电力电子技术 配套课件教学课件 作者 徐立娟 模块二——项目4.ppt

长沙民政职业技术学院电子信息工程系* *  电力电子技术 2010年6月 项目四 三相可控整流电源主电路 【学习目标】 ·掌握三相半波和三相全控桥式整流电路的工作原理，能进行波形分析。 ·能根据整流电路形式及元件参数进行输出电压、电流等参数的计算和元器件选择。 ·熟悉整流电路的保护方法。 ·了解同步的概念及实现同步的方法 ·熟悉有源逆变的工作原理和典型的有源逆变电路。 一、项目分析 对输出容量较大、输出脉动要求较下的三相可控整流电源主电路多采用三相桥式整流电路。三相整流电路的形式有三相半波、三相桥式全控、三相桥式半控、双反星形电路及适合于较大功率应用的12相整流电路等。为什么三相可控整流电路能适用于容量较大、要求输出电压脉动较小、对控制的快速性有要求的场合？这些三相可控整流电路是如何工作的？ 三相半波可控整流电路是最基本的多相整流电路形式，其他类型的电路可视为三相半波整流电路以不同方式串联或并联而成。本项目重点介绍三相半波整流电路和三相全控桥氏整流电路。 二、相关知识 （一）三相半波可控整流电路 1．电阻性负载 三相半波可控整流电路如图2-17所示。Tr为三相整流变压器，晶闸管VT1、VT3、VT5的阳极分别与变压器的U、V、W三相相连，三只晶闸管的阴极接在一起经负载电阻Rd与变压器的中性线相连，它们组成共阴极接法电路。 工作原理 结论： ωt1、 ωt3、 ωt5时刻所对应的1、3、5三个点，称为自然换相点，分别是三只晶闸管轮换导通的起始点。自然换相点也是各相所接晶闸管可能被触发导通的最早时刻，在此之前由于晶闸管承受反向电压，不能导通，因此把自然换相点作为计算触发延迟角α的起点，即该点时α=0o，对应于ωt=30o。 电阻性负载α=0o时波形 其他控制角的波形分析：点击链接 基本物理量计算 2．大电感负载 工作原理 基本物理量计算 3．大电感负载接续流二极管 工作原理 基本物理量计算 5．共阳极的三相半波可控整流电路 三相半波可控整流电路，除了上面介绍的共阴极接法外，还有一种是把三只晶闸管的阳极连接在一起，而三个阴极分别接到三相交流电源上(如图2-25所示)，这种接法称为共阳极接法。 共阳极接法电路与共阴极接法电路一样，它们都是在晶闸管阳极电位高于阴极电位时才能被触发导通。由于共阳极接法，VT2、VT4和VT6的阴极分别接在三相交流电源Uu、Uv、Uw上，因此只能在电源相电压负半周时工作。显然，共阳极接法的三只晶闸管VT2，VT4和VT6的自然换相点分别为图2-25中的2、4及6点。 图2-25所示为α=30o时，共阳极接法的三相半波可控整流电路的电压与电流波形，在ωt1时刻W相电压最负，晶闸管VT2被触发导通，输出整流电压ud为-uw。到ωt2、 ωt3时刻VT4，和VT6管分别被触发导通，负载电压依次为uu、uv。 （二）三相桥式全控整流电路 工作原理（点击链接） 三相桥式全控整流电路是由一组共阴极接法和另一组共阳极接法的三相半波可控整流电路串联而成。共阴组VT1、、VT3，和VT5在正半周导电，流经变压器的电流为正向电流；共阳组VT4、VT6和VT2在负半周导电，流经变压器的电流为反向电流。变压器每相绕组在正、负半周都有电流流过，因此，变压器绕组中没有直流磁通势，同时也提高了变压器绕组的利用率。 基本物理量计算 电阻性负载 电感性负载 3．对触发脉冲的要求 为了保证整流桥在任何时刻共阴极组和共阳极组各有一只晶闸管同时导通，必须对应该导通的一对晶闸管同时给出触发脉冲，为此可用以单宽脉冲或双窄脉冲两种触发方式。如图： （三）触发电路与主电路电压的同步 １．同步的定义 前面分析可知，触发脉冲必须在管子阳极电压为正时的某一区间内出现，晶闸管才能被触发导通，而在锯齿波移相触发电路中，送出脉冲的时刻是由接到触发电路不同相位的同步电压us来定位，由控制与偏移电压大小来决定移相。因此必须根据被触发晶闸管的阳极电压相位，正确供给触发电路特定相位的同步电压，才能使触发电路分别在各晶闸管需要触发脉冲的时刻输出脉冲。这种正确选择同步信号电压相位以及得到不同相位同步信号电压的方法，称为晶闸管装置的同步或定相。 ２．触发电路同步电压的确定 触发电路同步电压的确定包括两方面内容： （1）根据晶闸管主电路的结构、所带负载的性质及采用的触发电路的形式，确定出该触发电路能够满足移相要求的同步电压与晶闸管阳极电压的相位关系。 （2）用三相同步变压器的不同连接方式或再配合阻容移相得到上述确定的同步电压。 3．实现同步的方法 实现同步的方法步骤如下 （1）根据主电路的结构、负载的性质及触发电路的型式与脉冲移相范围的要求，确定该触发电