1、1 主电路的原理1.1 主电路其原理图如图 1 所示。图 1 三相桥式全控整理电路原理图习惯将其中阴极连接在一起的 3 个晶闸管（VT1、VT3、VT5）称为共阴极组；阳极连接在一起的 3 个晶闸管（VT4、VT6、VT2）称为共阳极组。此外，习惯上希望晶闸管按从 1 至 6 的顺序导通，为此将晶闸管按图示的顺序编号，即共阴极组中与 a、b、c 三相电源相接的 3 个晶闸管分别为 VT1、VT3、VT5，共阳极组中与 a、b、c 三相电源相接的 3 个晶闸管分别为 VT4、VT6、VT2。从后面的分析可知，按此编号，晶闸管的导通顺序为 VT1VT2VT3VT4VT5VT6。1.2 主电路原理说
2、明整流电路的负载为带反电动势的阻感负载。假设将电路中的晶闸管换作二极管，这种情况也就相当于晶闸管触发角 =0 o时的情况。此时，对于共阴极组的 3 个晶闸管，阳极所接交流电压值最高的一个导通。而对于共阳极组的 3个晶闸管，则是阴极所接交流电压值最低（或者说负得最多）的一个导通。这样，任意时刻共阳极组和共阴极组中各有 1 个晶闸管处于导通状态，施加于负载上的电压为某一线电压。此时电路工作波形如图 2 所示。图 2 反电动势 =0 o时波形=0 o时，各晶闸管均在自然换相点处换相。由图中变压器二绕组相电压与线电压波形的对应关系看出，各自然换相点既是相电压的交点，同时也是线电压的交点。在分析 ud
3、的波形时，既可从相电压波形分析，也可以从线电压波形分析。从相电压波形看，以变压器二次侧的中点 n 为参考点，共阴极组晶闸管导通时，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 = ud1ud2 是两条包络线间的差值，将其对应到线电压波形上，即为线电压在正半周的包络线。直接从线电压波形看，由于共阴极组中处于通态的晶闸管对应的最大（正得最多）的相电压，而共阳极组中处于通态的晶闸管对应的是最小（负得最多）的相电压，输出整流电压 ud 为这两个相电压相减，是线电压中最大的一个，因此输出整流电压 ud 波形为线电压
4、在正半周的包络线。由于负载端接得有电感且电感的阻值趋于无穷大，电感对电流变化有抗拒作用。流过电感器件的电流变化时，在其两端产生感应电动势 Li，它的极性事阻止电流变化的。当电流增加时，它的极性阻止电流增加，当电流减小时，它的极性反过来阻止电流减小。电感的这种作用使得电流波形变得平直，电感无穷大时趋于一条平直的直线。为了说明各晶闸管的工作的情况，将波形中的一个周期等分为 6 段，每段为 60o，如图 2 所示，每一段中导通的晶闸管及输出整流电压的情况如表所示。由该表可见，6 个晶闸管的导通顺序为 VT1VT2VT3VT4VT5VT6。表 1 三相桥式全控整流电路电阻负载 =0 o时晶闸管工作情况
5、图 3 给出了 =30 o时的波形。从 t1 角开始把一个周期等分为 6 段，每段为 60o与 0 o时的情况相比，一周期中 ud 波形仍由 6 段线电压构成，每一段导通晶闸管的编号等仍符合表 1 的规律。区别在于，晶闸管起始导通时刻推迟了 30o,组成 ud 的每一段线电压因此推迟 30o，ud 平均值降低。晶闸管电压波形也相应发生变化如图所示。图中同时给出了变压器二次侧 a 相电流 ia 的波形，该波形的特点是，在 VT1 处于通态的 120o期间，ia 为正，由于大电感的作用，ia 波形的形状近似为一条直线，在 VT4 处于通态的 120o期间，ia 波形的形状也近似为一条直线，但为负值
6、。时 段 共阴极组中导通的晶闸管 VT1 VT1 VT3 VT3 VT5 VT5共阳极组中导通的晶闸管 VT6 VT2 VT2 VT4 VT4 VT6整流输出电压udua-ub=uabua-uc=uacub- uc=ubcub- ua=ubauc- ua=ucauc-ub=ucb图 3 =30 o时的波形由以上分析可见，当 60 o时，ud 波形均连续，对于带大电感的反电动势，id 波形由于电感的作用为一条平滑的直线并且也连续。当 60 o时，如90 o时电阻负载情况下的工作波形如图 4 所示，ud 平均值继续降低，由于电感的存在延迟了 VT 的关断时刻，使得 ud 的值出现负值，当电感足够大
7、时，ud 中正负面积基本相等，ud 平均值近似为零。这说明带阻感的反电动势的三相桥式全控整流电路的 角的移相范围为 90 度。图 490 o时的波形2 各参数的计算2.1 输出值的计算三相桥式全控整流电路中，整流输出电压的波形在一个周期内脉动6 次，且每次脉动的波形相同，因此在计算其平均值时，只需对一个脉波（即 1/6 周期）进行计算即可。此外，因为所以电压输出波形是连续的，以线电压的过零点为时间坐标的零点，可得整流输出电压连续时的平均值为。(4-1)2.2 输出波形的分析时的输出波形如图 11 所示。图 11 整流电路的输出波形如图 11 所示，从 t1 时刻开始把一个周期等分为 6 份，在
8、 Wt1时刻共阴极组 VT1 晶闸管接受到触发信号导通，此时阴极输出电压 Ud1为幅值最大的 a 相相电压；到 Wt2 时刻下一个触发脉冲到来，此时 a相输出电压降低，b 相输出电压升高，于是阴极输出电压变为 b 相相电压；到 Wt3 时刻第三个脉冲到来，晶闸管 VT1 关断而晶闸管 VT2 导通，输出电压为此时最高的 c 相相电压；重复以上步骤，即共阴极组输出电压 Ud1 为在正半周的包络线。共阳极组中输出波形原理与共阴极组一样，只是每个触发脉冲比阴极组中脉冲相差 180 度。6 个时段的导通次序如表 1 所示一样，只是Wt1 从零时刻往后推迟 30 度而已。这样就得出最后输出整流电压为共阴
9、极组输出电压与共阳极组输出电压的差即Ud=Ud1-Ud2 (4-9)而由于电路中大电感 L 的作用，输出的电流为近似平滑的一条直线。图中同时给出了变压器二次侧 a 相电流 ia 的波形，该波形的特点是，在 VT1 处于通态的 120o期间，ia 为正，由于大电感的作用，ia波形的形状近似为一条直线，在 VT4 处于通态的 120o期间，ia 波形的形状也近似为一条直线，但为负值。3 逆变逆变原理图如图 12 所示。图 12 逆变原理图如图 12 所示，当电机 M 工作时，调节整流电路的触发角 使90，使输出直流电压 Ud 平均值为负值，且|Em|Ud|，这时候整流电路工作在逆变状态，电机 M 的过剩能量装换为电能， M 向三相交流电存储装置输送电流，三相交流电存储装置接受并存储电能。
