三相桥式全控整流电路的设计..pdf

三相桥式全控整流电路的设计 序言 ： 在电力电子技术的整流电路中 ,三相桥式全控整流电路是最为重要的一种 , 牢固掌握该电路的组成、工作原理以及该电路交直流两侧电量的数量关系 ,是 学好后续课程自动控制系统的基础 ,对于设计性能良好的电力拖动系统至关重 要。 1 主电路设计及原理 1.1 主电路设计 其原理图如图 1 所示。 图 1 三相桥式全控整理电路原理图 习惯将其中阴极连接在一起的 3 个晶闸管（ VT1 、VT3 、 VT5 ）称为共阴 极组；阳极连接在一起的 3 个晶闸管（ VT4 、VT6 、VT2 ）称为共阳极组。此 外，习惯上希望晶闸管按从 1 至 6 的顺序导通，为此将晶闸管按图示的顺序 1 编号，即共阴极组中与 a、b、c 三相电源相接的 3 个晶闸管分别为 VT1 、VT3 、 VT5 ， 共阳极组中与 a、b、c 三相电源相接的 3 个晶闸管分别为 VT4 、VT6 、 VT2 。从后面的分析可知，按此编号，晶闸管的导通顺序为 VT1 －VT2 －VT3 －VT4 －VT5 －VT6 。 1.2 主电路原理说明 整流电路的负载为带反电动势的阻感负载。 假设将电路中的晶闸管换作二 极管，这种情况也就相当于晶闸管触发角α=0o 时的情况。此时，对于共阴极 组的 3 个晶闸管，阳极所接交流电压值最高的一个导通。 而对于共阳极组的 3 个晶闸管，则是阴极所接交流电压值最低（或者说负得最多）的一个导通。 这样，任意时刻共阳极组和共阴极组中各有 1 个晶闸管处于导通状态，施加 于负载上的电压为某一线电压。 此时电路工作波形如图 2 所示。 图 2 反电动势α=0o 时波形 α=0o 时，各晶闸管均在自然换相点处换相。由图中变压器二绕组相电压 与线电压波形的对应关系看出，各自然换相点既是相电压的交点，同时也是 线电压的交点。在分析 ud 的波形时，既可从相电压波形分析，也可以从线电 压波形分析。从相电压波形看，以变压器二次侧的中点 n 为参考点，共阴极 2 组晶闸管导通时，整流输出电压 ud1 为相电压在正半周的包络线；共阳 极组导通时，整流输出电压 ud2 为相电压在负半周的包络线，总的整流输出 电压 ud = ud1－ud2 是两条包络线间的差值，将其对应到线电压波形上，即为 线电压在正半周的包络线。 直接从线电压波形看， 由于共阴极组中处于通态的晶闸管对应的最大 （正 得最多）的相电压，而共阳极组中处于通态的晶闸管对应的是最小（负得最 多）的相电压，输出整流电压 ud 为这两个相电压相减，是线电压中最大的一 个，因此输出整流电压 ud 波形为线电压在正半周的包络线。 由于负载端接得有电感且电感的阻值趋于无穷大，电感对电流变化有抗 拒作用。流过电感器件的电流变化时，在其两端产生感应电动势 Li，它的极 性是阻止电流变化的。当电流增加时，它的极性阻止电流增加，当电流减小 时，它的极性反过来阻止电流减小。电感的这种作用使得电