3상 전파 위상제어 정류회로 개요

안녕하세요

이번 시간에는 3상 전파 위상제어 정류회로에 대하여 공부하는 시간을 가져보겠습니다.

3상 전파 위상제어 정류회로는 반파 정류회로에 비하여 

사이리스터를 6개 사용한다는 특징이 있습니다.

 

1. 3상 전파 위상제어 정류회로 

3상 전파 위상제어 정류회로는 아래 그림과 같이 회로를 구성할 수 있습니다.

3상 전파 위상제어 정류회로

T1, T3, T5의 경우 Common cathode 구조로 연결되어 있으며

3상 전원 중 전압이 양의 방향으로 가장 큰 상의 사이리스터가 turn on 동작합니다.

 

T4, T6, T2의 경우 Common anode 구조로 연결되어 있으며

3상 전원 중 전압이 음의 방향으로 가장 큰 상의 사이리스터가 turn on 동작합니다.

 

사이리스터의 turn on 동작은 게이트 신호가 인가되는 조건이 필수로 존재하기 때문에

게이트 신호가 인가되지 않은 상태에서는 turn on 하지 않습니다.

전파에서 출력 전류 io은 다음과 같습니다.

출력전압 및 상전류

전압의 alpha < 60도 조건에서는 연속적으로 흐르며

         alpha ≥ 60도 조건에서는 불연속적으로 흐르게 됩니다.

 

따라서 지연각 alpha 기준에 대하여 전원 전압이 최대로 정류될 때의 지연각을 alpha =0도로 정의합니다.

(Vcb = Vab)

전파에서는 위상각 wt = 60도에서 alpha = 0도 나타납니다.

전압 순서를 살펴보면 Vab - Vac - Vbc - Vba - Vca - Vcb 순으로 나타납니다.

 

2. 3상 전파 위상제어 정류 회로 특성 (alpha < 60도)

T5 turn off 후 T1 turn on 시 동작 모드 및 파형을 분석하겠습니다.

Ls = 0이며 인덕턴스 값이 매우 큰 조건으로 해석을 진행합니다. 

게이트에 전류가 계속 가해지면 다이오드처럼 동작하며 T5가 wt = alpha 인 시점에서는 도통 상태 유지합니다.

T1으로 전류전환이 순간적으로 이루어짐을 확인해보겠습니다.

 

전압은 매 60도 마다 면적 Aalpha로 인하여 평균값이 감소하므로

평균 직류전압 Vba는 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

따라서 id가 연속적으로 흐르면 Vba는 id와 무관하며 지연각 alpha에 따라 출력 전압의 파형이 달라지게 됩니다.

 

alpha에 따른 직류측 전압파형

지연각 alpha에 따라 출력 전압 파형이 달라 짐을 위 그림으로 확인할 수 있습니다.

alpha > 60도 조건에서는

출력 전압의 값이 낮아지기 시작하며

alpha = 90도 조건에서는 

평균 전압이 0보다 작아짐을 확인할 수 있습니다.

alpha > 90도 조건에서는

음의 전압이 출력되게 됨을 확인할 수 있습니다.

 

이렇게 3상 전파 위상제어 정류회로의 alpha에 따라 출력 전압의 변화를 살펴보았습니다.

다음 시간에는 저항 부하 조건에서 3상 전파 위상제어 정류회로를 공부하겠습니다.

감사합니다.