交-直-交变频器的不可控整流电路

    整流电路的功能是将交流电转换为直流电。整流电路按使用的元器件不同分为两种类型，即不可控整流电路和可控整流电路。

    不可控整流电路使用的元件为功率二极管，不可控整流电路按输入交流电源的相数不同分为单相整流电路、三相整流电路和多相整流电路。下面对变频器中应用最多的三相整流电路的工作原理加以说明。

    图4-2所示为三相桥式整流电路，为分析电路工作原理方便，艾特贸易小编以电阻负载为例。

    图4-2    三相桥式整流电路

    三相桥式整流电路共有6只整流二极管，其中VD1、VD3、VD5 3只管子的阴极连接在一起，称为共阴极组；VD4、VD6、VD2 3只管子的阳极连接在一起，称为共阳极组。

    三相对称交流电源uR、uS、uT的波形如图4-3(a)所示，分别接在R、S、T端。共阴极组的二极管哪一个阳极电位最高，哪只二极管优先导通；共阳极组的二极管哪一个阴极电位最低，哪只二极管优先导通。同一个时间内只有2只二极管导通，即共阴极组的阳极电位最高的二极管和共阳极组的阴极电位最低的二极管构成导通回路，其余4只二极管承受反向电压而截止。在三相交流电压自然换相点换流导通。

    把三相交流电压波形在一个周期内六等分，如图4-3(a)中t1、t2、…、t6所示。在0~t1期间，电压uT>uR>uS，因此电路中T点电位最高；S点电位最低，于是二极管VD5、VD6先导通，电流的通路是T→VD5→RL→VD6→S，忽略二极管正向压降，负载电阻RL上得到电压uo=uTS。二极管VD5导通后，使VD1、VD3阴极电位为uT，承受反向电压截止。同理，VD6导通，二极管VD4、VD2也截止。

    在自然换相点t1稍后，电压uR>uT>uS，于是二极管VD5与VD1换流，VD5截止，VD1导通，VD6仍旧导通，即在t1~t2期间，二极管VD6、VD1导通，其余截止，电流通路是R→VD1→RL→VD6→S，负载电阻RL上的电压uo=uRS。

    在自然换相点t2稍后，电压uR>uS>uT，即在t2~ t3期间，二极管VD1、VD2导通，其余截止，电流通路是R→VD1→RL→VD2→T，负载电阻RL上的电压uo=uRT。

    依此类推，得到电压波形如图4-3(b)所示。二极管导通的顺序为：(VD5、VD6)→(VD1、VD6)→( VD1、VD2)→(VD2、VD3)→(VD3、VD4)→( VD4、VD5)→(VD5、VD6)，共阴极组3只二极管VD1、VD3、VD5在t1、t3、t5换流导通；共阳极组3只二极管VD2、VD4、VD6在t2、t4、t6换流导通。一个周期内，每只二极管导通1/3周期，即导通角为120°，负载电阻RL两端电压uo等于变压器二次绕组线电压的包络值，极性始终是上正下负。

    图4-3    三相桥式整流电路的电压波形

    通过计算可得到负载电阻RL上的平均电压为

   Uo=2.34U2    （4-1）

式中，U2为相电压的有效值。

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