6.2.3 三相桥式可控整流电路
组成大容量电压可调的直流电源时，可以使用可控整流电路。图6.15所示为由三相晶闸管桥SDA-9组成的整流电路。由门极可以控制晶闸管的导通状态，从而使调节输出电压成为可能，通常称这个电路为可控整流电路。
图6.15 三相桥式可控整流电路
图6.16a所示为输入相电压和电流波形的关系。负载电流Id由非常大的平滑电抗器进行滤波，变为平直的电流。t0时刻在B1端子侧的W相有负载电流iW流动，以这个时刻为起点，尽管eU>eW成立，但在使用晶闸管的场合，电流不会发生变化。从t0开始，在经过相当于相位角α的时间点上，给晶闸管-QU的门极上施加脉冲信号，该晶闸管导通，从那一刻起电流从W相换路到U相，以iU进行流动，晶闸管-QW承受（eU-eW）=-eWU的反向电压而关断。像这样从原来相向其他相进行的电流转移被称为换流[13]。利用电源电压来关断晶闸管的过程称为强制关断。由于利用输入端电压进行换流，所以也称为电源电压换流（line voltage commutation）。此时，负载电流在B2端子侧的V相中以-iV进行流动。同样，从上述W相换路到U相的时刻开始，经过相当于60°相位角的时间后变为eW<eV的状态，若给+QW的门极施加脉冲信号，则电流换路到更低电压的W相，而-iV被切断。就这样，每60°进行一次换流，各相电流变为带有120°导通角的方波交流电流。
另外，图6.16b所示为SDA-9的输出端子对B1-B2的电压ed，横轴表示相位角，30°的位置对应图6.16a中的时刻t0，从这个时刻开始只需延迟相位角α就会一次发生换流，所以ed变为与线电压整流得到的六相包络线电压相比仅缺少α角部分的波形（与图6.11b所示SDA-8的波形进行比较）。这个电压的平均值由式（6.3）进行计算，在二极管整流器SDA-8的输出电压基础上再乘以cosα。另外，可控整流电路的输出电压可以被控制成如图6.17所示的特性。
图6.16 可控整流电路在控制动作时各部分的波形
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图6.17 可控整流器输出电压的控制特性和工作范围
根据相位角α对相应晶闸管进行的控制称为相位控制（phase control），α称为控制角（phase-control angle）。另外，α也是从电压值变换点t0开始计算对应延迟角度的，所以也称为控制延迟角（angle of delay）。
式（6.3）中，α角变大后，Ed按照余弦函数减小，当α=90°时Ed变为零，进一步增大α后，Ed变为负值。由于电流流向不变，所以意味着功率流动方向反转，与整流过程动作相反，即变为逆变过程。在6.2.9节将详细说明这个过程，注意以α=90°为界的功率流动是可逆的。
例6.3
图6.15所示的三相可控整流电路中，变压器二次侧的三相电压为200V/50Hz，负载电路L=10mH，R=10Ω，忽略漏感，对设定控制角为30°时进行仿真，得出输出电压电流波形。
解 图6.18所示为它的仿真结果。由于L较小，所以id过滤得并不平直。如果知道开关器件导通时间，则很容易得到电流波形，但晶闸管-QU的端电压e-QU变化却很复杂，需确认各开关器件的开关区间并进行分析构成。
图6.18 可控整流电路的仿真波形