第十七讲第五章.ppt

电 力 电 子 技 术 5.3.1 移相控制技术 当负载为阻感负载时，通过前面分析单相半波不控整流电路带感性负载的工作状态可知，由于电感有阻止电流变化的作用，电流变化时电感L两端产生的感应电势eL与电源电压u2叠加，使得在交流输入电压u2过零变负后，晶闸管仍然在一段时间内承受正压而导通，这会造成负载电压ud在会出现负值。 为便于分析，假设负载电感很大，即ωLR，并且电路已处于稳态，则负载电流id连续且波形近似为一水平线。 5.3.1 移相控制技术 5.3.1 移相控制技术 5.3.1 移相控制技术 5.3.2 三相半波相控整流电路 单相可控整流电路元件少，线路简单，但其输出电压的脉动较大，同时由于单相供电，引起三相电网不平衡，故适用于小容量设备。 当容量较大，要求输出电压脉动较小，则多采用三相可控整流电路。三相可控整流电路有三相半波、三相桥等多种形式。其中三相半波可控电路是多相整流电路的基础，其它电路可以看作三相半波可控电路不同形式的组合。 5.3.2 三相半波相控整流电路 为得到零线，变压器二次侧要接成星形，而一次侧接成三角形，为3次谐波电流提供通路，减少3次谐波对电网的影响。三个晶闸管阴极连接在一起，阳极分别接入a、b、c三相电源，这种接法称为共阴极接法。 5.3.2 三相半波相控整流电路 若将电路中的晶闸管VT1～VT3换作二极管VD1～VD3，该电路即成为三相半波不可控整流电路，则相电压最大的一相所对应的二极管导通，并使另两相的二极管承受反压关断，输出整流电压即为该相的相电压。在一个周期中，在ωt1-ωt2期间，VD1导通，ud=ua；ωt2-ωt3期间，VD2导通，ud=ub；ωt3-ωt4期间，VD3导通，ud=uc，每相晶闸管的导通角均为120°。 5.3.2 三相半波相控整流电路 在相电压的交点ωt1、ωt2、ωt3、ωt4处，电流从一个二极管转移到另一个二极管，定义二极管换相时刻为自然换相点。 对三相半波整流电路而言，自然换相点是各相晶闸管能触发导通的最早时刻，将其作为计算各晶闸管触发角α的起点，即α=0°。 这是三相电路和单相电路的一个区别，单相相控整流电路的自然换相点是变压器二次电压的过零点，而三相相控整流电路的自然换相点是三个相电压的交点。 5.3.2 三相半波相控整流电路 相邻的触发脉冲应间隔120°，与晶闸管的导通角相对应。 晶闸管VT1两端的电压波形，由3段组成；第1段是VT1导通期间，uVT1为晶闸管导通管压降，近似为0；第2段是VT2导通期间，uVT1=ua-ub=uab，为线电压；第3段是VT3导通期间，uVT1=ua-uc=uac。其它两管的电压波形形状相同，相位依次滞后120°。 5.3.2 三相半波相控整流电路 增大α值，将脉冲后移，整流电路的工作波形相应地发生变化。 在ωt1时刻，ub＞ua，此时VT2开始承受正压，但由于没有触发脉冲而不导通，VT1仍然导通。直到触发脉冲出现，VT2导通，VT1承受反压而关断。 从输出电压和电流的波形来看，晶闸管的导通角仍为120°，但这时负载电流处于连续和断续的临界状态。与α =0 ° 时相比，晶闸管承受的电压中出现了正的部分。 5.3.2 三相半波相控整流电路 若α＞30°，则当相电压过零变负时，该相晶闸管关断。 而此时下一相晶闸管虽承受正压，但因无触发脉冲而不导通，负载电压和电流均为零，直到下一相晶闸管的触发脉冲出现为止，这会导致负载电流断续，晶闸管导通角小于120°。 图5-14b为α =60°时的波形，此时晶闸管导通角为90°。 5.3.2 三相半波相控整流电路 5.3.2 三相半波相控整流电路 5.3.2 三相半波相控整流电路 5.3.2 三相半波相控整流电路 5.3.2 三相半波相控整流电路 5.3.2 三相半波相控整流电路 为便于分析，假设电感极大，且电路已工作在稳态，因此负载电流id的波形基本是平直的。α≤30°时，负载电压ud波形与电阻负载时相同； 而α＞30°时，当某相电压过零变负时，由于电感的作用，电流不会降到零，因此该相晶闸管仍然导通，直到下一相晶闸管触发脉冲的到来，才发生换流。 5.3.2 三相半波相控整流电路 5.3.2 三相半波相控整流电路 5.3.2 三相半波相控整流电路 5.3.2 三相半波相控整流电路 当负载为蓄电池、直流电动机的电枢时，负载可看成是一个直流电压源，对于整流电路而言，它们就是反电动势负载。 设反电动势为E，若在α＜δ时触发晶闸管VT1，由于此时ua＜E，VT1承受反压不能导通。而在α＞ωt1时，由于ua＜E，VT1承受反压而关断，此时VT2尚未导通，id=0，而ud=E。 5.3.2 三相半波相控整流电路 5.3.2 三相半波相控整流电路 4．三相半波共阳极相控整流电路