三相桥式全控电路分析 对于三相桥式全控整流电路，其工作原理如图 1.3 所示，习惯将其中阴极连 接在一起的三个晶闸管（ VT1 , VT3 , VT5 ）称为共阴极组；阳极连接在一起的的三 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 1.3 的顺序编号。

  为了保证电路合闸后能工作，或在电流断续后再次工作，每个星接或者角接电路 必须有两个晶闸管同时导通，对将要导通的晶闸管施加触发脉冲，由于星接和角 接只是相位不同，原理相同都是三相桥式可控电路，故以下只要对其中一种进行 研究即可。

  单相半波可控整流电路、单相桥式全控整流电路、单相全波可控整流电路、 单相桥式半控整流电路、三相半波可控整流电路、三相不可控整流电路、三相桥 式全控整流电路、三相桥式半控整流电路，都不适用于大功率整流电路，所以本 次设计没有采用。

  带平衡电抗器的双反星形可控整流电路、串联 12 脉波全控整流电路、并联 12 脉波全控整流电路，都适用于大功率整流，但带平衡电抗器的双反星形可控 整流电路多适用于需要输出低电压大电流的装置。对于交流输入电流来说，采用 串联 12 脉波整流电路和并联 12 脉波整流电路的效果是相同的。

  在三相桥式整流电路中，晶闸管所承受最大反向电压值为 6U 2 , U 2 为二次 侧相电压有效值。

  根据以上分析比较，本次设计采用移相 30 串联二重联结电路即 12 脉波整流 电路比较适合。

  整流电路主要由触发电路、保护电路和整流主电路组成。根据设计任务，将 三相 10kV 交流电源经变压器变压，再经整流电路整流输出带脉动的直流电，其 中保护电路为保证此整流电路安全可靠的工作，驱动电路是整流电路的触发电

  法：一种是使脉冲宽度大于 600 （一般取 800 ～1000 ），称为宽脉冲触发；另一种

  路，控制整流后输出直流电压 Ud 在 0～600V 连续可调。 在此设计中采用串联 12 脉波整流，方框图如图 2.1 所示。

  3 个相差120 的三相电源电压，能够最终靠变压器的适当联结，能轻松的获得一组 相位依次相差 60 的六相电源电压，从而得到六相整流电压。为获得 12 脉波整 流装置，需要的到十二相电源，采用方法如图 2.2 所示。

  由于可控整流装置用来驱动电解电路，会造成交流侧的高次谐波，对电网 的干扰严重，且电路要求输出脉波不小于 12。采用 12 脉波全控整流电路（多重 化整流电路），这种整流电路的功率因数较高，对减少电网中的谐波干扰十分有 效，可以轻松又有效地消除电力系统中较高次数的谐波。

  并联 12 脉波全控整流电路带有平衡电抗器，而串联 12 脉波全控整流电路则 没有，其对材料的消耗大于串联 12 脉波全控整流电路，在当今世界上有色金属 资源有限的情况下，这是不利的，其成本也比串联 12 脉波全控整流电路高，而 且其接线 脉波全控整流电路复杂。

  所以，星接三相全控整流电路的晶闸管应选取 3000A、1200V 的晶闸管，型 号由网上查得为 KP3000—1200。

  二、二次侧为角接三相全控整流电路的晶闸管的选取 对于二次侧采用角接的整流电路其晶闸管的参数有以下计算得出晶闸管的 有效值：

  为简单起见，在分析整流电路工作时，认为晶闸管（SCR）为理想器件，即 晶闸管导通时其管压降等于晶闸管阻断时其漏电流等于 0。假设将电路中晶闸管 换为二极管，这样的一种情况就等于触发角为  0 时的情况。此时共阴极组的三个 晶闸管，阳极所接交流电压值最大的一个导通。而共阳极组则是阴极所接交流电 压最小的一个导通。此时电路电压工作波形如图 1.4 所示。

  该电路采用双列直插 C—16 线白瓷和黑瓷两种外壳封装，外观尺寸按电子工

  KJ041 六路双脉冲形成器是三相全控桥式触发线路中必备的电路，具 有双脉冲形成和电子开关控制封锁功能。使用 2 块有电子开关控制的 KJ041 电路组成逻辑控制，适用于正反组可逆系统。

  KJ041 电路内部原理图如下，图中输出端如果接 3DK4 作功率放大， 可得到 800mA 的触发脉冲电流。使用 2 块 KJ041 电路相应输人端并联，二个 控制端分别作为正反组控制输入端，输出接 12 个功率放大管，这样就可组成 一个 12 脉冲正反组控制可逆系统，控制端逻辑“0”电平有效。

  位差为 30 ，所以将两相位差为 30 的三相桥式全控电路电压波形叠加即可得到

  串联 12 脉波全控整流电路电压波形（如图 2.5 所示），其中粗红线为Ud 实心点 为 a，b，c 自然换相点，空心点为 a ， b ， c 的自然换相点。

  代替宽脉冲，两个窄脉冲的前沿相差 600 ，脉宽一般为 200 ～ 300 ，称为双脉冲触

  在三相桥式整流电路中，晶闸管所承受最大反向电压值为 6U 2 , U 2 为二次 侧相电压有效值。

  所以，星接三相全控整流电路的晶闸管应选取 3000A、2000V 的晶闸管，型 号由网上查得为 KP3000—2000。

  变压器的一次侧和两组二次侧绕组的匝数比为 1: 1: 3 对波形 IA 进行傅里叶分析，基波幅值 Im1 和 n 次谐波幅值 Imn 分别如下：

  应用最为广泛的整流电路有：单相半波可控整流电路、单相桥式全控整流电 路、单相全波可控整流电路、单相桥式半控整流电路、三相半波可控整流电路、 三相不可控整流电路、三相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、带平衡 电抗器的双反星形可控整流电路、串联 12 脉波全控整流电路、并联 12 脉波全控 整流电路。

  相对于电机和继电器，接触器等控制器而言，电力电子器件承受过电流和过 电压的能力要弱得多，极短时间的过电流和过电压就会把器件永久性的损坏。但 又不能完全根据装置运行时也许会出现的暂时过电流和过电压的数值来确定器件 参数，必须充分的发挥器件应有的过载能力。因此电力电子电路中过电压和过电流 的保护设施是必不可少的，有时还要采取多重的保护措施。

  图 1.2 是移相构成串联 2 重联结电路的原理图，整流变压器二次侧绕组分别 采用星形和三角形接法，使两组三相交流电源间相位错开，其大小相等，从而使

  输出整流电压在每个交流电源周期中脉动 12 次。因为绕组接法不同，变压器一 次绕组和二次绕组的匝数比为。可将桥 I 和桥 II 看成两相同 3 相桥串联而成， 只是两桥间相位相差。

  则星变压器相电流有效值为： 由副边要求 Id=5000A 的变压器相电流有效值为: