電力電子三相橋式全控整流電路的設計

1、電力電子技術設計1三相橋式全控整流電路的設計1 主電路的設計與原理說明1.1 主電路圖的確定習慣將其中陰極連接在一起的 3 個晶閘管（VT1、VT3、 VT5）稱為共陰極組；陽極連接在一起的 3 個晶閘管（VT4、VT6、VT2）稱為共陽極組。此外，習慣上希望晶閘管按從1 至 6 的順序導通，為此將晶閘管按圖示的順序編號，即共陰極組中與 a、b、c 三相電源相接的 3 個晶閘管分別為 VT1、VT3、VT5， 共陽極組中與 a、b、c

2、三相電源相接的 3 個晶閘管分別為 VT4、VT6、VT2。從后面的分析可知，按此編號，晶閘管的導通順序為 VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6。此主電路要求帶反電動勢負載，此反電動勢 E=60V，電阻 R=10Ω，電感 L 無窮大使負載電流連續(xù)。其原理如圖 1 所示。1.2 主電路原理為說明此原理，假設將電路中的晶閘管換作二極管，這種情況就也就相當于晶閘管觸發(fā)角 α=0o 時的情況。此時，對于共陰極組的三個晶閘管，陽極所接交

3、流電壓值最高的一個導通。而對于共陽極組的三個晶閘管，則是陰極所接交流電壓值最低（或者說負得最多）的一個導通。這樣，任意時刻共陽極組和共陰極組中各有 1 個晶閘管處于導通狀態(tài)，施加于負載上的電壓為某一線電壓。α=0o 時，各晶閘管均在自然換相點處換相。由圖中變壓器二繞組相電壓與線電壓波形的對應關系看出，各自然換相點既是相電壓的交點，同時也是線電壓的交點。在分析的波形時，既可從相電壓波形分析，也可以從線電壓波形分析。 d u從相電壓波形看，

4、以變壓器二次側的中點 n 為參考點，共陰極組晶閘管導通時，整流輸出電壓 為相電壓在正半周的包絡線；共陽極組導通時，整流輸出電壓 為相電 1 d u 2 d u壓在負半周的包絡線，總的整流輸出電壓 是兩條包絡線間的差值，將其對應 d u ? 1 d u ? 2 d u圖 1 三相橋式全控整理電路原理圖電力電子技術設計3當觸發(fā)角α改變時，電路的工作情況將發(fā)生變化。當α= 時，從 角開始把一個 0 30 1 t ?周期等分為 6 段，每段

5、為 0 60與α＝ 時的情況相比，一周 0 0期中 波形仍由 6 段線電壓構 d u成，每一段導通晶閘管的編號等仍符合表 1 的規(guī)律。區(qū)別在于，晶閘管起始導通時刻推遲了 ,組成 的每一段線電壓 0 30 d u因此推遲 ， 平均值降 0 30 d u低。圖 3 中給出了變壓器二次側 a 相電流 的波形，該波 a i形的特點是，在 VT1 處于通態(tài)的 120o 期間， 為正，由于大電感的作 a i用， 波形的形狀近似為一條 d i直線，

6、在 VT4 處于通態(tài)的 120o期間， 波形的形狀也近似為 a i一條直線，但為負值。當α= 時，電路工作情 0 60況仍可對照表 1 分析。 波形 d u中每段線電壓的波形繼續(xù)向后移， 平均值繼續(xù)降低， d u時 出現(xiàn)了為零的點。 0 60 ? ? d u由以上分析可見，當 0 60 ? ?時， 波形連續(xù)。對于帶大電感的反電 d u動勢， 波形由于電感的作用為一條平滑的直線并且也連續(xù)。當 時，如 時 d i 0 60 ? ? 0 90