什么是三相橋式整流電路?

橋式整流電路是使用最多的一種整流電路。這種電路，只要增加兩只二極管口連接成“橋”式結(jié)構(gòu)，便具有全波整流電路的優(yōu)點(diǎn)，而同時(shí)在一定程度上克服了它的缺點(diǎn)。

整流電路橋式整流電路的工作原理如下：e2為正半周時(shí)，對(duì)D1、D3和方向電壓，Dl，D3導(dǎo)通;對(duì)D2、D4加反向電壓，D2、D4截止。

電路中構(gòu)成e2、Dl、Rfz 、D3通電回路，在Rfz ，上形成上正下負(fù)的半波整流電壓，e2為負(fù)半周時(shí)，對(duì)D2、D4加正向電壓，D2、D4導(dǎo)通;對(duì)D1、D3加反向電壓，D1、D3截止。電路中構(gòu)成e2、D2Rfz 、D4通電回路，同樣在Rfz 上形成上正下負(fù)的另外半波的整流電壓。

如此重復(fù)下去，結(jié)果在Rfz ，上便得到全波整流電壓。其波形圖和全波整流波形圖是一樣的。從圖5-6中還不難看出，橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于變壓器次級(jí)電壓的最大值，比全波整流電路小一半。三相橋式全控電路TR為三相整流變壓器，其接線組別采用Y/Y-12。VT1~VT6為晶閘管元件，F(xiàn)U1~FU6為快速熔斷器。

TS為三相同步變壓器，其接線組別采用△/Y-11。P端為集成化六脈沖觸發(fā)電路+24V電源輸出端，接脈沖變壓器一次繞組連接公共端。P1~P6端為集成化六脈沖觸發(fā)電路功放管V1~V6集電極輸出端，分別接脈沖變壓器一次繞組的另一端。

UC端為移相控制電壓輸入端。三相橋式半控電路三相橋式半控整流電路與三相橋式全控整流電路基本相同，僅將共陽(yáng)極組VT4，VT6，VT2的晶閘管元件換成了VD4，VD6，VD2整流二極管，以構(gòu)成三相橋式半控整流電路。

三相橋式全控整流電路原理特性：

三相橋式全控整流電路是從三相半波可控整流電路發(fā)展起來(lái)的，實(shí)質(zhì)上是一組共陰極與一組共陽(yáng)極(三個(gè)晶閘管陰極分別接至整流變壓器星形接法的副邊三相繞組，陽(yáng)極連在一起接至副邊星形的中點(diǎn))的三相半波可控整流電路的串聯(lián)?！?XML:NAMESPACE PREFIX = O /》

1.電感性負(fù)載

三相橋式全控整流電路主回路接線如圖1所示。三相整流變壓器△/Y接法，以利減小變壓器磁通、電勢(shì)中的諧波。整流橋由6只晶閘管組成，以滿足整流元件全部可控的要求。由于習(xí)慣上希望晶閘管的導(dǎo)通按1→2→3→4→5→6順序進(jìn)行，則晶閘管應(yīng)按圖示進(jìn)行標(biāo)號(hào)。分析中假定，ωLd》》Rd，為大電感負(fù)載，負(fù)載電流id連續(xù)平直。

(1) α=0°

圖2為α=0°時(shí)，大電感負(fù)載下的電壓、電流波形。三相橋式電路在任何時(shí)刻必須有兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，一個(gè)在共陰極組，一個(gè)在共陽(yáng)極組以構(gòu)成回路。這樣，負(fù)載上獲得的是相應(yīng)相間的線電壓。比較相、線電壓波形可以看出，相電壓的交點(diǎn)與線電壓的交點(diǎn)在同一位置上，使得線電壓的交點(diǎn)同樣也是自然換流點(diǎn)。這樣，分析三相橋式全控電路工作過(guò)程時(shí)，可以直接在線電壓波形上根據(jù)給定控制角來(lái)求取直流電壓波形。

(2) 0°<α ≤60°

圖3為α=30°時(shí)的整流電路電壓波形，其中直流電壓ud波形可以直接從線電壓u《?XML:NAMESPACE PREFIX = ST1 /》2l波形上分析求得。圖3還給出了負(fù)載電流id、晶閘管VT1上電流iT1及變壓器副邊a相電流ia的波形。

(3) α>60°

α>60°后，線電壓瞬時(shí)值將過(guò)零變負(fù)，此時(shí)由于流過(guò)負(fù)載電感Ld中的電流有減小趨勢(shì)，使得Ld上感應(yīng)出順晶閘管單向?qū)щ姺较虻淖愿须妱?shì)eL，這樣作用在導(dǎo)通晶閘管對(duì)上的陽(yáng)極電壓為(u2L+eL)。由于負(fù)載電感足夠大，使得在下一對(duì)晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通之前能保證(u2L+eL)>0，盡管線電壓過(guò)零變負(fù)，仍能保證原導(dǎo)通的晶閘管對(duì)繼續(xù)導(dǎo)通，直流電壓ud中出現(xiàn)了負(fù)電壓波形。圖5為α = 90°時(shí)的ud與uT1電壓波形。

(4) 基本數(shù)量關(guān)系

直流平均電壓Ud計(jì)算如下

由上式可見(jiàn)三相橋式全控整流電路帶電感負(fù)載時(shí)的移相范圍為90°。

晶閘管電流與三相半波時(shí)相同，即晶閘管電流平均值為

晶閘管電流有效值為

變壓器次級(jí)繞組電流為正、負(fù)對(duì)稱的矩形波電流，其平均值為零，有效值為

晶閘管承受的最大正、反向峰值電壓與三相半波時(shí)相同，為線電壓峰值

(5) 對(duì)觸發(fā)脈沖的要求

在電感性負(fù)載下每個(gè)晶閘管各導(dǎo)通1/3周期(120°)，共陰極與共陽(yáng)極組同相元件導(dǎo)通時(shí)間上互差半個(gè)周期(180°)，使得三相整流電路中的晶閘管將按1→2→3→4→5→6的順序?qū)ǎ覂上噜徯蛱?hào)晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間上互差60°。這樣一個(gè)導(dǎo)通的順序也就是各元件上門(mén)極觸發(fā)脈沖的順序，觸發(fā)電路必須按此順序依次將觸發(fā)信號(hào)施加到對(duì)應(yīng)晶閘管門(mén)極之上。

整流電路在正常工作中，后一號(hào)元件觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)前一號(hào)元件正在工作，確保了任何時(shí)刻共陽(yáng)極組和共陰極組都各有一元件導(dǎo)通以構(gòu)成回路。但電源剛合閘時(shí)，必須同時(shí)觸發(fā)一對(duì)晶閘管電路才能啟動(dòng)。此外在電阻性負(fù)載α>60°后，電流將出現(xiàn)斷續(xù)，電路中電流每次均是從無(wú)到有，都相當(dāng)于一次電路啟動(dòng)。為了保證整流電路合閘后能正常啟動(dòng)或者電流斷續(xù)后能再次導(dǎo)通，必須使共陽(yáng)極組及共陰極組內(nèi)應(yīng)導(dǎo)通的一對(duì)晶閘管同時(shí)具有觸發(fā)脈沖。

有兩種脈沖形式可以達(dá)到這一要求：一種是采用寬度大于60°而小于120°的寬脈沖觸發(fā)，如圖6b)所;另一種方法是在觸發(fā)某一號(hào)晶閘管時(shí)，同時(shí)給前一號(hào)晶閘管補(bǔ)發(fā)一脈沖。如圖6c)所示，兩次脈沖之間相隔60°，故稱雙窄脈沖觸發(fā)。

2.電阻性負(fù)載

(1) α≤60°

設(shè)負(fù)載電阻大小為Rd。當(dāng)α≤60°時(shí)，直流電壓ud及直流電流id連續(xù)，每個(gè)晶閘管導(dǎo)通120°，直流電壓、晶閘管上承受的電壓與電感性負(fù)載時(shí)相同。圖7給出了α=60°時(shí)的波形圖?？梢钥闯?，α=60°是電阻負(fù)載下電流連續(xù)與否的臨界點(diǎn)。當(dāng)α>60°后，由于線電壓過(guò)零變負(fù)時(shí)，無(wú)負(fù)載電感產(chǎn)生的自感電勢(shì)保證晶閘管繼續(xù)承受正向陽(yáng)極電壓，元件即被阻斷，輸出直流電壓為零，電流變?yōu)椴贿B續(xù)，不再出現(xiàn)電感負(fù)載時(shí)那種ud為負(fù)值的情況。