只晶闸管为VT1、VT3、VT5,共阳极组中连接A、B、C三相电源的三只晶闸管为VT010-30。根据下面的分析,按照这个数字,晶闸管的开通顺序是VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6。

主电路原理表明,整流电路的负载是一个具有反电动势的电阻电感负载。假设电路中的晶闸管换成二极管,这种情况相当于晶闸管触发角=0时的情况。此时,对于公共阴极组中的三个晶闸管,连接到阳极的具有最高交流电压的晶闸管被接通。对于公共阳极组的三个晶闸管,它是连接到阴极的交流电压最低(或最负)的一个。这样,在任何时候,公共阳极组和公共阴极组中的一个晶闸管都处于导通状态,加在负载上的电压是某个线电压。此时电路的工作波形如图2所示。

当=0o时,每个晶闸管在自然换向点换向。从图中变压器二次绕组相电压与线电压波形的对应关系可以看出,每个自然换相点既是相电压的交点,也是线电压的交点。在分析ud的波形时,可以从相电压波形或线电压波形来分析。从相电压波形看,以变压器二次侧中点N为参考点,共阴极晶闸管开通时,整流输出电压ud1为正半周相电压的包络线;阳极组导通时,整流输出电压ud2为负半周相电压的包络线,总整流输出电压ud=ud1-ud2为两个包络线之差,对应线电压波形,即正半周线电压的包络线。

从直流线电压波形来看,由于公共阴极组中的导通状态晶闸管对应于最大(最正)相电压,而公共阳极组中的导通状态晶闸管对应最小(最负)相电压,所以输出整流电压ud是两相电压中最大的,所以输出整流电压ud的波形是正电压中线电压的包络

因为负载端接一个电感,电感的电阻趋于无穷大,所以电感可以抵抗电流的变化。当流经电感器的电流发生变化时,在其两端产生感应电动势Li,其极性阻止电流变化。当电流增加时,其极性阻止电流增加,当电流减少时,其极性反过来阻止电流减少。电感的这种效应使电流波形变直,当电感无穷大时,电流波形趋于直线。

为了解释每个晶闸管的工作原理,波形中的一个周期被等分为六段,每段为60o,如图2所示。各段晶闸管导通情况及输出整流电压如表所示。从表中可以看出,六只晶闸管的导通顺序为VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6。

图3显示了=30o时的波形。从角度t1开始,一个循环被等分为六段,每段为60o。与=0o的情况相比,一个周期内ud波形仍然由六段线电压组成,每段导通晶闸管的数量仍然符合表1的规定。不同的是晶闸管的起始导通时间延迟了30o,所以ud的每段电压延迟了30o,ud的平均值减小。晶闸管的电压波形也相应变化,如图所示。同时,变压器二次侧A相电流ia的波形如图所示。该波形的特征在于,在VT1导通的120o期间,ia波形由于电感较大而近似为直线,在VT4导通的120o期间,ia波形也近似为直线,但为负。

从上面的分析可以看出,当60o时,ud波形是连续的,而对于电感较大的反电动势,id波形由于电感的作用,是一条平滑的直线,是连续的。当 >60o时,例如=90o时,阻性负载下的工作波形如图4所示,ud的平均值继续减小。由于电感会延迟VT的关断时间,因此ud值为负值。当电感足够大时,ud中的正负面积基本相等,ud的平均值近似为零。结果表明,电阻电感反电动势三相桥式全控整流电路的角移相范围为90。

图4=90时的波形

参数输出值的计算在一个三相桥式全控整流电路中,整流输出电压的波形在一个周期内脉动6次,每个脉冲的波形都是相同的,所以在计算其平均值时,只需要计算一个脉冲波(即1/6周期)。此外,由于电压输出波形是连续的,以线电压的过零点作为时间坐标的零点,整流输出电压连续时的平均值可以得到为。

分析输出波形时的输出波形如图11所示。

如图11所示,一个周期从t1开始分成6等份,共阴极组VT1的晶闸管接收触发信号在Wt1导通,阴极输出电压Ud1为幅值最大的A相电压。当下一个触发脉冲到达Wt2时,A相输出电压下降,B相输出电压上升,使得阴极输出电压变为B相电压;第三个脉冲到达Wt3时,晶闸管VT1关断,晶闸管VT2导通,此时输出电压为最高C相电压;重复上述步骤,即公共阴极组的输出电压Ud1为正半周的包络。

除了每个触发脉冲与阴极组中的触发脉冲相差180度之外,公共阳极组中的输出波形的原理与公共阴极组中的相同。除了Wt1从零时间延迟30度之外,六个周期的导通序列如表1所示。这样,最终的输出整流电压是公共阴极组的输出电压和公共阳极组的输出电压之差,即

由于电路中的大电感L,输出电流是一条近似平滑的直线。同时,变压器二次侧A相电流ia的波形如图所示。该波形的特征在于,当VT1接通时,在120o期间,ia波形由于大电感而近似为直线,而在120o wh期间

当电机M有多余能量时,调整角使90,使输出DC电压Ud的平均值为负,且| em ||| UD|。此时整流电路工作在逆变状态,电机M多余的能量被电能替代,M向三相交流储能装置输送电流,三相交流储能装置接收并储存电能。

标签:电压波形晶闸管


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