1、3.1 3.1 整流电路的构成原理整流电路的构成原理 整流电路的整流原理 整流电路的基本类型 整流电路的换相规律 负载性质对电路工作的影响 分析整流电路的假设条件 整流电路研究、学习的基本内容一一. 整流电路的整流原理整流电路的整流原理 原理： 利用整流管和晶闸管的单相导电开关特性，构成输出单一的电力变换电路，从而将输入的交流电能转换为输出的直流电能。 整流电路通常由整流变压器将电源电压变换为适宜的电压幅值，为负载提供需要的直流电压及合理的电压调整范围。二二. . 整流电路的基本类型整流电路的基本类型划分划分依据依据电源相数电源相数变压器次变压器次级绕组工级绕组工作制作制输出电压输出电压负载性
2、质负载性质基本基本类型类型单相单相三相三相多相多相半波半波桥式桥式不可控不可控可控可控半控半控电阻负载电阻负载阻感负载阻感负载反电动势反电动势阻容负载阻容负载1半波整流电路半波整流电路 据整流电路中开关元件的连接方式，可 分为共阴极组接法和共阳极组接法。 当整流电路中各开关元件的阴极接于一 点，而阳极分别接于各相电源时，称为共阴极组接法。 共阴极组接法为高通电路，输出电压极性为共阴极点为正，变压器次级中点为负。 当整流电路中各开关元件的阳极接于一点，而阴极分别接于各相电源时，称为共阳极组接法。 共阳极组接法为低通电路，输出电压极性为共阳极点为负，变压器次级中点为正。三相半波电路a)共阴极接法b
3、)共阳极接法2. 2. 桥式整流电路桥式整流电路u半波整流电路的电源变压器次半波整流电路的电源变压器次级绕组只通过单方向电流，变级绕组只通过单方向电流，变压器利用率低，且有的电路存压器利用率低，且有的电路存在直流磁势，造成铁芯直流磁在直流磁势，造成铁芯直流磁化。化。u利用开关器件的单向导电开关利用开关器件的单向导电开关特性可构成整流桥，可使电源特性可构成整流桥，可使电源变压器次级绕组通过正反两个变压器次级绕组通过正反两个方向的电流。方向的电流。u由于变压器次级绕组正负半周由于变压器次级绕组正负半周都工作，从而提高了变压器的都工作，从而提高了变压器的利用率。利用率。TabRu1u2i2VT1VT
4、3VT2VT4udidd1d2三三. . 整流电路的换相规律整流电路的换相规律对电源系统电压的要求对电源系统电压的要求 整流电路在工作过程中，要按照电源电压的变化规律周期性地切换整流工作回路。为保证在稳定工作状态下能均衡工作，使输出电压电流波形变化尽可能小，要求电源系统为对称的，且电压波动在一定范围之内。 2 自然换相与自然换相点自然换相与自然换相点 在不可控整流电路中，整流管将按电源电压变化规律自然换相，自 然换相的时刻称为自然换相点。 在同一接线组中，除导通的一相元件外，其他相元件均应承受反向电压。 对于共阴极组接法的半波不可控整流电路而言，为高通电路，即总是 相电压最高的一相元件导通。所
5、以，自然换相点在相邻两相工作回路电源 电压波形正半周交点，输出电压波形为电源电压波形正半周包络线。 对于共阳极组接法的半波不可控整流电路而言，为低通电路，即总是 相电压最低的一相元件导通。所以，自然换相点在相邻两相工作回路电源 电压波形负半周交点，输出电压波形为电源电压波形负半周包络线。uau1ubVD1VD2RabcTRudidVT2VT1VT3udOwtubup2p3pwtudp2p3pwtu2uaubucOp2pwt3p135246132单相可控整流电路单相可控整流电路基本特点：交流侧接单相电源重点注意重点注意： 主电路形式、工作过程及波形分析、数量关系、不同负载的影响。3.2 单相可控
6、整流电路分析单相可控整流电路分析3.2.2 单相桥式全控整流电路单相桥式全控整流电路3.2.1 单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路3.2.3 单相桥式半控整流电路单相桥式半控整流电路3.2.1 单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路 单相半波可控整流电路是组成各种类型可控整流电路的基础，所有可控整流电路的工作回路都可等效为单相半波可控整流电路。因此，对于单相半波可控整流电路的分析是十分重要的，可作为研究各种可控整流电流的基础。单相半波可控整流电路可以为各种性质的负载供电。以下主要介绍电阻性负载和阻感负载。 单相半波可控整流电路及波形1.主电路 输入为单相正弦交流电压源，经整流变压器变压
7、，设次级电压为：tUuwsin2222.工作过程及波形分析： 分为三个阶段(1)22, 0,00,0uuiuVTutVTdd正向阻断时，当w2,0tuV Tw当时 ，触 发 导 通控制角：控制角：从晶闸管开始承受正向电压到开始导通的这一角度，以 表示。TVTR0a)u1u2uVTudidwt1p2pwtwtwtwtu2uguduVTq0b)c)d)e)00电阻性负载自然关断，时，当VTiutd00,2pw(2)(3)单相半波可控整流电路及波形导通角：导通角：晶闸管在一个周期中处于导通的电角度，以表。0,0,222VTdduRuiuuVTut正向导通时，当pw22, 0,00,2uuiuVTut
8、VTdd反向阻断时，当pwpTVTR0a)u1u2uVTudidwt1p2pwtwtwtwtu2uguduVTq0b)c)d)e)003.数量关系2cos145. 02+RURUIdd输出电流平均值：22sin202dUttuTtqwwpppwp+输 出 电 压 瞬 时 值 ：+pwwp2cos145. 0)(sin22122UttdUUd输出电压平均值：22222sin11()()sin2242VTUtUIIIdtRRpwpwppp-+:输 出 电 流 有 效 值电阻性负载移相范围：控制角 的有效变化范围。移相范围：0pqp22DMRMUUU晶 闸 管 承 受 的 峰 值 电 压 ：电阻性负
9、载12cos整流电路的功率因数主要受控制角 的影响。 当 = 0 时时 当 = 时时 可见，尽管是电阻负载，由于存在谐波电流，电源的功率因数也不会是1， 而且 越大，功率因数小。0cos22221cossin242PIRIRSUIUplpp-+：功 率 因 数阻感负载的波形单相半波可控整流电路单相半波可控整流电路 1.主电路 输入为单相正弦交流电压源，经整流变压器变压，设次级电压为：tUuwsin2222. 工作过程及波形分析： 分为三个阶段(1)222,0,0,ddVTddtuVTdiuuuuiRLdtiRLwp+当 时 ， 正 向 导 通为 正 弦 电 压 输 入 ， 负 载 ，零 初 始
10、 条 件 下 的 电 流 响 应0, 0,0,22VTdduiuuVTut触发导通时，当wa)u1TVTRLu2uVTudidu20wt1p2pwtwtwtwtwtug0ud0id0uVT0qb)c)d)e)f)+ + +阻感负载(2)(3)max20ddddLiidiiuLdt由 于 的 存 在 ， 从 下 降 到时 ，220,0,ddVTtVTuiuuqwp+当 时 ，反 向 阻 断222,000,0,0dddVTtuiVTituuuuwppwq+当 时 ， 由 于 电 感 的 存 在 ， 继 续 导 通 ， 直 至 时 。当 时 ，自然关断，时，当VTitd0+qwa)u1TVTRLu2
11、uVTudidu20wt1p2pwtwtwtwtwtug0ud0id0uVT0qb)c)d)e)f)+ + +阻感负载移相范围：0p22DMRMUUU晶 闸 管 承 受 的 峰 值 电 压 ：22pqp- 电力电子电路的一种基本电力电子电路的一种基本分析方法分析方法 通过器件的理想化，将电路简化为分段线性电路，分段进行分析计算。 对单相半波电路的分析可基于上述方法进行：当VT处于断态时，相当于电路在VT处断开，id=0。当VT处于通态时，相当于VT短路。单相半波可控整流电路的分段线性等效电路a)VT处于关断状态b)VT处于导通状态阻感负载3.3.数量关系数量关系a)b)VTRLVTRLu2u2
12、 当VT处于通态时，如下方程成立：VTRLu2VT处于导通状态tURitiLwsin2dd2dd+（3-1）)sin(2)sin(22)(2dwww-+-tZUeZUitLR（3-2）)sin()sin(tanqq-+-e（3-3） 初始条件：t= ，id=0。求解式（3-1）并将初始条件代入可得 当t=+ 时，id=0，代入式（3-2）并整理得22)( LRZw+RLwarctan其中，阻感负载阻感负载（数量关系）数量关系）22022()11()2sin()22222coscossinsin222ddUudtUtdtUUpqqwwwppqqpp+-输出电压平均值：2022sin2VTtTuU
13、ttqwqpwqwp+晶 闸 管 电 压 瞬 时 值 ：22sin202dUttTutqwwqpqwp+输 出 电 压 瞬 时 值 ：u20wt1p2pwtwtwtwtwtug0ud0id0uVT0qb)c)d)e)f)+ + +阻感负载 负载阻抗角 、触发角、晶闸管导通角的关系若 为定值，越大，在u2正半周L储能越少，维持导电的能力就越弱， 越小。若a为定值， 越大，则L贮能越多， 越大；且 越大，在u2负半周L维持晶闸管导通的时间就越接近晶闸管在u2正半周导通的时间，ud中负的部分越接近正的部分，平均值Ud越接近零，输出的直流电流平均值也越小。u20wt1p2pwtwtwtwtwtug0u
14、d0id0uVT0qb)c)d)e)f)+ + +阻感负载4.纯电感负载（L R ）03p2p23p2p23p3p0特点： 电源不做功 因为Ud=0，改变不能控制Ud,但可控制Id的大小。0wtwtud0wtud0idididididididudududududidwtud0有续流二极管电流断续三.有续流二极管的阻感负载1.主电路2.工作过程及波形分析有电流断续和电流连续两种情况。电流断续：L作用较小或控制角较大时，在VD续流期间，Id衰减较快，等到下次触发VT时，Id已经下降到零。(1)22,0,0,0ddVTdtuVTuuiuiRLw当时，触发导通：正弦电压输入，零初始条件下电路响应222
15、, 0,0,uuuuuVTutVDVTd-正向导通时，当pwa)LTVTRu1u2uVTudVDRidu2udiduVTiVTIdIdwt1wtwtwtwtwtwtOOOOOOp-p+b)c)d)e)f)g)iVDRiVDR有续流二极管的阻感负载00,02 Iiutd时，当pw22,00,0,0ddVTVDddtuVDVTdiuuuui RLdtiRLpwq+当时，自然导通，反向关断：零输入，非零初始条件下的电路响应dtiVDwq当 时， 开始下降直到零，截止2, 0,02uuiutVTdd时，当pwq(2)(3)有续流二极管电流断续a)LTVTRu1u2uVTudVDRidu2udiduVT
16、iVTIdIdwt1wtwtwtwtwtwtOOOOOOp-p +b)c)d)e)f)g)iVDRiVDR20ddLLitVTiwp+当 作用较大， 较小时， 贮存的能量较多， 衰减很慢，到再一次触发时，。电流连续：有续流二极管电流连续(1)(2)(3)0,0,0122VTdduIiuuVTut触发导通时，当w222,0,0,dVTVDdtuVTuuuuuiRLwp -当时，正向导通即为正弦电压输入，非零初始条件下的电路响应0220,Iiutd时，当pw222 ,00,0,0ddVTVDddtuVDVTdiuuuui RLdtiRLpwp+当时，自然导通，反向关断：零输入，非零初始条件下的电路
17、响应2220,dVTtVTuuupwp当 时，正向阻断u2udiduVTiVTIdIdwt1wtwtwtwtwtwtOOOOOOp-p+b)c)d)e)f)g)iVDR有续流二极管的阻感负载3. 3. 数量关系数量关系电流断续：L作用较小或控制角较大时，在VD续流期间，Id衰减较快，等到下次触发VT时，Id已经下降到零。u2tO324iVDRuVTOiVTidOudttt3()()()20202sin tsin22sinsinRtLdRtLRLUetZiIetUIeZwpwpwwppwp-+-式中，有续流二极管的阻感负载3. 3. 数量关系数量关系电流连续：20ddLLitVTiwp+当 作用
18、较大， 较小时， 贮存的能量较多，衰减很慢，到再一次触发时，。()()22010222sinsin 2RtLdRtLUUtIetZZiIetwpwwwppwp-+()202201022sinsin1RLRLRLUeZIeIIepwpwpw-+-u2tO324iVDRuVTOiVTidOudttt3有续流二极管的阻感负载可可0202dVTVDRdItittiItwppwpwppwp+idIdp-p+OwtOwtOwtiVTiVDR3pp有续流二极管的阻感负载ddVDRItdIIppwppp2)(2122+idIdp-p+OwtOwtOwtiVTiVDR3ppddVDRIIpp2+ddVTIIpp
19、2-ddVTItdIIppwpp2)(212-单相半波可控整流电路的特点单相半波可控整流电路的特点简单，但输出脉动大，变压器二次侧电流中含直流分量，造成变压器铁芯直流磁化。实际上很少应用此种电路。分析该电路的主要目的在于利用其简单易学的特点，建立起整流电路的基本概念。 2.2单相桥式全控整流电路单相桥式全控整流电路图3-5单相全控桥式带电阻负载时的电路及波形1.主电路2.工作过程及波形分析：分为四个阶段VT1和VT4组成一对桥臂，在u u2 2正半周承受电压u u2 2，得到 触发脉冲即导通，当u u2 2过零时关断。VT2和VT3组成另一对桥臂，在u u2 2正半周承受电压- -u u2 2
20、，得到触发脉冲即导通，当u u2 2过零时关断。224321221,21, 0,0,0,03241uuuuuuiuVTVTVTVTutVTVTVTVTdd-均不导通时，当w(1)(2)触发导通和时，当4120,VTVTutw22324123241, 0,0,uuuuuRuiuuVTVTVTVTutVTVTVTVTddd-关断和导通，和时，当pw(3)自然关断和时，当412, 0, 00,VTVTiuutddpw224321221,21, 0,0,0,3241uuuuuuiuVTVTVTVTutVTVTVTVTdd-+均不导通时，当pwp(4)触发导通和时，当3220,VTVTut+pw0,0,
21、232412241322-+VTVTVTVTddduuuuuRuiuuVTVTVTVTut关断和导通，和时，当pwpRTpu1u2a)i2abVT1VT3VT2VT4udidwtwtwt000i2udidb)c)d)ud(id)uVT1,42. 2单相桥式全控整流电路单相桥式全控整流电路3.数量关系ppwwwqTttUtudsin2002输出电压瞬时值：ppwppwppwwq2221002122241+TtututtuuuVTVT：晶闸管两端电压瞬时值ppwppwppwwq2202102122232+-TttututuuuVTVT2.2单相桥式全控整流电路单相桥式全控整流电路+ppwwp2co
22、s19 .02cos122)(dsin21222UUttUUd输出电压平均值：2cos19 .02cos12222p+RURURUIdd输出电流平均值：2cos145. 0212+RUIIddVT值：流过晶闸管的电流平均pppwwpp-+2sin21)()sin2(12222RUtdtRUII负载电流有效值：22sin212)(d)sin2(21222IRUttRUI：晶闸管通过电流有效值pppwwpp-+VTpppl-+2sin21cos2222UIRIURISP功率因数：p0移相范围：pq导通角：2222,2UUUUSCRDMRM承受的峰值电压：图单相全控桥带阻感负载时的电路及波形电流断续
23、2. 2单相桥式全控整流电路单相桥式全控整流电路1.主电路2.工作过程及波形分析根据L作用不同，有电流断续和电流连续两种情况。电流断续：L作用较小，(1)负载阻抗角其中：即RLwarctan,触发导通和时，当412, 00,VTVTiutdw电路响应始条件下的：正弦电压输入，零初关断和导通，和时，当RLidtdiLRiuuuuuuuuVTVTVTVTutdddVTVTVTVTd+-223241232412, 0,0,pw(2)时直至不关断，和时，当0, 00,2412dddiuuVTVTiutpw232412, 0,uuuuuuutVTVTVTVTd-+时，当qwp(3)自然关断和时，当41,
24、 0VTVTitd+qw232241432121,21,uuuuuuVTVTVTVTtVTVTVTVT-+均不导通时，当pwq(4)032+diVTVTt触发导通，和时，当pw电路响应始条件下的：正弦电压输入，零初，关断和导通，和时，当RLiudtdiLRiuuVTVTVTVTtdddd224132,2-+-+pwp时直至不关断，和时，当0, 02232dddiuuVTVTitpw(5)0,2322412+VTVTVTVTduuuuuuut时，当qpwp自然关断和时，当32, 0VTVTitd+qpw0, 0,21,21,22322414321-+ddVTVTVTVTiuuuuuuuVTVTV
25、TVTt均不导通时，当pwqp(6)TabRLa)u1u2i2VT1VT3VT2VT4udidOwtudidq2.2单相桥式全控整流电路单相桥式全控整流电路3.数量关系ppwqqwwq+TtttUud0sin22输出电压瞬时值：)(2)cos(cos9 . 0)(dsin2122dpqpqwwpq-+输出电压平均值：UttUU图单相全控桥带阻感负载时的电路及波形电流连续电流连续：作用较大，即L(1)触发导通和时，当410,VTVTIitdw电路响应初始条件下的：正弦电压输入，非零关断和导通，和时，当RLidtdiLRiuuuuuuuuVTVTVTVTtdddVTVTVTVTd+-2232412
26、3241, 0,pw(2)仍导通和时，当412, 00,VTVTiutdpw232412, 0,uuuuuuutVTVTVTVTd-时，当pwp04132IiVTVTVTVTtd+反向关断，和触发导通，和时，当pw(3)电路响应初始条件下的：正弦电压输入，非零，关断和导通，和时，当RLiudtdiLRiuuVTVTVTVTtdddd224132,2-+-+pwp(4)仍导通和时，当32, 02VTVTitdpw0,22322412VTVTVTVTduuuuuuut时，当pwp(5)032412IiVTVTVTVTtd+反向关断，和触发导通，和时，当pwTabRLa)u1u2i2VT1VT3VT
27、2VT4udidOwtudb)OwtuVT1,4id数量关系+ppwwpcos9 . 0cos22)(dsin21222dUUttUU输出电压平均值：图单相全控桥带阻感负载时的电路及波形电流连续，电感很大则：当电感很大时，,ddIi cos45. 0212RUIIddVT值：流过晶闸管的电流平均cos9 . 02RURUIdd输出电流平均值：2dII：晶闸管通过电流有效值VTdII 2：变压器次级电流有效值lcos9 . 0cos2222UUIURISPd功率因数：p020连续，要使，有效移相范围：diOwtOwtudidi2OwtOwtOwtIdIdIdIdIdiVT2,3iVT1,4图3-
28、7单相桥式全控整流电路接反电动势电阻负载时的电路及波形1.主电路只有当整流输出电压大于反电动势时，晶闸管才承受正向电压，才有导通的可能。2.工作过程及波形分析：分为五个阶段(1)2,2, 0,02322414321EuuuEuuuiEuVTVTVTVTtVTVTVTVTdd-均不导通时，当w(2)触发导通和时，当412,VTVTEutw23241223241, 0,uuuuuREuiuuVTVTVTVTtVTVTVTVTdd-+关断和导通，和时，当qw(3)自然关断和时，当412, 0,VTVTiEuEutdd+qw2,2, 0,23224143212EuuuEuuuiEuVTVTVTVTEu
29、tVTVTVTVTdd-+均不导通时，当pwq(4)触发导通和时，当322,VTVTEut-+pw0,32241224132-+VTVTVTVTdduuuuuREuiuuVTVTVTVTt关断和导通，和时，当qpwp(5)自然关断和时，当322,VTVTEut-+qpw2,2, 0,223224143212EuuuEuuuiEuVTVTVTVTEutVTVTVTVTdd-+均不导通时，当pwqpa)b)REidudidOEudwtIdOwtqdVT1VT3VT2VT43.数量关系22arcsinUE停止导电角：dppwdpdpwwq+-TtEttUudsin22输出电压瞬时值：-+-+dppw
30、wpwp)()sin2(1)(12tdEtUEtduUdd输出电压平均值：REUIdd-输出电流平均值：-+-dppwwpwp)()sin2(1)()(1222tdREtUtdREUId输出电流有效值：dpd-移相范围：dpq-导通角：2.3单相桥式半控整流电路单相桥式半控整流电路图单相桥式半控整流电路，无续流二极管，阻感负载时的电路及波形半控：将全控中的VT3,VT4换成VD3,VD4；这样，VT1和VT2控制换相， VD3和VD4自然换相。 VT1和VD4 构成一整流回路，VT2和VD3构成一整流回路。1.主电路2.工作过程及波形分析a.自然续流现象：L很大触发导通时，当10,2VTutw
31、(1)电路响应零初始条件下的即为正弦电压输入，非导通和时，当RLiuuuuuuuVDVTutdVDVTVDVTd232412412, 0,0,-pw(2)现象流过，这就是自然续流和不经变压器绕组，由截止，导通，仍导通。从此刻起，时，当314321, 0, 0VDVTiVDVDuVTitddpw续流期间电路响应件下的：零输入，非零初始条时，当-+RLiuuuuuuutdVDVTVDVTd242231, 0, 0pwp(3)关断触发导通，时，当1220,VTVTutpw电路响应初始条件下的：正弦电压输入，非零导通和时，当RLiuuuuuVDVTtdVDVTd241232,2pwp(4)换流和仍导通
32、，时，当432, 02VDVDVTitdpw电路响应件下的：零输入，非零初始条导通和时，当RLiuuuuuVDVTtdVDVTd232142, 022pwpa)TabRLu2i2udidVT1VT2VD3VD4Ou2idwtOwtOwtuduVT1uVD42.3单相桥式半控整流电路单相桥式半控整流电路b.失控现象及续流二极管 当控制角 例如：若在运行中，VT1和VD4导通时，切除触发脉冲。当u20时， VD4和VD3自然换相， 则VT1和VD4又构成电源对负载供电的回路。这样，VT1一直导通， VD3和VD4交替导通，无法实现关断，产生失控现象。 为了防止失控的发生，必须消除自然续流现象：加续
33、流二极管，提供一条通路。失控工作状态的电路波形wtud0udid图单相桥式半控整流电路，有续流二极管，阻感负载时的电路及波形1.主电路2.工作过程及波形分析(1)电路响应初始条件下的：正弦电压输入，非零导通和时，当RLiuuuuVDVTutdVDd232412,0,-pw阻断。开始导通，时，当1VTVDRtpw电路响应件下的：零输入，非零初始条导通，时，当RLiuuuuVDRtdVTVTd221, 0, 0-+pwp(2)(3)反向截止导通，触发导通，时，当VDRVDVTut3220,pw电路响应初始条件下的：正弦电压输入，非零导通和时，当RLiuuuuuVDVTtdVDVTd241232,2
34、pwp(4)阻断。开始导通，时，当22VTVDRtpw电路响应件下的：零输入，非零初始条导通，时，当RLiuuuVDRtdVTd21, 022+pwp工作过程可表示为：该电路电流波形的表示式比较复杂，在讨论有关电流的数量关系时，常以负载参数满足wLR为条件。这时，负载电流的变化量相对于平均电流是很小的，可以认为负载电流波形是平直的。相关波形见图。TabRLu2i2udidVT1VT2VD3VD4VDROudidIdOOOOOi2IdIdIdIdIdwtwtwtwtwtwtp-p-iVT1iVD4iVT2iVD3iVDR连续断续_3241VDRVDVTVDRVDVT3.数量关系：RL带续流二极管
35、，且w2cos19 . 02+UUd输出电压平均值：2cos19 . 02+RURUIdd输出电流平均值：值和有效值分别为：续流二极管电流的平均通过晶闸管，整流管和dVDVTddVDdVTIIIIIIpppp22-dVDRddVDRIIIIppVTdIII22-pp效值为：通过变压器次级电流有有续流二极管，反电动势加阻感负载时的电路及波形1.主电路2.工作过程及波形分析(1)构成一回路和触发导通时，当4112,VDVTVTEutw电路响应始条件下的：正弦电压输入，零初导通和时，当RLiuuuuuuuVDVTtdVDRVDVTd2232241,-pw电流断续：(2)阻断。开始导通，时，当1VTV
36、DRtpw电路响应件下的：零输入，非零初始条导通，时，当RLiuVDRtdd, 0+qwp(3)电路阻断截止时，当, 0VDRitd+qw0,+ddiEut时，当pwq电流连续：(1)构成一回路和触发导通时，当4112,0,VDVTVTutw(2)阻断。开始导通，时，当1VTVDRtpw电路响应初始条件下的：正弦电压输入，非零导通和时，当RLiuuuuuuuVDVTtdVDRVDVTd2232241,-pw电路响应件下的：零输入，非零初始条导通，时，当RLiuVDRtdd, 0pwpTabRLu2i2udidVT1VT2VD3VD4VDREidOEwtOwtqud电流断续idOEwtOwtud
37、电流连续第三节第三节 三相可控整流电路分析三相可控整流电路分析3.2 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路3.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路3.3 三相桥式半控整流电路三相桥式半控整流电路对于三相对称电源系统而言，单相可控整流电路为不对称负载，可影响 电源三相负载的平衡性和系统的对称性。负载容量较大时，通常采用三 相或多相电源整流电路。三相或多相电源可控整流电路是三相电源系统 的对称负载，输出整流电压的脉动小，控制响应快，在许多场合得到了 广泛应用。三相可控整流电路电源变压器一般采用D,y或Y,d接线方式，以提供一条 3及3的倍数次谐波电流通路。对于三相半波可控整流电路而言，
38、次级绕 组必须接成星形，以获得整流电源的中性点，故通常采用D,y接线方式。)6sin(6)32sin(2)32sin(2sin22222pwpwpww+-+-tUuuutUutUutUubaabcba电源电压：3.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路图3-12三相半波可控整流电路共阴极接法电阻负载时的电路及a=0时的波形1.主电路2.工作过程及波形分析自然换相点：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控制角a的起点，即a a =0=0 。对共阴极组接法，是相电压正半周的交点。_321VTVTVT晶闸管开通顺序：32p触发脉冲之间互差：)60(p电流连续aca
39、bauuuVT06561pp+到bcbabuuuVT023652pp+ 到cbcacuuuVT0613233pp+ 到电压输出晶闸管端电压元件导通间时321VTVTVTuuua)b)c)d)e)f)u2abcTRudidVT2VT1VT3uaubuc =0Owt1wt2wt3uGOudOOuabuacOiVT1uVT1wtwtwtwtwt3.数量关系：32656sin22ppwpwq+TttUud输出电压瞬时值：dddVTIII312级绕组电流平均值为：通过晶闸管，变压器次pwwpppcos17. 1cos263)(sin2321226562UUttdUU+d输出电压平均值：)2cos2332
40、(23)()sin2(23265622ppwwppp+RUtdRtUI负载电流有效值：32IIIVT级绕组电流有效值为：通过晶闸管，变压器次图三相半波可控整流电路共阴极接法电阻负载时的电路及a=60时的波形)656(pp电流断续电压输出晶闸管端电压元件导通间时321VTVTVTuuuacabauuuVT061pp到+065cbauuu-+pp到bcbabuuuVT035652pp到+cbcacuuuVT037233pp到+061337cbauuu-+pp到02335cbauuu-+pp到u2abcTRudidVT2VT1VT3uaubuc OuGOudOuabuacOuVT1wtwtwtwtu
41、aua3.数量关系：dddVTIII312级绕组电流平均值为：通过晶闸管，变压器次32IIIVT级绕组电流有效值为：通过晶闸管，变压器次326sin22ppwpwq+TttUud输出电压瞬时值：+)6cos(1675. 0)6cos(1223)(sin2321262pppwwpppUttdUUd输出电压平均值：)sin412cos4365(23)()sin2(232622ppwwppp+-+RUtdRtUI负载电流有效值：222,6UUUUSCRDMRM承受的峰值电压：650p移相范围：3.1 三相半波可控整流电路三相半波可控整流电路图三相半波可控整流电路共阴极接法阻感负载时的电路及a=90，
42、电流断续时的波形电流断续电压输出晶闸管端电压元件导通间时321VTVTVTuuuacabauuuVT0661qpp+到0656cbauuu-+pqp到bcbabuuuVT065652qpp+ 到cbcacuuuVT023233qpp+ 到061323cbauuu-+pqp到02365cbauuu-+pqp到1.主电路2.工作过程及波形分析abcTRLu2udeLidVT1VT2VT3uduaubucidOwtOwtq图三相半波可控整流电路共阴极接法阻感负载时的电路及a=60，电流断续时的波形)20(p电流连续acabauuuVT06561pp+到bcbabuuuVT023652pp+ 到cbc
43、acuuuVT0613233pp+ 到电压输出晶闸管端电压元件导通间时321VTVTVTuuuabcTRLu2udeLidVT1VT2VT3uduaubuciduacuabuacOwtOwtOwtuVT1界状态为电流连续与断续的临32pq3.数量关系：电流连续时32656sin22ppwpwq+TttUud输出电压瞬时值：dddVTIII312级绕组电流平均值为：通过晶闸管，变压器次pwwpppcos17. 1cos263)(sin2321226562UUttdUU+d输出电压平均值：3dVTII为：通过晶闸管电流有效值226,6UUUUSCRDMRM承受的峰值电压：20p移相范围：图3-15
44、三相半波可控整流电路Ud/U2随a变化的关系1电阻负载2电感负载3电阻电感负载03060901201500.40.81.21.17321/( )Ud/U23.2 三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路一一.工作规律及触发方式工作规律及触发方式图3-17三相桥式全控整流电路原理图1.主电路：由两组桥臂构成： 共阴极组共阴极组阴极连接在一起的3个晶闸管(VT1，VT3，VT5)共阳极组共阳极组阳极连接在一起的3个晶闸管(VT4，VT6，VT2)通过对两组桥臂晶闸管的有序控制，可构成对负载供电的6条整流回路。每一整流回路中含有2只晶闸管，1只为共阴极组的某相元件，另一只则应为共阳极组的另一相元件。
45、各整流回路的交流电源电压为两相元件所在相间的线电压，等值电路和单相半波可控整流电路相同。6条整流回路的构成如下时段IIIIIIIVVVI共阴极组中导通晶闸管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共阳极组中导通晶闸管VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流输出电压uduabuacubcubaucaucbbacTnRiaidudVT1VT3VT5VT4VT6VT2d2d12.触发方式：按VTVT1 1-VT-VT2 2-VT-VT3 3-VT-VT4 4-VT-VT5 5-VT-VT6 6的顺序，相位依次差60。共阴极组VTVT1 1、VTVT3 3、VTVT5 5的脉冲依次差120，共阳极组VTV
46、T4 4、VTVT6 6、VTVT2 2也依次差120。同一相的上下两个桥臂，即VTVT1 1与与VTVT4 4，VTVT3 3与与VTVT6 6，VTVT5 5与与VTVT2 2，脉冲相差180。需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲。 可采用两种方法：一种是宽脉冲触发；另一种是双窄脉冲触发。宽脉冲触发方式：触发脉冲的宽度大于60,一般取为80 120。因为相邻编号两元件的 自然换相点间的时间间隔为60，所以触发某一号元件时，前一号元件 的触发脉冲尚未结束。这样，就可以保证各整流回路中两个晶闸管元件 同时具有触发脉冲，并具有足够的脉冲宽度。双窄脉冲触发方式：顺序触发某一号元件的同时，为其前一号元
47、件再补发一个触发脉冲， 以保证整流回路两元件同时具有触发脉冲。这种触发方式每一晶闸管在 一个周期内有两个时间间隔为60的脉冲，故称为双窄脉冲触发方式。二二.电阻负载电阻负载电阻负载电阻负载a=0=0 时的波形时的波形1.主电路2.工作过程及波形分析自然换相点自然换相点：在相电压波形图上，由相电压交点确定了6只晶闸管的自然换相点。在线电压波形图上，由线电压正半波交点也可以确定6条整流回路中编号 与其序号相同的晶闸管的自然换相点。)30(p电流连续电压输出电位共阳极端电位共阴极端共阳共阴导通元件间时21dduuabbauuuVTVT6126pp+到accauuuVTVT21652pp+到bccbu
48、uuVTVT236765pp+到baabuuuVTVT432367pp+到caacuuuVTVT4561123pp+到cbbcuuuVTVT65613611pp+到u2ud1ud2u2Luduabuacuabuacubcubaucaucbuabuacuaucubwt1OwtOwtOwtOwt =0iVT1uVT1uabuacubcubaucaucbuabuacbacTnRiaidudVT1VT3VT5VT4VT6VT2d2d1电阻负载电阻负载a=30=30 时的波形时的波形电阻负载电阻负载a=60=60 时的波形时的波形 =60ud1ud2uduacuacuabuaubucOwtwt1OwtO
49、wtuVT1uacubcubaucaucbuabuacuabIIIIIIIVVIVud1ud2 =30iaOwtOwtOwtOwtuduabuacuaubucwt1uabuacubcubaucaucbuabuacuVT1uabuacubcubaucaucbuabuac电阻负载电阻负载a=90=90 时的波形时的波形对导通的整流回路而言，当交流电源电压过零时，负载电流为零，整流回路的晶闸管自然关断。电路出现 6只晶闸管全为阻断工作状态。)323(pp电流断续电压输出电位共阳极端电位共阴极端共阳共阴导通元件间时21dduuabbauuuVTVT61656pp到+accauuuVTVT21672pp
50、到+bccbuuuVTVT232365pp到+baabuuuVTVT4361167pp到+caacuuuVTVT4561323pp到+cbbcuuuVTVT6525611pp到+电流断续：ud1ud2uduaubucuaubwtOwtOwtOuabuacubcubaucaucbuabuacubcubaiVT13.数量关系：320p移相范围：)32(2pq-VT每个晶闸管导通时间：)30(p电流连续326)6sin(62ppwppwq+TttUud输出电压瞬时值：)323(pp电流断续3656)6sin(62ppwppwq+TttUud输出电压瞬时值：+)3cos(134. 2)()6(sin6
