第三章 ACDC变换电路3Word格式文档下载.docx
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例3-63电感性负载三相桥式半控整流电路,如VT3管无触发脉冲,试画出,时的波形。
当VT3管无触发脉冲时,凡是W字头的线电压如、等均不导通。
时的波形如图3-31b打斜线部分所示。
时的波形如图3-31c打斜线部分所示。
图3-31例3-63图
例3-64三相半波可控整流,能否如图3-32所示只用一套触发器,每隔120º
送出触发脉冲,使电路工作?
能工作。
因为虽然三个晶闸管同时加触发脉冲,只有阳极电压最高相所接的晶闸管导通,其余两个晶闸管受反压时阻断。
但是,移相范围只有120º
,达不到150º
移相的要求。
图3-32例3-64图图3-33例3-65图
例3-65现有单相半波、单相桥式、三相半波三种电路,负载电流都是40A,问串在晶闸管中的熔断器电流是否一样大?
为什么?
单相半波时,流过熔断器电流为正弦半波(考虑情况),所以,,,熔断器按有效值62.8A来选择。
单相桥式可控整流时,流过熔断器电流为正弦半波,,熔断器按有效值31.4A选择。
三相半波可控整流时,流过熔断器的电流波形如图3-33所示,该电流有效值为
熔断器按23.5A来选择。
例3-66分别画出三相半波可控整流电路电阻负载和大电感负载在α为60°
、90°
的输出电压和晶闸管电压、电流、变压器二次电流i2的波形图。
晶闸管导通角各为多少?
输出电压各为多少?
(1)电阻性负载
α=60°
时,输出电压和晶闸管电压、电流波形参阅教材P48中的图3-4,其中晶闸管电流波形可在图3-4(c)中读出,变压器二次相电流i2的波形图与相对应相的晶闸管电流波形相同。
α=90°
时,可参照上述波形,将控制角α移至90°
处开始即可,晶闸管仍导通至相电压正变负的过零点处。
由于α>
30°
时,ud波形断续,每相晶闸管导电期间为α至本相的正变负过零点,故有
晶闸管导通角为 θ=π-α-30°
整流输出电压平均值
当α=60°
时,θ=90°
,Ud=0.675U2。
当α=90°
时,θ=60°
,Ud=0.675U2[1-0.5]=0.3375U2。
(2)大电感负载
时,输出电压和晶闸管电压、电流波形参阅教材中的图,变压器二次相电流i2的波形图与相对应相的晶闸管电流波形相同。
处开始即可,但晶闸管导通角仍为θ=120°
。
由于大电感负载电流连续,则
晶闸管导通角为 θ=120°
整流输出平均电压为
时,θ=120°
,Ud=1.17U2cos60°
=0.585U2。
,Ud=1.17U2cos90°
=0
例3-67三相半波可控整流电路向大电感性负载供电,已知U2=220V、R=11.7Ω。
计算α=60°
时负载电流id、晶闸管电流iV1、变压器副边电流i2的平均值、有效值和晶闸管上最大可能正向阻断电压值。
改为电阻负载,重复上述计算。
(1)大电感负载
(V)
负载电流平均值为
(A)
负载电流有效值为
晶闸管电流的平均值为
(A)
晶闸管电流的有效值为
(A)
变压器二次电流平均值为
变压器二次电流有效值为
(A)
三相半波可控整流电路可能出现的最大正向阻断电压为
(V)
时的实际正向阻断电压为
(2)电阻性负载
由于α>
时,Ud波形断续,每相晶闸管导电期间为α至本相的正变负过零点,故有
(V)
(A)
≈16.3(A)
(A)
≈9.4(A)
(A)
(A)
由于α>
,负载电流出现断续,所以,电路可能出现的最大正向阻断电压为
(V)
例3-68某电解装置系电阻性负载,要求输出电压Ud=220V,输出电流Id=400A,采用经整流变压器的三相半波可控整流电路,电源是三相380V的交流电网,考虑αmin=30°
,估算此时整流变压器的次级容量S2,并与α=0°
时的次级容量S20作比较,然后加以说明。
最后选择晶闸管。
由于α≤30°
,整流输出平均电压
则
(1).当α=αmin=30°
时,=(V)
(Ω)
变压器二次相电流有效值为
=(A)
则S2=3U2I2=3×
217.1×
250.3=163020.4(VA)≈163(KVA)
(2).当α=0°
时,
(V)
则
(A)
则S20=3U20I20=3×
188×
234.6=132314.4(VA)≈132.3(KVA)
从上可见,S2>
s20。
说明可控整流电路的设计,应尽量使其在较小的控制角α下运行。
这样,在输出同样大小负载电流时,使整流晶闸管电流和变压器二次电流、电压的有效值较小,可降低器件和变压器的额定容量。
由于晶闸管电流的有效值IV1=I2=250.3A
当不考虑安全裕量时IVEAR=IV1/1.57=250.3/1.57=159.4(A)
晶闸管承受的最高电压峰值为(V)
按裕量系数2
2×
159.4=318.8(A)
531.8=1063.6(V)
选择额定通态平均电流为400A,额定电压为1200V的晶闸管。
例3-69在三相半波可控整流电路中,如果控制脉冲出现在自然换相点以前,可能出现什么情况,能否换相?
画出波形图分析说明。
出现在换相点之前的触发脉冲,不能完成晶闸管的换相。
电阻负载波形图参阅教材P47中的图中的图,当触发B相晶闸管V12的触发脉冲2出现在自然换相点S之前时,则B相晶闸管V12承受反向电压不能导通,A相晶闸管V11将继续导通至该相相电压过零点,id波形中的iV12及其与之对应部分的输出电压ud波形均为零。
大电感负载的波形参阅教材中的图,当触发B相晶闸管V12的触发脉冲出现在自然换相点S之前时,则B相晶闸管V12承受反向电压不能导通,不能完成换相,此期间iV12的波形为零。
而A相晶闸管V11将继续导通至该相相电压过零点,并进入负半周,直到c相晶闸管V13的触发脉冲到来,V13被触发导通为止。
与之对应部分的输出电压ud波形进入交流电源的负半周,正半周的波头不再存在。
例3-70在有交流电感时的三相半波可控整流电路:
(1)换流期间交流电抗上的压降有什么规律?
(2)换流期间输出点的电压呈现什么规律?
(3)以一对元件换流为例来说明上述规律。
(4)以交流一相为例写出换流压降的表达式。
(5)分别描述α=30°
和60°
时整流输出电压波形图。
(6)写出交流电抗对输出电压平均值影响的表达式。
(1).换流期间交流电抗上的压降为参与换流(换相)的二相的线电压的1/2。
(2)换流期间输出点的电压瞬时值为参与换流(换相)的二相相电压之和的1/2。
(3).以A相的晶闸管V11向B相的晶闸管V12换流为例,换流期间输出点的电压瞬时值为:
(4).以A相的晶闸管V11向B相的晶闸管V12换流为例,换流期间交流电抗上的压降,即换流压降为:
(5).α=30°
时整流输出电压波形,参阅教材中的,α=60°
时整流输出电压波形参照教材中的图,移至α=60°
起始即可,但波形延至每相晶闸管导通角为θ=120°
+γ。
其中,γ为换相重叠角。
(6).换流期间交流电抗上的压降,即换流压降的影响将使输出电压平均值下降,输出平均电压将为
例3-71三相半波可控整流对直流电动机电枢供电,时,理想空载转速,问时为多少?
当直流并励电动机中磁通保持恒定时,,对应的理想空载转速为
例3-72三相半波可控整流电路,三只晶闸管都不触发时,晶闸管两端电压波形是怎样的?
三相半波可控整流电路当三只晶闸管都不触发时,无输出电流。
晶闸管阴极与零线等电位,所以晶闸管两端电压波形为该相交流电压波形。
例3-73三相半波电路如图3-34a所示,将变压器二次绕组分为两段,接成曲折接法。
每段绕组电压为100V,试求:
①变压器铁心有没有直流磁化?
②晶闸管上承受的最大电压为若干?
图3-34例3-73图
①采用两段曲折接法后,相量图如图图3-34b所示。
因为U和U’,V和V’,W和W’分别绕在同一个铁心柱上,在一个周期内,流过两绕组的电流方向相反、大小相等,直流磁动势互相抵消,所以不存在直流磁化。
②因每段绕组电压为100V,以U相为例,总的交流电压为+U与一W相电压叠加,两者相位差为60。
,所以合成电压为√3×
100V=173V。
例3-74图3-35a为两相零式可控整流电路,直接由三相交流电源供电。
①画出晶闸管延迟角、时波形。
②晶闸管的移相范围多大?
③,
④导出的计算公式。
图3-35例3-74图
①图3-35b打斜线部分为时波形。
图3-35c打斜线部分为时的波形。
②晶闸管VT移相范围为0~150º
③时
时
④时
例3-75三相半波可控整流电阻性质负载,画出时,晶闸管VT1两端的电压波形,从波形上看晶闸管承受最大正反向电压为多少?
图3-36为晶闸管VT1所承受的电压波形。
当时,晶闸管承受最大正向电压为承受反向最大电压为。
图3-36例3-75图
例3-76在三相半波整流电路中,如果a相的触发脉冲消失,试绘出在电阻性负载和电感性负载下整流电压的波形。
假设,当负载为电阻时,的波形如下:
图3-37例3-76图
当负载为电感时,的波形如下:
图3-38例3-76图
例3-77三相半波整流电路,可以将整流变压器的二次绕组分为两段成为曲折接法,每段的电动势相同,其分段布置及其矢
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- 第三章 ACDC变换电路3 第三 ACDC 变换 电路