单相挢式全控整流电路的换相压降变压器漏扰对换相重叠角的影响分析
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图2-26单相桥式全控整流电路的换相情况
a)电路图b)波形图
对于单相桥式全控整流电路,一个周期内换相两次,每次换相过程中,VTh1与VTh3、VTh2与VTh4同时换相。由于是单相电源,变压器二次绕组只有一个,所以换相回路只有一个电源电压和一个漏感,见图2-26。设原先VTh1、VTh2在导电,当ωt=π+α时触发VTh3、VTh4,则VTh3、VTh4由于受正压而导通,这时四只晶闸管均处于导通状态,输出电压UL=0,电源电压U1在回路中产生环流i,见图2-27。
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图2-27单相全控桥换相过程
换相开始时,绕组中电流为-IL,到环流上升到IL时,换相结束,所以单相桥式全控整流电路的换相压降为
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(2-43)
变压器漏扰对换相重叠角的影响
仍以三相半波可控整流电路为例,如图2-25所示。在晶闸管VTh1、VTh2换相过程中,换相回路的电压微分方程式为U2-U1=2La 。若以自然换相点(α=0°)处作为时间座标的原点,以m相一般形式表示,则U1和U2的瞬时值表达式分别为:
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将U2-U1=2La 代入上式,便可得到方程:
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(2-44)
解式(2-44),
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初始条件:ωt=α时,换流开始,i=0,将初始条件代入上式可求得待定常数c
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于是可求得微分方程的特解为
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(2-45)
当ωt=α+ϒ,i=IL时,换相结束,所以可得
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从式(2-47)可见,若已知某整流电路的每相漏抗ωLa,电源相电压峰值UMAX,控制角α和负载电流IL,就可计算出换相重叠角ϒ,当α为某一常数时,重叠角随IL *ωLa的增大而增大,因为IL *ωLa愈大,漏感储能愈多,换相时间愈长。
变压器的漏感与交流进线电抗器的作用一祥,能够限制其短路电流,对减缓晶闸管开通时的电流变化率也是有利的。但是由于存在漏感,使晶闸管换相瞬间相电压波形出现一个很深的缺口或很高的尖峰,造成电网波形畸变。