变压器漏感对整流电路影响研究

14 《电气开关}(2007．No．6) 文章编号 ：1OO4—289X(2007)O6一OO14一O3 变压器漏感对整流电路影响研究 周立，朴忠学 (辽宁技术大学电气与控制 摘 要：介绍了变压器漏感对整流电路输出直流电压，晶 测出负载电压的波形，晶闸管所承受电压的波形，理论和 关键词：变压器；漏感；整流；晶闸管；波形 中图分类号：TM41 文献标识码：B 工程学院，辽宁 阜新 123000) 闸管承受电压的影响。以三相整流电路为例进行实验，实 实际相符合 ，为准确研究整流 电路打下基础。 Study on Effect of Transformer Leakage Inductance on Rectification Circuit ZH O Li，PIA0 Zhong-- xue (School of Electrical and Control Engineering，Liaoning Engineering University，Fuxin 1 23000， China) Abstract：The effect of transformer leakage on rectification circuit output DC voltage and thyristor voltage is presented．Take three——phase rectification circuit as an example to measure waveforms of load voltage and thyristor voltage．The theory corresponds to reality．It lays foundation for studying the rectification circuit． Key words：transformer~leakage inductance rectification thyristor；waveform． 1 引言 在讨论整流电路工作过程、数量关系及波形图时， 都忽略了交流电源回路的电感，这里主要有变压器漏 感，认为换相过程是瞬间完成的。但实际上，由于变压 器漏感作用，整流电路的换相不能瞬间完成，存在一个 换相过程，产生换相重叠角，对输出直流电压的大小和 波形、晶闸管两端承受电压大小和波形将产生影响。本 文以三相整流电路为例先从理论上进行和研究， 得出相应的结论，之后通过实测得实际波形，证明理论 分析的正确性，理论和实践相符合。 2 三相可控整流电路换相过程分析 三相可控整流电路如图 1(a)，变压器漏感用 厶 (a) ia—Id (b) 图 1 考虑变压器漏感的三相半波整流电路 表示，图 1(b)为电流由a相元件 VT 换到 b相元件 VT。的等值电路。设换相过程整流输出电压为 ，电 路方程为 ： 一 L。 b— Ls d ． 面 十 d d ． 十 d (1) (2) 因为假定负载 电流 ia—Id一常量 ，所 以抉相期 I司 存在下列关系 ： + 一 d，可推出：d ／b 一 一 di． 这样整理前边几个等式可得： 一 = 2L。 dib = 2L。面dib (3) 线电压 一√百Uzsin f，设电路 b相元件自然 换相点恰好在 cot 0处，换相过程初始条件为 cot===口 时，ia一 ，ib—O，可以求得式(3)电路方程的解为： = √ I(cosa--coscot) (4) 一 厶一√ I(cosa--coscot) (5) 式 一 一 维普资讯 http://www.cqvip.com 《电气开关}(2007．No．6) 15 当 ib： 时，ia一0换相过程结束。设换相过程对 应的换相重叠角为 ，则 f—a+ 时，ib~Id，代入(4) 式得：Id=√ 2 I[-cosa--cos(a+ )] 故换相重叠角 为： 7=arc COS(cosa-—兰=_)--a (6) 。^ 2 l 由上式可计算出换相重叠角 ，三相桥整流电路 也是相同的。对上式进行分析得出 随其它参数的变 化规律：① 越大，则 越大；②L 越大，则 越大；③ 当a≤90。时，a越小，则 越大。 在上述换相过程中，整流输出电压瞬时值为： 一 厶警一一L 警一 其中d 为在两个晶闸管中设想的环流。 y △ 一 j口(ub一 )d(cot) r计 = a 吉(Ub--Ua)d(cot) ： L 兽 一 厶 J 山 一 对于三相桥△ 一 6co Ls』T d 可见，换相压降△ 和 a，L 和相数 m成正比， 这里三相半波m为 3，三相桥式的为 6。 换相过程晶闸管端电压波形变得更为复杂，对于 一 相晶闸管而言，采用电位法逐段分析晶闸管端电压 波形时，换相过程使晶闸管本身导通时间延长 37；在 其它两相元件换相时，受线电压波形畸变影响，晶闸管 端电压恰为换相前后其端电压的平均值， v 一÷( + )。随着电流增大，线电压波形畸变严重，当然晶 闸管所承受的电压波形畸变严重。 3 漏抗对三相桥整流电路影响实验研究 实验中分别改变控制角 a和负载电流 a来分析 对 黝， vT的影响。 图 2 图 3 波形图2、3、4、5分别是在 a不变情况下，控制角 a为分别为 90。、60。、30。、0。时的实验波形，从图中明显 看出，当a从 9O。减小到 0。， 和△ a增大，说明成反 比 。 图 4 图 6 图 5 图 7 图 8 图 9 图 6、7、8、9是 a一30。时，负载电流分别为 2A、 4A、8A、12A，U 的实际波形，明显看出 和△ a和 厶 成正 比。 图 11 图 13 图 10、l1、12、13是 d一60。时 ，厶 为 2A、4A、8A、 12A， vT的实验波形 ，从实验波形看出，负载电流增 大，漏抗对晶闸管承受电压波影响严重。 4 结论 本文通过理论分析了变压器漏抗对整流电路输出 直流电压和对晶闸管两端承受电波形的影响，并以三 相桥整流电路进行实验研究。通过改变控制角和负载 电流得到各种状态下的波形，分析比较，证明了理论分 析的正确性。 参考文献 El3 孙树朴，电力电子技术[M]．中国矿业大学出版社，2004． [23 王兆安，电力电子技术[M]．机械工业出版社，2003． 收稿日期：2007—05—15 作者简介：周立(1963一)男，辽宁人，高级工程师，现从事电力电子与电 力传动的教学和科研工 作 。 维普资讯 http://www.cqvip.com