单相及三相半控桥式电路中的参数计算
参变量直流电压输出率rU是在某一触发延迟角下输出的直流平均电压与触发延迟角为零时直流平均电压的比值。对单相半控桥式电路,其直流输出电压为
(3-24)
而对三相半控桥式整流电路,则有
(3-25)
可以看出,不论是单相半控桥式电路还是三相半控桥式电路,其直流电压输出率都为
(3-26)
图3-11据此绘出了直流电压输出率与触发延迟角的关系曲线。
图3-11 半控桥式整流电路直流 图3-12 半控桥式整流电路的功率
电压输出率与触发延迟 因数曲线 1——单相半控桥式整流电路
角的关系曲线 2——三相半控桥式整流电路
基波因数、位移因数和功率因数也可用与前述类似的方法推导。表3-1总结给出了半控桥式整流电路的基波因数、位移因数和功率因数计算公式。图3-12还给出了功率因数的曲线。可以看出,不论单相还是三相,位移因数和功率因数都是随着触发延迟角的增大而减小的。
表3-1 半控桥式整流电路交流侧性能指标计算公式
计及换相过程但忽略直流侧电流的脉动,就是考虑交流侧电抗不为零,但直流电感仍看作无穷大。这里以三相桥式整流电路为例进行介绍。
计及换相过程时三相桥式整流电路如图3-13所示,LB为各相交流侧电感。仍如3.1.1.2节考虑电源为三相平衡正弦电压,去V6导通,从V5向V1换相的情况,如图3-13b所示。以触发延迟角α处为时间零点,则有
图3-13 计及换相过程但忽略直流侧电流脉动时的三相桥式整流电路及其波形
(3-27)
换相过程应满足如下方程:
(3-28)
求解这组方程并不困难,有关整流电路原理的书一般都有详细论述。可以求得
(3-29)
式中 XB——交流侧电抗,XB=ωLB。
另外,还可得到如下关系式:
(3-30)
式中 γ——换相重叠角。
考虑到三相桥式电路最大输出电压和交流侧电抗引起的直流侧压降分别为
(3-31)
(3-32)
关系式(3-30)又可写为
(3-33)
至此,交流侧电流各段时间的表达式已经可以写出,以a相电流的正半周为例,其表达式如表3-2所示。