电力电子技术基础课程设计--三相半波可控整流电路的设计（电阻性负载）

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1、0课程设计任务书专业自动化班级1班姓名杜高伟设计起止日期2012.12.24~201212.28设计题目：三相半波可控整流电路的设计（电阻性负载）设计任务（主要技术参数）：1.主要技术参数（已知条件）输入电压为380V，60Hz，输出功率为2kw晶闸管的重复峰值电压为：=2.45×380=931V2.利用软件画出电路原理图并仿真3.编写设计说明书指导教师评语：成绩：签字：年月日01课程设计说明书用纸NO.11．课程设计目的随着社会生产和科学技术的发展，整流电路在自动控制系统、测量系统和发电机励磁系统等领域的应用日益广泛。常用的三相整流电路有三相桥式不可控整流电路、三相桥式半控整

2、流电路和三相桥式全控整流电路，由于整流电路涉及到交流信号、直流信号以及触发信号，同时包含晶闸管、电容、电感、电阻等多种元件，采用常规电路分析方法显得相当繁琐，高压情况下实验也难顺利进行。Matlab提供的可视化仿真工具Simtlink可直接建立电路仿真模型，随意改变仿真参数，并且立即可得到任意的仿真结果，直观性强，进一步省去了编程的步骤。本文利用Simulink对三相桥式全控整流电路进行建模，对不同控制角、桥故障情况下进行了仿真分析，既进一步加深了三相桥式全控整流电路的理论，同时也为现代电力电子实验教学奠定良好的实验基础。《电力电子技术》课程是一门学科必修课，电力电子技术课程设

3、计是电力电子技术课程理论教学之后的一个实践教学环节。其目的是训练学生综合运用学过的交流电路原理的基础知识，独立完成查找资料、选择方案、设计电路、撰写报告的能力。通过设计能够使学生巩固、加深对交流电路基本原理的理解，提高学生运用电路基本理论分析和处理实际问题的能力，培养学生的创新精神和创新能力，为今后的学习和工作打下坚实的基础。2．设计方案论证2.1当电路带电阻负载时的工作情况2.1.1原理说明整流变压器副边接成星形，有个公共零点，所以也叫三相零式电路。图中，uA，uB，uC分别表示三相对0点的相电压(u2p)，电源的三个相电压分别通过VSl、VS2、VS3晶闸管向负载电阻R供给

4、直流电流，改变触发脉冲的相位即可以获得大小可调的直流电压。9沈阳大学0课程设计说明书用纸NO.2图1三相半波可控整流电路原理图对于VS1、VS2、VS3，只有在1、2、3点之后对应于该元件承受正向电压期间来触发脉冲，该晶闸管才能触发导通，1、2、3点是相邻相电压波形的交点，也是不可控整流的自然换相点。对三相可控整流而言，控制角α就是从自然换相点算起的。控制角0<α￡2π/3，导通角0<θ￡2π/3。晶闸管承受的最大正向电压.承受的最大反向电压：2.1.2负载电压当0≤α≤π/6时图2电路输出电压波形在一个周期内三相轮流导通，负载上得到脉动直流电压Ud，其波形是连续的。电流波形与

5、电压波形相似，这时，每只晶闸管导通角为120°，负载上电压平均值为：9沈阳大学1课程设计说明书用纸NO.3当π/6<α≤5π/6时图3电路输出电压波形2.2带阻感负载时的工作情况2.2.1原理说明电感性负载由于电感的存在使得电流始终保持连续，所以每只晶闸管导通角为2π/3，输出电压的平均值为：当α=π/2时，Ud=0，因此三相半波整流电感负载时的控制角为0~π/2正向承受的最大电压为反向承受的最大电压为图4是电路接线图图4阻感负载接线图9沈阳大学2课程设计说明书用纸NO.4图5输出电压波形3.设计结果与分析3.1仿真模型根据原理图利用MATLAB/SIMULINK软件中，电力电

6、子模块库建立相应的仿真模型如图5图6仿真模型图9沈阳大学3课程设计说明书用纸NO.53.2仿真参数设置晶闸管参数：Ivt=I/√3=0.577Id=0.577×6.04=3.46AIfav=IVT/1.57=2.2A额定值一般取正向电流的1.5-2倍，所以取3.3-4.4A之间的数值。UFM=URM=2.45U2=245V晶闸管额定电压选值一般为最大承受电压的2-3倍，所以额定电压取值为490-735V之间。变压器参数计算Ud=100V变压器二次侧采用星形接法，所以变压器二次侧峰值为141.4V变压器一次侧采用三角形接法，因此每相接入电压峰值为380V一次侧电压接电网电压220

7、V电压器变比则约为2.693.3仿真结果U2波形仿真图图7U2波形仿真图9沈阳大学4课程设计说明书用纸NO.6Uvt1波形图图8Uvt1波形图Ivt1波形图Ivt图9Ivt1波形图ud波形图图10ud波形图9沈阳大学5课程设计说明书用纸NO.7id波形图图11id波形图设置触发脉冲α分别为0°。其产生的相应波形如图12在波形图中第一列波为电压波形，第二列波为脉冲波形，第三列波为负载电流波形，第四列波为负载电压波形，第五列波为晶闸管正相电压波形，第六列波为晶闸管反向波形图12α=0°的波形9沈