换相过程中输出电压的优化

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：图2.34考虑交流侧变压器漏感时的三相半波可控整流电路及波形由于是电感性负载，负载电流id 近似为一条直线。例如从a 相换流到b相时，a 相电流从id 逐渐减小到零。这个过程称为换流过程。换流过程所对应的时间以电角度计算，称为换相重叠角，以γ 表示。当ia 减小至零、ib 增大至Id 时，换流过程结束，VT1 关断，VT2 完全开通。使整流输出电压平均值减小。

下面以三相半波相控整流电路带电感性负载为例（如图2.34（a）所示），分析交流侧电抗对相控整流电路的影响，然后将结论推广到其他的电路形式。

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图2.34　考虑交流侧变压器漏感时的三相半波可控整流电路及波形

由于是电感性负载，负载电流id 近似为一条直线。在换流时，由于交流侧电感阻止电流变化，因此流经晶闸管的电流不可能突变，而是一个慢慢变化的过程。例如从a 相换流到b相时，a 相电流从id 逐渐减小到零。而b 相电流则从零逐渐增大到id，如图2.34（b）所示。这个过程称为换流过程。换流过程所对应的时间以电角度计算，称为换相重叠角，以γ 表示。

此电路在一个周期内有3 次换流，因每次换流过程情况一样，这里只分析从a 相换流至b相的过程。换流之前VT1 导通，流经晶闸管的电流为Id，换流开始时刻，VT2 触发导通。此时由于两相都存在电感，因此ia、ib 均不能突变，即流经VT1 的电流不能瞬间降至零，流经VT2的电流也不能瞬时升高至Id。于是VT1、VT2 同时导通，相当于a、b 两相短路，两相之间电位差瞬时值为ub-ua，此电压在换相回路中产生一个假想的环流ik，方向如图2.34（a）所示。因为晶闸管的单向导电性，实际电路中电流不能反向流过，只是相当于在原有电流的基础上叠加一个电流ik。所以，a 相电流ia=Id-ik 逐渐减小；b 相电流ib=ik 逐渐增大。当ia 减小至零、ib 增大至Id 时，换流过程结束，VT1 关断，VT2 完全开通。

在上述换流过程中，同时导通的a、b 两相回路电压平衡方程式为

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由上式可得

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从式（2.67）可以看出，换流过程中加在负载上的电压既不是a 相电压ua，也不是b 相电压ub，而是换流两相相电压的平均值，其电压波形如图2.34（b）所示。与不考虑交流侧电感时的整流输出电压比较，波形出现缺口，减小了一块如图2.34（b）中阴影部分的面积。使整流输出电压平均值减小。电压减小的大小用ΔUd 表示，称为换相压降。(https://www.chuimin.cn)

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