三相橋式全控整流電路的工作原理

2021-03-03 23:30:59 字數 2009 閱讀 9999

在三相橋式全控整流電路中,對共陰極組和共陽極組是同時進行控制的,控制角都是α。由於三相橋式整流電路是兩組三相半波電路的串聯,因此整流電壓為三相半波時的兩倍。很顯然在輸出電壓相同的情況下,三相橋式閘流體要求的最大反向電壓,可比三相半波線路中的閘流體低一半。

為了分析方便,使三相全控橋的六個閘流體觸發的順序是1-2-3-4-5-6,閘流體是這樣編號的:閘流體kp1和kp4接a相,閘流體kp3和kp6接b相,晶管kp5和kp2接c相。

閘流體kp1、kp3、kp5組成共陰極組,而閘流體kp2、kp4、kp6組成共陽極組。

為了搞清楚α變化時各閘流體的導通規律,分析輸出波形的變化規則,下面研究幾個特殊控制角,先分析α=0的情況,也就是在自然換相點觸發換相時的情況。圖1是電路接線圖。

為了分析方便起見,把乙個週期等分6段(見圖2)。

在第(1)段期間,a相電壓最高,而共陰極組的閘流體kp1被觸發導通,b相電位最低,所以供陽極組的閘流體kp6被觸發導通。這時電流由a相經kp1流向負載,再經kp6流入b相。變壓器a、b兩相工作,共陰極組的a相電流為正,共陽極組的b相電流為負。

加在負載上的整流電壓為

ud=ua-ub=uab

經過60°後進入第(2)段時期。這時a相電位仍然最高,閘流體kpl繼續導通,但是c相電位卻變成最低,當經過自然換相點時觸發c相閘流體kp2,電流即從b相換到c相,kp6承受反向電壓而關斷。這時電流由a相流出經kpl、負載、kp2流回電源c相。

變壓器a、c兩相工作。這時a相電流為正,c相電流為負。在負載上的電壓為

ud=ua-uc=uac

再經過60°,進入第(3)段時期。這時b相電位最高,共陰極組在經過自然換相點時,觸發導通閘流體kp3,電流即從a相換到b相,c相閘流體kp2因電位仍然最低而繼續導通。此時變壓器bc兩相工作,在負載上的電壓為

ud=ub-uc=ubc

余相依此類推。

由上述三相橋式全控整流電路的工作過程可以看出:

1.三相橋式全控整流電路在任何時刻都必須有兩個閘流體導通,而且這兩個閘流體乙個是共陰極組,另乙個是共陽極組的,只有它們能同時導通,才能形成導電迴路。

2. 三相橋式全控整流電路就是兩組三相半波整流電路的串聯,所以與三相半波整流電路一樣,對於共陰極組觸發脈衝的要求是保證閘流體kpl、kp3和kp5依次導通,因此它們的觸發脈衝之間的相位差應為120°。對於共陽極組觸發脈衝的要求是保證閘流體kp2、kp4和kp6依次導通,因此它們的觸發脈衝之間的相位差也是120°。

3.由於共陰極的閘流體是在正半周觸發,共陽極組是在負半周觸發,因此接在同一相的兩個閘流體的觸發脈衝的相位應該相差180°。

4. 三相橋式全控整流電路每隔60°有乙個閘流體要換流,由上一號閘流體換流到下一號閘流體觸發,觸發脈衝的順序是:1→2→3→4→5→6→1,依次下去。

相鄰兩脈衝的相位差是60°。

5.由於電流斷續後,能夠使閘流體再次導通,必須對兩組中應導通的一對閘流體同時有觸發脈衝。為了達到這個目的,可以採取兩種辦法;一種是使每個脈衝的寬度大於60°(必須小於120°),一般取80°~100°,稱為寬脈衝觸發。

另一種是在觸發某一號閘流體時,同時給前一號閘流體補發乙個脈衝,使共陰極組和共陽極組的兩個應導通的閘流體上都有觸發脈衝,相當於兩個窄脈衝等效地代替大於60°的寬脈衝。這種方法稱雙脈衝觸發。

6.整流輸出的電壓,也就是負載上的電壓。整流輸出的電壓應該是兩相電壓相減後的波形,實際上都屬於線電壓,波頭uab、uac、ubc、uba、uca、ucb均為線電壓的一部分,是上述線電壓的包絡線。

相電壓的交點與線電壓的交點在同一角度位置上,故線電壓的交點同樣是自然換相點,同時亦可看出,三相橋式全控的整流電壓在乙個週期內脈動六次,脈動頻率為6 × 50=300赫,比三相半波時大一倍。

7.閘流體所承受的電壓。三相橋式整流電路在任何瞬間僅有二臂的元件導通,其餘四臂的元件均承受變化著的反向電壓。例如在第(1)段時期,kp1和kp6導通,此時kp3和kp4,承受反向線電壓uba=ub-ua。

kp2承受反向線電壓ubc=ub-uc。kp5承受反向線電壓uca=uc-ua。閘流體所受的反向最大電壓即為線電壓的峰值。

當α從零增大的過程中,同樣可分析出閘流體承受的最大正向電壓也是線電壓的峰值。

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