优化换相期间的输出电压

在换相时，由于漏抗的存在而阻碍电流变化，因此，电流不能突变，而要有一个变化的过程。如图1－37所示，ωt1 时刻触发VT2 导通，电流从A 相换流到B 相，由于A 相电流不能从Id 瞬时下降为零，B 相电流也不能瞬时上升到Id 值，使电流换相需要一段时间，直到ωt2 时刻完成换相，这个过程称为换相过程。换相过程对应的时间以电角度计算，称为换相重叠角（换相角、换流角），用γ 表示，即ωt1～ωt2 期间对应的电角度。在此过程中，两个相邻相的晶闸管同时导通，相当于A、B 两相同时导通，两相线间短路，uB－uA为短路电压。在两相回路中产生一假想的短路电流ik，如图1－37中虚线所示（实际上晶闸管都是单向导电的，相当于在原有电流上叠加一个ik）。A 相电流iA＝Id－ik 随着ik 的增大而逐渐减小，而ib＝ik 将逐渐增大。当iB 增大到Id，也就是iA 下降为零时，VT1 关断，VT2 管电流达到稳定值，完成了A 到B 相之间的换流。

换流期间，短路电压由两个漏抗电动势所平衡，即

负载上整流输出电压为

式（1－28）说明，在换流期间，直流输出电压的波形既不是uB也不是uA，而是换流的两相电压的平均值，如图1－37所示。与不考虑漏抗即γ＝0 相比，输出电压波形减少了一块阴影面积，使输出平均电压Ud 值减小。这块减少的面积是由负载电流Id 换相引起的，因此这块面积的平均值也就是Id引起的压降，相当于L在某电阻上产生一个压降，称换相压降，其大小为图1－37中3 块阴影面积在一周期内的平均值。由式（1－28）可见，换相期间降低的电压值为uB－ud＝LB （dik/d t），所以一块阴影面积为

图1－37　考虑变压器漏抗的可控整流电路及其电压、电流波形

（a）电路原理；（b）输出波形

式中，XB＝ωLB是交流侧电感LB折算到二次侧的漏抗。(www.xing528.com)

对于XB的计算，因为它主要是变压器每相绕组折算到二次侧的漏抗，所以可以根据变压器铭牌参数计算

式中，U2为变压器二次绕组额定相电压；I2 为变压器二次侧绕组相电流（星形连接）；Uk%为变压器短路电压比，一般为5，整流变压器的Uk%较一般的变压器大一些，最大为12。

如果整流电路为m 相整流，则换相压降为

式中，m 为一个周期换相次数，单相半波电路m＝2；三相半波电路m＝3；三相桥式电路m＝6。对于单相桥式电路，因XB 在一周期的两次换流中起作用其电流从Id 到－Id，所以m＝4。

换相压降可看作是在整流电路直流侧增加了一阻值为（m XB）/ （2π）的等效电阻后负载电流Id在它上面产生的压降，它与欧姆电阻的区别在于其不消耗有功功率。

重叠角γ 的大小可通过对式（1－30）进行数学运算求得

式（1－30）是一个普通公式，对于不同的整流电路只需改变m 值。通过分别代入不同的m 值即可得出。