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电力检测技术 / Power detection

检测技术 / Power detection

三相桥式全控整流电路的工作原理

时间:2018-3-28   来源:华天电力  阅读:1337

在三相桥式全控整流电路中,对共阴极组和共阳极组是同时进行控制的,控制角都是α。由于三相桥式整流电路是两组三相半波电路的串联,因此整流电压为三相半波时的两倍。很显然在输出电压相同的情况下,三相桥式晶闸管要求的最大反向电压,可比三相半波线路中的晶闸管低一半。  
    为了分析方便,使三相全控桥的六个晶闸管触发的顺序是1-2-3-4-5-6,晶闸管是这样编号的:晶闸管KP1和KP4接a相,晶闸管KP3和KP6接b相,晶管KP5和KP2接c相。
    晶闸管KP1、KP3、KP5组成共阴极组,而晶闸管KP2、KP4、KP6组成共阳极组。   
    为了搞清楚α变化时各晶闸管的导通规律,分析输出波形的变化规则,下面研究几个特殊控制角,先分析α=0的情况,也就是在自然换相点触发换相时的情况。图1是电路接线图。

微信图片_20180328092052 拷贝.jpg


为了分析方便起见,把一个周期等分6段(见图2)。

微信图片_20180328092059 拷贝.jpg


    在第(1)段期间,a相电压最高,而共阴极组的晶闸管KP1被触发导通,b相电位最低,所以供阳极组的晶闸管KP6被触发导通。这时电流由a相经KP1流向负载,再经KP6流入b相。变压器a、b两相工作,共阴极组的a相电流为正,共阳极组的b相电流为负。加在负载上的整流电压为ud=ua-ub=uab。
    经过60°后进入第(2)段时期。这时a相电位仍然最高,晶闸管KPl继续导通,但是c相电位却变成最低,当经过自然换相点时触发c相晶闸管KP2,电流即从b相换到c相,KP6承受反向电压而关断。这时电流由a相流出经KPl、负载、KP2流回电源c相。变压器a、c两相工作。这时a相电流为正,c相电流为负。在负载上的电压为ud=ua-uc=uac。
    再经过60°,进入第(3)段时期。这时b相电位最高,共阴极组在经过自然换相点时,触发导通晶闸管KP3,电流即从a相换到b相,c相晶闸管KP2因电位仍然最低而继续导通。此时变压器bc两相工作,在负载上的电压为ud=ub-uc=ubc。
    余相依此类推。
    由上述三相桥式全控整流电路的工作过程可以看出:
    1.三相桥式全控整流电路在任何时刻都必须有两个晶闸管导通,而且这两个晶闸管一个是共阴极组,另一个是共阳极组的,只有它们能同时导通,才能形成导电回路。
    2.三相桥式全控整流电路就是两组三相半波整流电路的串联,所以与三相半波整流电路一样,对于共阴极组触发脉冲的要求是保证晶闸管KPl、KP3和KP5依次导通,因此它们的触发脉冲之间的相位差应为120°。对于共阳极组触发脉冲的要求是保证晶闸管KP2、KP4和KP6依次导通,因此它们的触发脉冲之间的相位差也是120°。
    3.由于共阴极的晶闸管是在正半周触发,共阳极组是在负半周触发,因此接在同一相的两个晶闸管的触发脉冲的相位应该相差180°。
    4.三相桥式全控整流电路每隔60°有一个晶闸管要换流,由上一号晶闸管换流到下一号晶闸管触发,触发脉冲的顺序是:1→2→3→4→5→6→1,依次下去。相邻两脉冲的相位差是60°。
    5.由于电流断续后,能够使晶闸管再次导通,必须对两组中应导通的一对晶闸管同时有触发脉冲。为了达到这个目的,可以采取两种办法;一种是使每个脉冲的宽度大于60°(必须小于120°),一般取80°~100°,称为宽脉冲触发。另一种是在触发某一号晶闸管时,同时给前一号晶闸管补发一个脉冲,使共阴极组和共阳极组的两个应导通的晶闸管上都有触发脉冲,相当于两个窄脉冲等效地代替大于60°的宽脉冲。这种方法称双脉冲触发。
    6.整流输出的电压,也就是负载上的电压。整流输出的电压应该是两相电压相减后的波形,实际上都属于线电压,波头uab、uac、ubc、uba、uca、ucb均为线电压的一部分,是上述线电压的包络线。相电压的交点与线电压的交点在同一角度位置上,故线电压的交点同样是自然换相点,同时亦可看出,三相桥式全控的整流电压在一个周期内脉动六次,脉动频率为6 × 50=300赫,比三相半波时大一倍。
    7.晶闸管所承受的电压。三相桥式整流电路在任何瞬间仅有二臂的元件导通,其余四臂的元件均承受变化着的反向电压。例如在第(1)段时期,KP1和KP6导通,此时KP3和KP4,承受反向线电压uba=ub-ua。KP2承受反向线电压ubc=ub-uc。KP5承受反向线电压uca=uc-ua。晶闸管所受的反向最大电压即为线电压的峰值。当α从零增大的过程中,同样可分析出晶闸管承受的最大正向电压也是线电压的峰值。

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