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demo3_2_2三相橋式全控整流電路(阻性負載)
三相橋式全控整流電路拓撲如下圖所示,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,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三相電源相接的3個晶閘管分別為VT4 ,VT6 ,VT2 。晶閘管的導通順序為VT1 -VT2 -VT3 -VT4 -VT5 -VT6 。
當負載為阻性負載時,各自然換相點既是相電壓的交點,同時也是線電壓的交點。當α≤60°時,ud 波形均連續,對于電阻負載,id 波形與ud 波形的形狀是一樣的,也連續,ud 為線電壓在正半周的包絡線。α=0°時,原理結果及仿真結果如下:
晶閘管導通順序如下表
α=30°時,晶閘管起始導通時刻推遲了30°,組成ud的每一段線電壓因此推遲30°,ud平均值降低,α=30°時原理圖及仿真結果如下
α=60°時,晶閘管起始導通時刻推遲了60°,組成ud的每一段線電壓因此推遲60°,ud平均值繼續降低,α=30°時原理圖及仿真結果如下
當α>60°時,因為id與ud一致,一旦ud降為至零,id也降至零,晶閘管關斷,輸出整流電壓ud為零,ud波形不能出現負值。α=90°時,結果如下:
三相橋式全控整流電路的特點:1)每個時刻均需2個晶閘管同時導通,形成向負載供電的回路,共陰極組的和共陽極組的各1個,且不能為同一相的晶閘管。2)6個晶閘管的脈沖按VT1 -VT2 -VT3 -VT4 -VT5 -VT6的順序,相位依次差60° 。3)共陰極組VT1、VT3、VT5的脈沖依次差120°,共陽極組VT4、VT6、VT2也依次差120° 。4)同一相的上下兩個橋臂,即VT1與VT4,VT3與VT6, VT5與VT2,脈沖相差180°。
整流輸出電壓ud一周期脈動6次,每次脈動的波形都一樣,故該電路為6脈波整流電路。在整流電路合閘啟動過程中或電流斷續時,為確保電路的正常工作,需保證同時導通的2個晶閘管均有脈沖。晶閘管的觸發方式主要有兩種:
寬脈沖觸發:使脈沖寬度大于60°(一般取80°~100°)
雙脈沖觸發:用兩個窄脈沖代替寬脈沖,兩個窄脈沖的前沿相差60°,脈寬一般為20°~30°。最常用的是雙脈沖觸發。帶電阻負載時三相橋式全控整流電路α角的移相范圍是120°。當α<60°時有
當α>60°時有
demo3_2_2三相橋式全控整流電路(阻感負載)
當α≤60°時,ud波形連續,電路的工作情況與帶電阻負載時十分相似,各晶閘管的通斷情況、輸出整流電壓ud波形、晶閘管承受的電壓波形等都一樣。區別在于電流,當電感足夠大的時候,id、iVT、ia 的波形在導通段都可近似為一條水平線。α=0°時,原理圖及仿真結果如下,
α=30°時,原理圖及仿真結果如下,
當α>60°時,由于電感L的作用,ud波形會出現負的部分。α=90°時的波形如下
帶阻感負載時,三相橋式全控整流電路的α角移相范圍為90°。
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