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1、1主电路的原理1。1主电路其原理图如图1所示。VT1 VT3 VT5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VT1-VT2 -VT3 - VT4 - VT5 - VT6.1.2主电路原
2、理说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a =0o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。UEL UaL/. /1 lb UgX：/1 A0瞄i Ud ,Li 1 f 1、I。 I 、I *c- |t i、i .| | /| | f:i ii m iv v v1 Uab1 UaG1
3、 Ubb Uba1 Uca1 Lk/I*|、/1 s/ X 1 1 X 1 A 1 X 1 *侦也食b i Uab1 Uigv w *，1 力 1Q1111111111A A 、Y) E0:3丸 /I J * (XXX1 f1i1111 111111411L八i，、1 / W j4iiiiiiiiiA ，七1 VI 1 AE 、，j111Ikll1 fi y111A A , X! Y! V 7 七，p / 111111 、:X*-01111111111111111111111111 1111 ni11111111国t11:_:_: : :_:_1111111111: : :1111111图 2
4、反电动势a =0o时波形a=0o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 = udl- ud2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（
5、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60。，如图2所示，每一段中导通
6、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VT1VT2VT3VT4VT5 VT6。表1三相桥式全控整流电路电阻负载a=0。时晶闸管工作情况时段IIIIIIIVVW共阴极组中导通的晶闸管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共阳极组中导通的晶闸管VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流输出电压 ud&ub=uab&uc=uacub uc =ubcub- ua =ubauc ua=ucaucub =ucb图3给出了 a=30o时的波形.从3t1角开始把一个周期等分为6段，每段 为60。与a=0。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
7、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 30。，组成ud的每一段线电压因此推迟30。，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120。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。%UbLk%DOT)0瞄：j iUab：Uifi11as UR11 r 山血be1 U 内 1 /V IIf/ V VI;Ueb ； Uab1 U*LMX -illillillill3G| 1 1 1V V V
8、 .0A JIL / | T r iX: h 1fi l * i x :f/yA 1 /X -1 -k、l f、 i jd 5 i *i / * (X 111ti 尸 4 ，i A f k f X XJJ*idJl 1iii.illi1111111111111111111111111、0111111.III1r上1ijiiiii*iii*1 111111111111111111110 1扇图3 a=30o时的波形由以上分析可见，当aW60o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a60。时，如a =90。时电阻负载情况下的工作波形如图4
9、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a角的移相范围为90度.U扣T *=90Ua -4UbUcH J.K一 eX011 1 L MJtl乂01111 1/乂 eUd:!I !II!III!1V!V：V1：:I I I I I I I I dab Uac Jbc Uba ；Uea UcbUab Uac 1I / 11 /I、 J I f、卜，、f i/；、，i/ 1 vUmi j :iJUac111:gVyUNr i I i A i A
10、 i . i1 / i i / A1A *.、/xVxvc?vTX J % i /% i / i/ Y i j 11/ / . /.1 Z ,.jT-L.k. Lii# .A 1：，i j / ，i、/ U#f. j i yXXX.i/A1图4a=90o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=-；（JanJT立口3= 234tAcosflr平均
11、值为。(41)2.2输出波形的分析时的输出波形如图11所示。di 村-3)UUbLk：i m mWIvMUd0cj t图11整流电路的输出波形如图11所示，从t时刻开始把一个周期等分为6份，在Wt1时刻I 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
12、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 阴极组输出电压与共阳极组输出电压的差即Ud=Ud1Ud2(49)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。三相交流电存储装置图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a使a90，这时候整流电路工作在整流状态，三相交流点存储装置向M供 电使M工作在电动状态，电能转换为动能带动汽车行驶。当电机M能量过剩时时，调节a角使a 90。，使输出直流电压Ud平均值为负值，且IEmlIUdl，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.
