问题30 三相桥式全控整流电路的工作原理是怎样的？

在各种整流电路中，目前应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路，其原理图如图3-22所示。它的基本工作原理分析如下：

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。

图3-22 三相桥式全控整流电路

以下分析带电阻负载时的工作情况。

①当α=0°时，各晶闸管均在自然换相点处换相。为了分析方便，把一个周期等为6段，每段为60°，每一段中导通的晶闸管及输出整流电压的情况见表3-1。由该表可知，6个晶闸管的导通顺序为VT₁—VT₂—VT₃—VT₄—VT₅—VT₆。

表3-1 三相桥式全控整流电路触发延迟角α=0°时晶闸管工作情况

当α=0°时，晶闸管承受的电压波形如图3-23a所示。图中仅给出了VT₁的电压波形。图3-23a中还给出了晶闸管VT₁流过电流i_VT的波形。

②当触发延迟角α改变时，电路的工作情况将发生变化。图3-23b给出了α=30°时的波形。从ωt₁开始把一个周期等分为6段，每段为60°，与α=0°时的情况相比，一个周期中u_d波形仍由6段线电压构成，每一段导通晶闸管的编号等仍符合表3-1的规律。区别在于，晶闸管起始导通时刻推迟了30°，组成u_d的每一段线电压又因此推迟了30°，u_d平均值降低，晶闸管电压波形也相应发生了变化。图中同时给出了变压器二次侧a电流i_a的波形。

③如图3-23c给出了α=60°的波形电路工作情况，仍可以对照表3-1分析。u_d波形中每段线电压的波形继续向后移，u_d平均值继续降低。当α=60°时u_d出现了为零的点。由以上分析可见，当α≤60°时，u_d波形均连续，对于电阻负载，i_d波形与u_d波形的形状是一样的，也连续。

④当α＞60°时，如α=90°时，电阻负载情况下的工作波形如图3-23d所示。此时u_d波形每60°中有30°为零，这是因为电阻负载时i_d波形与u_d波形一致，一旦u_d至零，i_d也降至零，流过晶闸管的电流即降至零，晶闸管关断，输出整流电压u_d为零，因此u_d波形不能出现负值。图3-23d中还给出了晶闸管电流和变压器二次电流的波形。

图3-23 三相桥式全控整流电路图

⑤如果α继续增大至120°，则整流输出电压u_d波形将全为零，其平均值也为零，可见带电阻负载时三相桥式全控整流电路α的移相范围是0°～120°。