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三相桥式整流电路
来源:艾特贸易2018-05-11
简介很多电力电子设备采用三相交流电源供电,三相整流电路可以将三相交流电转换成直流电。三相桥式整流电路是一种应用很广泛的三相整流电路。三相桥式整流电路如图 2-3 所示。 (1)
很多电力电子设备采用三相交流电源供电,三相整流电路可以将三相交流电转换成直流电。三相桥式整流电路是一种应用很广泛的三相整流电路。三相桥式整流电路如图2-3所示。
(1)工作原理。在图2-3(a)中,L1、L2、L3三相交流电压经三相变压器T的一次绕组降压感应到二次绕组U、V、W上。6个二极管VD1~VD6构成三相桥式整流电路,VD1~VD3的3个阴极连接在一起,称为共阴极组二极管,VD4~VD6的3个阳极连接在一起,称为共阳极组二极管。
图2-3 三相半波整流电路
(a)电路;(b)波形
电路工作过程说明如下:
1)在t1~t2期间,U相始终为正电压(左负右正)且a点正电压最高,V相始终为负电压(左正右负)且b点负电压最低,W相在前半段为正电压,后半段变为负电压。a点正电压使VD1导通,E点电压与a点电压相等(忽略二极管导通压降),VD2、VD3正极电压均低于E点电压,故都无法导通;b点负压使VD5导通,F点电压与b点电压相等,VD4、VD6负极电压均高于F点电压,故都无法导通。在t1~t2期间,只有VD1、VD5导通,有电流流过负载RL,电流的途径是:U相线圈右端(电压极性为正)→a点→VD1→RL→VD5→b点→V相线圈右端(电压极性为负),因VD1、VD5的导通,a、b两点电压分别加到RL两端,RL上电压UL的大小为Uab(Uab=Ua-Ub)。
2)在t2~t3期间,U相始终为正电压(左负右正)且a点电压最高,W相始终为负电压(左正右负)且c点电压最低,V相在前半段负电压,后半段变为正电压。a点正电压使VD1导通,E点电压与a点电压相等,VD2、VD3正极电压均低于E点电压,故都无法导通;c点负电压使VD6导通,F点电压与c点电压相等,VD4、VD5负极电压均高于F点电压,都无法导通。在t2~t3期间,VD1、VD6导通,有电流流过负载RL,电流的途径是:U相线圈右端(电压极性为正)→a点→VD1→RL→VD6→c点→W相线圈右端(电压极性为负),因VD1、VD6的导通,a、c两点电压分别加到RL两端,RL上电压UL的大小为Uac (Uac=Ua-Uc)。
3)在t3~t4期间,V相始终为正电压(左负右正)且b点正电压最高,W相始终为负电压(左正右负)且c点负电压最低,U相在前半段为正电压,后半段变为负电压。b点正电压使VD2导通,E点电压与b点电压相等,VD1、VD3正极电压均低于E点电压,都无法导通;c点负电压使VD6导通,F点电压与c点电压相等,VD4、VD5负极电压均高于F点电压,都无法导通。在t3~t4期间,VD2、VD6导通,有电流流过负载RL,电流的途径是:V相线圈右端(电压极性为正)→b点→VD2→RL→VD6→c点→W相线圈右端(电压极性为负),因VD2、VD6的导通,b、c两点电压分别加到RL两端,RL上电压UL的大小为Ubc(Ub-Uc)。
电路后面的工作与上述过程基本相同,在t1~t7期间,负载RL上可以得到图2-3 (b)所示的脉动直流电压UL(实线波形表示)。
在上面的分析中,将交流电压一个周期(t1~t7)分成6等分,每等份所占的相位角为60°,在任意一个60°相位角内,始终有两个二极管处于导通状态(一个共阴极组二极管,一个共阳极组二极管),并且任意一个二极管的导通角都是120°。
(2)电路计算。
1)负载RL的电压与电流计算
理论和实践证明:对于三相桥式整流电路,其负载RL上的脉动直流电压UL与变压器二次绕组上的电压U2有以下关系
UL=2.34U2
负载RL流过的电流为
2)整流二极管承受的最大反向电压及通过的平均电流
对于三相桥式整流电路,每只整流二极管承受的最大反向电压URM就是变压器二次电压的最大值,即
URM=√2×√3U2≈2.45U2
每只整流二极管在一个周期内导通1/3周期,故流过每只整流二极管平均电流为
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