什么是三相半波整流电路,三相半波整流电路的工作原理是什么,三相半波整流电路电路图
图2表示了α=30°时的波形图。假设分析前电路已进入稳定工作状态,由晶闸管VT3导通。当经过a相自然换流点处,虽ua>uc,但晶闸管VT1门极触发脉冲ug1尚未施加,VT1管不能导通,VT3管继续工作,负载电压ud=uc。在ωt1时刻,正好α=30°,VT1触发脉冲到来,管子被触发导通,VT3承受反向阳极电压uca而关断,完成晶闸管VT3至VT1的换流或c相至a相的换相,负载电压ud=ua。由于三相对称,VT1将一直导通到120°后的时刻ωt2,发生VT1至VT2的换流或a相至b相的换相。以后的过程就是三相晶闸管的轮流导通,输出直流电压ud为三相电压在120°范围内的一段包络线。负载电流id的波形与ud相似,如图2c)所示。可以看出,α=30°时,负载电流开始出现过零点,电流处于临界连续状态。
晶闸管电流仍为直流脉动电流,每管导通时间为1/3周期(120°)。晶闸管电压仍由三部分组成,每部分占1/3周期,但由于α=30°,除承受的反向阳极电压波形与α=0°时有所变化外,晶闸管上开始承受正向阻断电压,如图2e)所示。
(3) α>30°
当控制角α>30°后,直流电流变得不连续。图3给出了α=60°时的各处电压、电流波形。当一相电压过零变负时,该相晶闸管自然关断。此时虽下一相电压最高,但该相晶闸管门极触发脉冲尚未到来而不能导通,造成各相晶闸管均不导通的局面,从而输出直流电压、电流均为零,电流断续。一直要到α=60°,下一相管子才能导通,此时,管子的导通角小于120°
随着α角的增加,导通角也随之减小,直流平均电压Ud也减小。当α=150°时,θ=0°,Ud=0。其移相范围为150°。由于电流不连续,使晶闸管上承受的电压与连续时有较大的不同。其波形如图3e)所示。
直流平均电压Ud计算中应按α≤30°及α>30°两种情况分别处理。
α≤30°时,负载电流连续,Ud的计算如下
当α=0时,Ud=Ud0=1.17U2,最大。
α>30°时,直流电流不连续,此时有
晶闸管承受的最大反向电压URM为线电压峰值,晶闸管承受最大正向电压UTM为晶闸管不导通时的阴、阳极间电压差,即相电压峰值
。
2.电感性负载
电感负载时的三相半波可控整流电路如图4a)所示。假设负载电感足够大,直流电流id连续、平直,幅值为Id。当α≤30°时,直流电压波形与电阻负载时相同。当α>30°后(例如α=60°,如图4b)),由于负载电感Ld中感应电势eL的作用,使得交流电压过零时晶闸管不会关断。以a相为例,VT1在α=60°的ωt1时刻导通,直流电压ud=ua。当ua=0的ω2时刻,由于ua的减小将引起流过Ld中的电流id出现减小趋势,自感电势eL的极性将阻止id的减小,使VT1仍然承受正向阳极电压导通。即使当u2为负时,自感电势与负值相电压之和(ua+eL)仍可为正,使VT1继续承受正向阳极电压维持导通,直到ωt3时刻VT2触发导通,发生VT1至VT2的换流为止。这样,当α>30°后,ud波形中出现了负电压区域,同时各相晶闸管导通120°,从而保证了负载电流连续,所以大电感负载下,虽ud波形脉动很大,甚至出现负值,但id波形平直,脉动很小。
由于电流连续、平稳,晶闸管电流为120°宽,高度为Id的矩形波,图4b)中给出了晶闸管VT1中的电流iT1波形。其中ωt2至ωt3范围内的一段区域是依靠Ld的自感电势eL维持的。晶闸管上电压波形仍然由三段组成,每段占1/3周期,如图4b)中VT1管上电压uT1所示。当VT1导通时不承受电压,uT1=0;当VT1关断时,由于任何瞬间都有一其他相晶闸管导通而引来他相电压,使VT1承受相应的线电压。
直流平均电压Ud为
当α=0°时,Ud=Ud0=1.17U2,为最大;当α=90°时,Ud=0,反映在ud波形上是正、负电压区域的面积相等,平均值为零。可见大电感负载下,三相半波电路的移相范围为90°。
由于晶闸管电流为120°宽、高为Id的矩形波,则其平均值为
晶闸管电流有效值为
变压器次级电流即晶闸管电流,故变压器
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