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三相全波整流电路的工作原理是什么?

来源:市场新闻 | 时间:02-15
主线路原理说明

整流线路的负载为带反电动势的阻感负载。假定将线路中的晶闸管模块换作二极管,这样的话也就就好比晶闸管模块触发角α=0o时的情况。这时,对共阴极组的3个晶闸管模块,阳极所接交流电压值最高的1个导通。而对共阳极组的3个晶闸管模块,则是阴极所接交流电压值最低(也就是说负得最多)的1个导通。如此,任一时刻共阳极组和共阴极组中都各有1个晶闸管模块处在导通模式,添加于负载上的电压为某一线电压。这时线路工作波型如下图2所显示。
α=0o时,各晶闸管模块均在自然换相点处换相。由图内变压器二绕组相电压与线电压波型的对应关系看得出,各自然换相点便是相电压的交点,另外也是线电压的交点。

在解析ud的波型时,既可从相电压波型解析,也能从线电压波型解析。从相电压波型看,以变压器2次侧的中点n为参考点,共阴极组晶闸管模块导通时,整流输出电压ud1为相电压在正半周的包络线;共阳极组导通时,整流输出电压ud2为相电压在负半周的包络线,总的整流输出电压ud=ud1-ud2是2条包络线间的差值,将其对应到线电压波型上,即是线电压在正半周的包络线。

直接从线电压波型看,因为共阴极组里处在通态的晶闸管模块对应的最高(正得最多)的相电压,而共阳极组里处在通态的晶闸管模块对应的是最小(负得最多)的相电压,输出整流电压ud为这两个相电压相减,是线电压中最高的1个,所以输出整流电压ud波型为线电压在正半周的包络线。

因为负载端接得有电感且电感的电阻值趋向无穷大,电感对电流改变有抗拒功效。经过电感器件的电流改变时,在其两边产生感应电动势Li,它的极性事阻拦电流改变的。当电流增加时,它的极性阻拦电流增加,当电流减少时,它的极性反过来阻拦电流减少。电感的这种功效使得电流波型变得平直,电感无穷大时趋向一条平直的直线。

为了说明各晶闸管模块的运行情况,将波型中的1个周期等分为6段,每段为60o,如图2所示,每一段中导通的晶闸管模块及输出整流电压的情况如表所示。由该表可见,6个晶闸管模块的导通顺序为VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6。
图3给出了α=30o时的波型。从ωt1角开始把一个周期等分为6段,每段为60o与α=0o时的情况相比,一周期中ud波型仍由6段线电压构成,每一段导通晶闸管模块的编号等仍符合表1的规律。区别在于,晶闸管模块起始导通时刻推迟了30o,组成ud的每一段线电压所以推迟30o,ud平均值降低。晶闸管模块电压波型也相应发生变化如图所示。图中同时给出了变压器2次侧a相电流ia的波型,该波型的特点是,在VT1处在通态的120o期间,ia为正,因为大电感的作用,ia波形的形状近似为一条直线,在VT4处在通态的120o期间,ia波形的形状也近似为一条直线,但为负值。
由以上解析可见,当α≤60o时,ud波型均连续,对于带大电感的反电动势,id波型因为电感的作用为一条平滑的直线并且也连续。

当α>60o时,如α=90o时电阻负载情况下的运行波型如下图4所显示,ud平均值持续下降,因为电感的存在延迟了VT的断开时刻,促使ud的值产生负值,当电感足够大时,ud中正负面积基本相等,ud平均值近乎为零。这表明带阻感的反电动势的三相桥式全控整流线路的α角的移相范围为90度。
图4α=90o时的波型

上述便是西班牙CATELEC介绍三相全波整流电路的工作原理,西班牙CATELEC提供整流桥模块、晶闸管模块、二极管模块等半导体模块,绝缘式功率模块、功率组件、分立式功率半导体在内的众多功率电子产品是现CATELEC模块的主营项目。近期CATELEC产品将部分模块改进为以铜底板安装、增加厚度、增大了模块的散热接触点、大大提高了模块的使用寿命与性能。
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