电源 三相桥式全控整流电路 阻感负载 触发模块同步电路 触发信号 集成触发器
图1-1 三相桥式全控整流电路结构图
二、主电路的设计及器件选择
实验参数设定负载为220V、305A的直流电机，采用三相整流电路，交流测由三相电源供电，设计要求选用三相桥式全控整流电路供电，主电路采用三相全控桥。
2.1 三相全控桥的工作原理
如图2-1所示，为三相桥式全控带阻感负载，根据要求要考虑电动机的电枢电感与电枢电阻，故为阻感负载。习惯将其中阴极连接在一起的3个晶闸管称为共阴极组；阳极连接在一起的3个晶闸管称为共阳极组。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
图2-1 三相桥式全控整流电路带电动机（阻感）负载原理图
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相电源相接的3个晶闸管分别为VT4、VT6、VT2。晶闸管的导通顺序为 VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6。变压器为??Y型接法。变压器二次侧接成星形得到零线，而一次侧接成三角形避免3次谐波流入电网
2.1.1 三相全控桥的工作特点
⑴ 2个晶闸管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组 各1个，且不能为同1相器件。
⑵ 对触发脉冲的要求：
按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差共阴极 组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差
。
。
。
同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6， VT5与VT2，脉冲相差180。
⑶ ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样, 故该电路为6脉波整流电路。
⑷ 晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同。
2.1.2 阻感负载时的波形分析
三相桥式全控整流电路大多用于向阻感负载和反电动势阻感负载供电（即用于直流电机传动），下面主要分析阻感负载时的情况，因为带反电动势阻感负载的情况，与带阻感负载的情况基本相同。
当α≤60度时，ud波形连续，电路的工作情况与带电阻负载时十分相似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压ud波形、晶闸管承受的电压波形等都一样。区别在于负载不同时，同样的整流输出电压加到负载上，得到的负载电流 id 波形不同，电阻负载时 ud 波形与 id 的波形形状一样。而阻感负载时，由于电感的作用，使得负载电流波形变得平直，当电感足够大的时候，负载电流的波形可近似为一条水平线。图2-2和图2-3分别给出了三相桥式全控整流电路带阻感负载α=0度和α=30度的波形。
图2-2中除给出ud波形和id波形外，还给出了晶闸管VT1电流 iVT1 的波
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形，可与带电阻负载时的情况进行比较。由波形图可见，在晶闸管VT1导通段，iVT1波形由负载电流 id 波形决定，和ud波形不同。
图2-3中除给出ud波形和 id 波形外，还给出了变压器二次侧a相电流 ia 的波形。
图2-2 触发角为0°时的波形图 图2-3 触发角为30°时的波形图
当α＞60度时，阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同，电阻负载时ud波形不会出现负的部分，而阻感负载时，由于电感L的作用，ud波形会出现负的部分。图2-4给出了α=90度时的波形。若电感L值足够大，ud中正负面积将基本相等，ud平均值近似为零。这说明，带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的α角移相范围为90度。
图2-4 触发角为90时的波形图
2.2 参数计算
2.2.1 整流变压器额定参数的计算：
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1.当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负载α≤60°时）的平均值为：
U2?/3??d?1?/3??/3??6U2sin?td(?t)?2.34U2cos?
取α=60°时，带入Ud=200V，Id=100A，求得：
U2=Ud/(2.34cos60°) =200V/(2.34×0.5) =170.94V
负载阻值：
R=Ud/Id =200V/100A =2Ω
2.变比计算：
整流变压器一次侧线电压U1=380V，二次侧相电压U2=170.94V，因此： K=U1/U2=380V /170.94V=2.22≈2
3.整流变压器一次侧和二次侧的相电流计算： 由于变压器的二次侧采用星形接法，则：
I22?3Id?0.816Id?0.816?100A=81.6A
I1=I2/K=81.6A/2=40.8A4.变压器容量的计算： 变压器的初级容量：S1=3U1I1
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