三相扼流饱和电抗器稳态分析

稳态分析时，以整流输出、工作绕组串联的三相扼流饱和电抗器（三相控制回路串联）为例，如图8.2所示，它由6个电磁元件组成。基本假设如下：

（1）各铁心的磁化曲线是理想的，如图8.7所示。

图8.6　三相扼流饱和电抗器外特性Ud＝f（Id）

图8.7　理想磁化曲B＝f（H）

（2）整流管是理想的，正向电阻为零，反向电阻为无穷大。

（3）6个电磁元件相同。

（4）整流输出负载为纯电阻。

（5）三相交流电源对称，直接加在三相扼流饱和电抗器的输入端，各相电压为

式中：Um为交流电源相电压幅值。

工作绕组串联时，三相扼流饱和电抗器主回路如图8.8所示，稳态电磁参量可分析如下：

设0≤α≤π/3。当ωt＜0时，二极管VD5、VD6导通，电流路径如图中虚线所示，即电流由C相电源端，经C相工作绕组、二极管VD5、负载RL、二极管VD6，经过B相工作绕组形成回路。

图8.9、图8.10分别给出饱和角α 小于和大于π/3时，各稳态电磁参量波形，包括三相电源相电压、整流输出电压Ud和A 相铁心Φa的波形，饱和角α从ωt＝0开始计算。

当ωt＝0时，自然换相（C相换为A 相）。以后每隔π/3有一次自然换相。

0＜ωt＜α区间，二极管VD1、VD6导通，A 相工作绕组承受电压。图8.9中电源相电压波形的阴影线面积表示工作绕组承受电压对ωt的积分（与伏秒积分成比例）。A 相两个铁心分别从＋Φ0和－Φ0磁化，直到ωt＝α，一个铁心饱和，另一个铁心磁通保持不变，这时A 相工作绕组承受电压为零。

图8.8　工作绕组串联的三相扼流饱和电抗器整流输出

图8.9　α＜π/3时的稳态电磁参量波形

当ωt＝α时，电流如图8.8中实线所示，由A 相电源端，经A 相工作绕组、二极管VD1、负载RL、二极管VD6，经过B相工作绕组，形成回路。(www.xing528.com)

整流输出电压平均值Ud计算结果如下

式中：URm为三相整流桥输入线电压幅值。

工作绕组串联时，电流放大系数为

式中：Id为三相饱和电抗器可控整流输出电流平均值；Rd为输出电阻，包括回路中工作绕组电阻；rg为一个交流（工作）绕组的电阻。

当工作绕组并联时（三相控制回路串联），如图8.3所示，可得

图8.10　α＞π/3时的稳态电磁参量波形