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三相橋式整流電路原理

文章來源:未知人氣:發表時間:2019-09-29 16:14

三相橋式全控整流電路的工作原理
在三相橋式全控整流電路中,對共陰極組和共陽極組是同時進行控制的,控制角都是α。由于三相橋式整流電路是兩組三相半波電路的串聯,因此整流電壓為三相半波時的兩倍。很顯然在輸出電壓相同的情況下,三相橋式晶閘管要求的最大反向電壓,可比三相半波線路中的晶閘管低一半。   
為了分析方便,使三相全控橋的六個晶閘管觸發的順序是1-2-3-4-5-6,晶閘管是這樣編號的:晶閘管KP1和KP4接a相,晶閘管KP3和KP6接b相,晶管KP5和KP2接c相。
晶閘管KP1、KP3、KP5組成共陰極組,而晶閘管KP2、KP4、KP6組成共陽極組。   
為了搞清楚α變化時各晶閘管的導通規律,分析輸出波形的變化規則,下面研究幾個特殊控制角,先分析α=0的情況,也就是在自然換相點觸發換相時的情況。圖1是電路接線圖。
為了分析方便起見,把一個周期等分6段(見圖2)。
在第(1)段期間,a相電壓最高,而共陰極組的晶閘管KP1被觸發導通,b相電位最低,所以供陽極組的晶閘管KP6被觸發導通。這時電流由a相經KP1流向負載,再經KP6流入b相。變壓器a、b兩相工作,共陰極組的a相電流為正,共陽極組的b相電流為負。加在負載上的整流電壓為
ud=ua-ub=uab
    經過60°后進入第(2)段時期。這時a相電位仍然最高,晶閘管KPl繼續導通,但是c相電位卻變成最低,當經過自然換相點時觸發c相晶閘管KP2,電流即從b相換到c相,KP6承受反向電壓而關斷。這時電流由a相流出經KPl、負載、KP2流回電源c相。變壓器a、c兩相工作。這時a相電流為正,c相電流為負。在負載上的電壓為
ud=ua-uc=uac
再經過60°,進入第(3)段時期。這時b相電位最高,共陰極組在經過自然換相點時,觸發導通晶閘管KP3,電流即從a相換到b相,c相晶閘管KP2因電位仍然最低而繼續導通。此時變壓器bc兩相工作,在負載上的電壓為
ud=ub-uc=ubc
余相依此類推。
由上述三相橋式全控整流電路的工作過程可以看出:
1.三相橋式全控整流電路在任何時刻都必須有兩個晶閘管導通,而且這兩個晶閘管一個是共陰極組,另一個是共陽極組的,只有它們能同時導通,才能形成導電回路。
2. 三相橋式全控整流電路就是兩組三相半波整流電路的串聯,所以與三相半波整流電路一樣,對于共陰極組觸發脈沖的要求是保證晶閘管KPl、KP3和KP5依次導通,因此它們的觸發脈沖之間的相位差應為120°。對于共陽極組觸發脈沖的要求是保證晶閘管KP2、KP4和KP6依次導通,因此它們的觸發脈沖之間的相位差也是120°。
3.由于共陰極的晶閘管是在正半周觸發,共陽極組是在負半周觸發,因此接在同一相的兩個晶閘管的觸發脈沖的相位應該相差180°。
4. 三相橋式全控整流電路每隔60°有一個晶閘管要換流,由上一號晶閘管換流到下一號晶閘管觸發,觸發脈沖的順序是:1→2→3→4→5→6→1,依次下去。相鄰兩脈沖的相位差是60°。
5.由于電流斷續后,能夠使晶閘管再次導通,必須對兩組中應導通的一對晶閘管同時有觸發脈沖。為了達到這個目的,可以采取兩種辦法;一種是使每個脈沖的寬度大于60°(必須小于120°),一般取80°~100°,稱為寬脈沖觸發。另一種是在觸發某一號晶閘管時,同時給前一號晶閘管補發一個脈沖,使共陰極組和共陽極組的兩個應導通的晶閘管上都有觸發脈沖,相當于兩個窄脈沖等效地代替大于60°的寬脈沖。這種方法稱雙脈沖觸發。
6.整流輸出的電壓,也就是負載上的電壓。整流輸出的電壓應該是兩相電壓相減后的波形,實際上都屬于線電壓,波頭uab、uac、ubc、uba、uca、ucb均為線電壓的一部分,是上述線電壓的包絡線。相電壓的交點與線電壓的交點在同一角度位置上,故線電壓的交點同樣是自然換相點,同時亦可看出,三相橋式全控的整流電壓在一個周期內脈動六次,脈動頻率為6 × 50=300赫,比三相半波時大一倍。
7.晶閘管所承受的電壓。三相橋式整流電路在任何瞬間僅有二臂的元件導通,其余四臂的元件均承受變化著的反向電壓。例如在第(1)段時期,KP1和KP6導通,此時KP3和KP4,承受反向線電壓uba=ub-ua。KP2承受反向線電壓ubc=ub-uc。KP5承受反向線電壓uca=uc-ua。晶閘管所受的反向最大電壓即為線電壓的峰值。當α從零增大的過程中,同樣可分析出晶閘管承受的最大正向電壓也是線電壓的峰值。
 
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