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三相半控晶闸管整流桥原理与应用.docx
资料介绍
三相半控晶闸管整流桥原理与应用
一、基本结构与组成
三相半控晶闸管整流桥是电力电子变换领域中常用的可控整流电路拓扑，相较于三相全控整流桥，该拓扑通过将桥臂中的一半晶闸管替换为二极管，在保留输出电压可调能力的同时降低了装置成本，简化了触发控制电路，在中等功率直流供电、直流电机调速、电解电镀电源等领域得到广泛应用。
典型三相半控整流桥由6个桥臂元件组成，共分为共阳极组和共阴极组两组：共阴极组包含3个晶闸管，分别连接三相交流输入的A、B、C三相；共阳极组包含3个整流二极管，同样分别连接三相交流输入的三个相线。共阴极组三个晶闸管的阴极连接在一起作为整流输出的正极，共阳极组三个二极管的阳极连接在一起作为整流输出的负极，输出端通常并联平波电抗器来抑制输出电流的纹波，带阻感负载时电感可维持电流连续。
与不可控三相整流桥相比，三相半控桥通过晶闸管的相位控制实现输出直流电压的调节；与三相全控桥相比，仅需要对3个晶闸管提供触发脉冲，触发电路数量减少一半，控制逻辑更简单，同时二极管无需触发，不存在同步触发误差，装置可靠性更高，成本更低，在对控制精度要求不是极高的应用场景中性价比优势明显。
二、工作原理分析
2.1 触发相位与输出电压关系
三相半控整流桥的工作基于晶闸管的相位控制特性，晶闸管的触发角α定义为：从该相晶闸管对应的自然换相点开始，到触发脉冲发出时刻的电角度。自然换相点是三相交流线电压过零点之后的30°位置，对应不可控整流桥中二极管的自然换相位置。
在一个工频周期内，三相交流电压共有6个换相区间，每个区间电角度为60°。每个区间内，共阴极组中阳极电位最高的晶闸管在触发后导通，共阳极组中阴极电位最低的二极管自然导通，因此输出电压为对应两相线电压的差值。当触发角α=0°时，晶闸管的触发时刻与自然换相点重合，此时三相半控桥的输出电压波形与不可控三相整流桥完全一致，输出直流电压平均值达到最大值；随着触发角α增大，触发时刻延后，输出直流电压平均值逐渐降低；当α增大到120°时，输出直流电压平均值降低到0，实现了输出电压从最大值到0的连续调节。
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