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主题:对三相桥式整流器输入与输出信号的讨论

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       一位网友求助帖:“power flex 400变频器输入端由于失误接了两根火线 一根零线,但是运行变频器没有报警,而且输出也正常,想破脑袋都没想通。我知道有单相变三相的变频器。这种情况请各位大侠解释解释。谢谢”
       下面我以三种情况对三相桥式整流器电路进行分析,来解答网友的疑问:
        一、正常的三相整流电路:如图一,该电路工作特点为:任意时刻下的整流电流是由3相电中最高电位的一相连接的二极管流出,经负载流向电位最低的一相连接的二极管流回该电源。如图一中:ωt=0时,Ua=0,Ub= - √3/2•Um,Uc= +√3/2•Um,此时电流由Uc经二极管D3流经负载R,再由D5流回Ub。
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       图二中的绿色暗影部分即为不加滤波电容C时三相整流电压的输出波形,如以O点为0电位,其整流输出M点的波形图为图三所示:在一个交流周期内直流输出电压含有6个馒头形纹波,其纹波最高值=540V,纹波最低值=457V,输出直流电压的平均值=515V。
      如加上滤波电容C,轻负载(R值较大)时,直流输出电压可达540V.
     二、如输入电源有一相错接零线时的三项整流输出电路,见图四:
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       在此种情况下,其输出波形如图五中的蓝色暗影部分:在0~360 整周期内,0~120 为Uab(=380V)整流,在120 ~150 为Uan(220V)整流,在150 ~180 为Ubn(220V)整流,在180 ~300 为Uab(=380V)整流,在300 ~330 为Uan(220V)整流,在330 ~360 为Ubn(220V)整流。如以O点为0V,其整流输出M的电位波形如图六所示(红色曲线):在0~360 整周期内,直流输出含有3个纹波,其最高值=540V,其最低值=156V,在不加C时直流输出电压平均值=370V。
       如加滤波电容C,在轻负载下(R值较大),直流输出电压也近似为540V(见图六中蓝色曲线),这就是当变频器轻载运行时,仍能正常工作的原因。如加大负载,直流输出电压会下降,而且纹波系数变大。
        三、三相桥式整流电路有一相断路时的整流输出电压的波形与电压值
   图七为Uc断路时三相桥式整流电路图,图八中的蓝色暗影部分为Uc缺相时整流输出电压波形图,如以O点为0V,其整流输出M的电位波形如图九所示(红色曲线):在0~360 整周期内,直流输出为二个正弦波正半周波形,其最高值=540V,其最低值=0V,在不加C时直流输出电压平均值=342V。
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Uc相断开后,该电路实际上变成单相桥式整流,其交流电压=380V(即Uab电压)请见下面推导:
            Uab =Ua -Ub = Um sinx -U sin(x+2π/3 )= U •[sinx -sin(x+2π/3 )]
                     = U •2•cos(x+π/3  )sin(-π/3 ) =-2•U •√3/2 •cos(x+π/3  )
                     =-√3•U •cos(x+π/3  )=√3•U •sin(x-π/6  )
       可见:U =380V (有效值),其相位引前U 相位π/6(即30度) 。(见图八的蓝色波形图)
        如加滤波电容C,在轻负载下(R值较大),直流输出电压也近似为540V(见图六中蓝色曲线)。
       从以上3种不同输入信号的分析可知:
    1、 在不加滤波电容C的条件下,正常的三相桥式整流,其输出的直流平均电压最大(=515V),将一相输入端接0线,其输出的直流平均电压次之(=370V),而缺少一相输入电压的,其输出的直流平均电压最小(=342V)
    2、 如加上滤波电容C后,在轻负载下(R值较大)运行,其直流输出电压都近似为540V。这就是在接错一相输入电压为0线,或三相输入有一相电源断开时,变频器仍能工作不报警的原因。
11-06-21 11:16
好贴 品读!
11-06-21 16:27
嗯,所以没报错就是因为负载不大,变频器的直流母线还是AC380V的峰峰值,一旦负载比较大,直流母线的电容就不能维持峰峰值,到那时,直流母线电压下降到平均值,估计就会报错了。
11-06-21 20:47
到处找别的观点,来印证俺380/600自然换相纹波峰峰值约114V,终于找到了,呵呵。其实书本上都有,但是实际项目中还是要按自己的理解来算,不能纯按书本
最后修改:2013/10/29 18:11:41
13-10-29 18:11
但实际用可控硅极轻载整流到200VDC时,在不加滤波环节的情况下,测得纹波却是200多V,约是峰峰值的2倍。俺还不知其所以然,毕竟没深入研究过整流
13-10-29 18:14

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