2.6直流斩波电路

2-12.6.1带平衡电抗器的双反星形可控整流电路带平衡电抗器的双反星形可控整流电路适用于低电压、大电流的场合，如电解电镀（几十伏，几千至几万安）的可调直流电源。如采用三相桥式电路，整流器件的数量很多，还有两个管压降损耗，降低了效率。六相半波整流电路（两个三相半波相并联）：二次侧为两组匝数相同极性相反的绕阻，分别接成两组三相半波电路。（未接平衡电抗器）2-2六相对称交流电压，彼此相差60。不存在直流磁化问题只能有一个晶闸管导电，其余五管均阻断，每管最大导通角为60o，平均电流为Id/6。和三相半波电路独立工作是不同的。因晶闸管导电时间短，变压器利用率低，极少采用。2-3电路结构的特点图2-35带平衡电抗器的双反星形可控整流电路二次侧为两组匝数相同极性相反的绕阻，分别接成两组三相半波电路。二次侧两绕组的极性相反可消除铁芯的直流磁化。平衡电抗器是为保证两组三相半波整流电路能同时导电。与三相桥式电路相比，双反星形电路的输出电流可大一倍。2-4绕组的极性相反的目的：消除直流磁通势如图可知，虽然两组相电流的瞬时值不同，但是平均电流相等而绕组的极性相反，所以直流安匝互相抵消。图2-36双反星形电路，=0时两组整流电压、电流波形twwtud1uaubuciaud2ia'uc'ua'ub'uc'OwtOOwtOId12Id16Id12Id162-5平衡电抗器使两组三相半波整流电路同时导电的原理分析：图2-38平衡电抗器作用下两个晶闸管同时导电的情况平衡电抗器Lp承担了n1、n2间的电位差，它补偿了ub′和ua的电动势差，使得ub′和ua两相的晶闸管能同时导电。d1d2puuu时，ub′ua，VT6导通，此电流在流经LP时，LP上要感应一电动势up，其方向是要阻止电流增大。1tw虽然ud1ud2,但由于Lp的平衡作用，使得晶闸管VT6和VT1同时导通。2-6图2-37平衡电抗器作用下输出电压的波形和平衡电抗器上电压的波形wupud1,ud2OO60°360°wt1wttb)a)uaubucuc'ua'ub'ub'2-7图2-38平衡电抗器作用下两个晶闸管同时导电的情况时间推迟至ub′与ua的交点时，ub′=ua，up=0。之后ub′ua，则流经ub′相的电流要减小，但Lp有阻止此电流减小的作用，up的极性反向，Lp仍起平衡的作用，使VT6继续导电。直到uc′ub′，电流才从VT6换至VT2。此时VT1、VT2同时导电。每一组中的每一个晶闸管仍按三相半波的导电规律而各轮流导电。2-8接平衡电抗器的原因：当电压平均值和瞬时值均相等时，才能使负载均流。两组整流电压平均值相等，但瞬时值不等。两个星形的中点n1和n2间的电压等于ud1和ud2之差。该电压加在Lp上，产生电流ip，它通过两组星形自成回路，不流到负载中去，称为环流或平衡电流。为了使两组电流尽可能平均分配，一般使Lp值足够大，以便限制环流在负载额定电流的1%～2%以内。2-9图2-37平衡电抗器作用下输出电压的波形和平衡电抗器上电压的波形平衡电抗器中点作为整流电压输出的负端，其输出的整流电压瞬时值为两组三相半波整流电压瞬时值的平均值。波形如图2-37a。)(212121d2d1pd1pd2duuUuuuu（2-98）u,uwupd1d2OO60°360°wt1wttb)a)uaubucuc'ua'ub'ub'2-10=30、=60和=90时输出电压的波形分析图2-39当=30、60、90时，双反星形电路的输出电压波形输出波形：(ud1+ud2)/2。电感负载情况下，移相范围是90。电阻负载情况下，移相范围为120。。90。60。30udududwtOwtOwtOuaubucuc'ua'ub'ubucuc'ua'ub'ubucuc'ua'ub'2-11整流电压平均值与三相半波整流电路的相等，为:Ud=1.17U2cos将双反星形电路与三相桥式电路进行比较可得出以下结论：三相桥为两组三相半波串联，而双反星形为两组三相半波并联，且后者需用平衡电抗器。当U2相等时，双反星形的Ud是三相桥的1/2，而Id是单相桥的2倍。两种电路中，晶闸管的导通及触发脉冲的分配关系一样，ud和id的波形形状一样。2-122.6.2多重化整流电路目的：整流装置功率进一步加大时；减少产生的谐波、无功功率等对电网的干扰原理：按照一定的规律将两个或更多的相同结构的整流电路进行组合得到。目标：移项多重联结减少交流侧输入电流谐波，串联多重整流电路采用顺序控制可提高功率因数。2-13整流电压ud在每个电源周期内脉动12次，电路为12脉波整流电路。即输入电流谐波次数为12k±1，其幅值与次数成反比而降低。功率因数l=ncosj1=0.9886cos移相30构成的串联2重联结电路移相20将三组桥构成串联3重联结电路：整流电压ud在每个电源周期内脉动18次，电路为18脉波整流电路。交流侧输入电流谐波更少，为18k±1次（k=1,2,3…），ud的脉动也更小。功率因数分别为：l=0.9949cos2-14移相15，可构成串联4重联结电路：为24脉波整流电路。其交流侧输入电流谐波次为24k±1，k=1，2，3…。输入功率因数分别为：l=0.9971cos2-152)多重联结电路的顺序控制根据所需总直流输出电压从低到高的变化，按顺序依次对各桥进行控制，称为顺序控制。不能降低输入电流谐波，但是总功率因数可以提高。我国电气机车的整流器大多为这种方式。