三相桥式全控整流电路的研究

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1、电力电子技术课程设计报告三相桥式全控整流电路的研究姓名学号年级专业系（院）指导教师20xx年xx月xx日引言我国作为世界的能源大国，对能源的需求占世界首列。电能是人类生产最重要的二次能源之一，无论人们的日常生活，还是工农业的生产都离不开电，电网的稳定安全和电能高效合理的利用直接影响着国民经济的发展。近年来，电力电子装置产生的谐波污染，造成了电能的巨大浪费，已经阻碍了电力电子技术的发展，而三相桥式整流电路是电力电子的重要组成部分，这种三相桥式电路广泛的运用于社会生产的各个领域。因此，对三相桥式整流电路的研究已经成为电

2、力电子的前沿问题，具有重大的科学意义。本文主要介绍三相桥式全控整流电路的主电路和触发电路的原理及控制电路图，由工频三相电压380V经升压变压器后由SCR(可控硅)再整流为直流供负载用。但是由于工艺要求大功率，大电流，高电压，因此控制比较复杂，特别是触发电路部分必须一一对应，否则输出的电压波动大甚至还有可能短路造成设备损坏。研究背景和意义本课题来源下我单位的国产化技术改造项目，即三相晶闸管的整流及触发控制。晶闸管：是应用于电力领域的电子技术，指使用电力电了器件对电能进行变换和控制的技术。1．设计目的要求和任务1.1设

3、计设计目的和要求合理运用所学知识，能够进行电力电子电路和系统的设计，理解和掌握常用的电力电子电路及系统的主电路、控制电路和保护电路的设计方法，掌握元器件的选择计算方法。1.2任务设计一个三相可控整流电路使其输入电压:三相交流380伏、频率为50赫兹、输出功率2KW、负载为阻感性负载。三相桥式整流系统的研究三相桥式整流系统的触发分析与设计图2-17三相桥式全控整流电路原理图2三相晶闸管全控整流电路原理说明2．1主电路原理说明应用最为广泛，共阴极组——阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1，VT3，VT5）共阳极组——阳极

4、连接在一起的3个晶闸管（VT4，VT6，VT2）编号：1、3、5，4、6、2三相桥式全控整流电路的特点：（1）2管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各1，且不能为同1相器件。（2）对触发脉冲的要求：按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60°。共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120°，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120°同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180°。（3）ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该

5、电路为6脉波整流电路。（4）需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲可采用两种方法：一种是宽脉冲触发另一种方法是双脉冲触发（常用）。（5）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同 。a带电阻负载时的工作情况 a=0°时的情况假设将电路中的晶闸管换作二极管进行分析对于共阴极阻的3个晶闸管，阳极所接交流电压值最大的一个导通对于共阳极组的3个晶闸管，阴极所接交流电压值最低（或者说负得最多）的导通任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个晶闸管处于导通状态从相电压波形看，共阴极组晶闸管导通时，ud1

6、为相电压的正包络线，共阳极组导通时，ud2为相电压的负包络线，ud=ud1-ud2是两者的差值，为线电压在正半周的包络线直接从线电压波形看，ud为线电压中最大的一个，因此ud波形为线电压的包络线。将波形中的一个周期等分为6段，每段为60度，如图2-18所示，每一段中导通的晶闸管及输出整流电压的情况如下表所示。由该表可见，6个晶闸管的导通顺序为VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6。表2-1三相桥式全控整流电路电阻负载a=0°时晶闸管工作情况时 段 IIIIIIIV VVI共阴极组中导通的晶闸管VT1VT1V

7、T3 VT3VT5VT5共阳极组中导通的晶闸管VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流输出电压UdUa-Ub=UabUa-Uc=Uac Ub-Uc=UbcUb-Ua=UbaUc-Ua=UcaUc-Ub=Ucb由图得：6个晶闸管的脉冲按VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6的顺序，相位依次差60o；共阴极组和阳极组依次差120o；同一相的上下两个桥臂脉冲相差180o。整流输出电压ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整流电路。在整流电路合闸启动过程中或电流断续时，为确保电路的正常工作，需保

8、证同时导通的2个晶闸管均有触发脉冲。为此，可采用两种方法：一种是使脉冲宽度大于60o，称为宽脉冲触发。另一种方法是，在触发某个晶闸管的同时，给序号紧前的一个晶闸管补发脉冲。即用两个窄脉冲代替宽脉冲，两个窄脉冲的前沿相差60o，脉宽一般为20o～30o，称为双脉冲触发。双脉冲电路较复杂，但要求的触发电路输出功率小。宽脉冲触发电路虽可少输出一半脉冲，但为了不使脉