触发延迟的傅里叶级数计算
图3-53给出了触发延迟角为30°、60°和120°时的波形和各晶闸管导通区间的示意,分别作为这三段移相范围的典型示例,由于是电阻性负载,负载相电流波形(也即电源电流波形)与负载相电压波形相同。表3-5列出了触发延迟角在各段时a相负载电压半周波中各区间波形的起止时刻及电压值。
表3-5 电阻负载时移相控制三相三线星形联结调压电路a相
负载电压半周波中各区间波形的起止时刻和电压值
同单相电路一样,既然已知了负载相电压的表达式,就可以对其进行傅里叶分解,并写为傅里叶级数的形式。如a相负载电压既可写为
从而可得到电流的傅里叶级数形式如下:
(3-115)
式中,R为各相负载电阻,而上式各项的系数随触发延迟角α所处控制段的不同而具有不同的表达式。
(1)0≤α<π/3时
(3-116)
(3-117)
(3-118)
(3-119)
(2)π/3≤α<π/2时
(3-120)
(3-121)
(3-122)
(3-123)
(3)π/2≤α<5π/6时
(3-124)
(3-125)
(3-126)
(3-127)
在式(3-118)、式(3-119)、式(3-122)、式(3-123)、式(3-126)和式(3-127)中
n=6k±1 (k为正整数)
这是因为三相三线的对称电路中不能流通3倍次谐波电流,另外由于电流波形是半波对称的,所以也不含偶次谐波。
根据以上系数表达式,代入式(3-105)~式(3-107)中即可求出电流基波的有效值、初相角和各次谐波有效值的表达式,只是要注意这里n=6k±1(k为正整数)。此外,输入电流的有效值可通过其定义进行计算,其表达式如表3-6所示。