三相全控可控硅整流桥空载输出电压的探讨.pdf

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1、三相全控可控硅整流桥空载输出电压的探讨周尚军武汉洪山电工科技有限公司带桥臂RC阻容吸收的三相全控可控硅整流桥本文试图探讨带有桥臂RC阻容吸收的三相全控可控硅整流桥在空载工况的直流侧输出电压。通常情况下，针对三相全控可控硅整流桥在空载工况的直流侧输出电压，有两种说法：一种说法为Ud=1.35U~*cosα，一种说法为Ud=0。其中U~为整流桥交流侧线电压/阳极电压有效值，α为可控硅整流桥控制角，Ud为直流侧输出电压。以下根据三相全控整流桥电路主要元器件的电气特性和电气参数进行分析。1、假设某一时刻，Ua>Ub>Uc，且A/C两相均有触发脉冲。

2、则有如下的4个电流通路可以构成回路。上半桥：Q3/Q5阻断，Q1导通，UaÎQ1ÎC3ÎR3ÎUbUaÎQ1ÎC5ÎR5ÎUc下半桥：Q4/Q6阻断，Q2导通，UaÎR4ÎC4ÎQ2ÎUcUbÎR6ÎC6ÎQ2ÎUcUd+=Ua-Vt≈UaUd-=Uc+Vt≈UcUd=(Ud+)-(Ud-)=Ua-Uc-2Vt≈Ua-Uc=Uac其中，Vt为可控硅通态管压降，可以忽略。2、假设某一时刻，Ua>Ub>Uc，且A/B两相均有触发脉冲。则有如下的4个电流通路可以构成回路。上半桥：Q3/Q5阻断，Q1导通，UaÎQ1ÎC3ÎR3ÎUbUaÎQ1ÎC

3、5ÎR5ÎUc下半桥：Q4/Q2阻断，Q6导通，UaÎR4ÎC4ÎQ6ÎUbUaÎR4ÎC4ÎC2ÎR2ÎUcUd+=Ua-Vt≈UaUd-=Ub+Vt≈UbUd=(Ud+)-(Ud-)=Ua-Ub-2Vt≈Ua-Ub=Uab其中，Vt为可控硅通态管压降，可以忽略。3、假设某一时刻，Ua>Ub>Uc，且B/C两相均有触发脉冲。则有如下的4个电流通路可以构成回路。上半桥：Q1/Q5阻断，Q3导通，UaÎR1ÎC1ÎC5ÎR5ÎUcUbÎQ3ÎC5ÎR5ÎUc下半桥：Q4/Q6阻断，Q2导通，UaÎR4ÎC4ÎQ2ÎUcUbÎR6ÎC6ÎQ2Î

4、UcUd+=Ub-Vt≈UbUd-=Uc+Vt≈UcUd=(Ud+)-(Ud-)=Ub-Uc-2Vt≈Ub-Uc=Ubc其中，Vt为可控硅通态管压降，可以忽略。对于Ua>Uc>Ub/////Ub>Ua>Uc/////Ub>Uc>Ua/////Uc>Ua>Ub/////Uc>Ub>Ua的五种情况下，采取与上述类似的分析方法计算整流桥电压Ud，可得相似的结论。小结：三相全控整流桥在空载工况下，可控硅维持导通时，整流桥空载输出电压Ud等于整流桥带纯电阻负载时输出电压。Ud=1.35*U~*cosα，α≤π/3；Ud=1.35*U~*[1+cos(

5、α+π/3)]，α>π/3条件：不同相的RC阻容支路与可控硅SCR元件组成的R-C-SCR串联回路电流大于可控硅维持电流IH/擎住电流IL，而且可控硅触发脉冲持续不切除。以下核算不同相的RC阻容支路与可控硅SCR元件组成的R-C-SCR串联回路电流与可控硅维持电流IH/擎住电流IL的相对大小。22不同相R-C-SCR串联回路阻抗Z=+(1/ωCR)≈1/ωC=1/2πfCI=Uline/Z≈Uline*(ωC)=Uline*2πfC通常情况下，桥臂RC回路电阻R=十欧姆至几十欧姆，电容C=0.25~0.5~1~2uF，励磁变压器副边线电压U

6、line=几百伏特至一千伏特。如果C=0.25uF，Uline=1000V，则I=78.54mA；如果C=0.5uF，Uline=1000V，则I=157mA；如果C=1uF，Uline=1000V，则I=314mA；如果C=2uF，Uline=1000V，则I=628mA。可见不同相的R-C-SCR串联回路电流I与可控硅维持电流IH/擎住电流IL的相对大小基本在同一数量级，在整流桥负载切除后，不同相R-C-SCR临时组成的串联回路极易维持可控硅的连续长期导通。所以对于高阳极电压Uline和吸收电容容量C较大的中大型/巨型发电机组，三相全控

7、桥的空载输出电压既不一定等于0，也不一定等于带励磁绕组/电感性负载时的整流输出电压值1.35*U~*cosα。如果阳极电压Uline较低，RC支路电容C较小，导致R-C-SCR串联支路电流I

8、表达式分如下三种情况：1、三相全控整流桥在空载工况下，如果阳极电压Uline较高，RC支路电容C较大，导致R-C-SCR串联支路电流I>IH&&I>IL，可控硅维持导通时，整流桥