电力电子技术课程设计报告--三相桥式可控整流电路的研究

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1、电力电子技术课程设计报告（2011—2012学年第一学期）题目三相桥式可控整流电路的研究系别电子与电气工程系专业电子工程及其自动化班级0920322学号0920322姓名指导教师完成时间评定成绩10目录一、设计的目的3二、设计的内容与要求3三、设计方案4四、软件、硬件设计4五、设计总结4六、参考文献410一、设计的目的合理运用所学知识，进行电力电子电路和系统设计的能力，理解和掌握常用的电力电子电路以及系统的主电路、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。二、设计的内容与要求2.1设计

2、任务设计一个三相可控整流电路使其输入电压：380V；频率：50Hz；输入功率：1Kw；触发电路：集成触发器、KC41、KC04；负载行至：阻感性负载，R=100Ω；触发角：α=60°2.2设计要求使其输入电压：三相交流电压380V；频率：50Hz；输入功率：1Kw；触发电路：集成触发器、KC41、KC04；负载行至：阻感性负载，R=100Ω；触发角：α=60°三、设计方案3.1.1主电路设计（1）、主电路图（a）10（2）电压波形晶闸管按从1至6的顺序导通，为此经晶闸管按图（a）示的顺序编号，即共阴

3、极组中与A、B、C三相电源相接的三个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5共阳极组中与A、B、C三相电源相接的三个晶闸管VT4、VT6、VT2。两组的换流店对应相差60°，电路各自在本组内换流即VT1→VT3→VT5→VT1……，VT4→VT6→VT2→VT4……，每个管子轮流导通120°。由于中线断开，要使整流流通负载端有输出电压，在任何时刻必须在共阴极和共阳极组中各有一个晶闸管导通，导通情况如图b所示。T1~T2期间A相电压最高，B相电压最低。在触发脉冲作用下，VT6、VT1同时导通，电流从A相经V

4、T1→负载→VT6→流回B相，负载上得到UAB线电压。T2开始A相电10压保持最高C相电压最低。此时触发脉冲Ug2触发VT2管导通迫使VT6受反压而关断，负载电流从VT6换到VT2。因此wt2~wt3期间电流经A相→VT1→负载→VT2→C相，负载上移到UAC线电压。以此类推，T3~T4期间B、C相供电VT2、VT3导通，T4~T5期间为B、A相供电VT3、VT4导通……，负载电压波形Ud为共阴极组输出波形与供养机组输出波形只和，也就是三项典雅波形正半轴的包络线。当电路控制角α=60°时输出电压波形

5、如图b所示。从图中可见，当α≤60°时Ud波形均为正值；当60°<α<90°时，由于Ld自感电动势的作用，Ud波形瞬时值出现负值，但正面积大雨负面积。晶闸管两端电压波形α=60°，如图b所示，晶闸管VT1两端电压波形UT1如图b所示。3.1.2定量分析1.输出直流电压：2.输出电流平均值：3.晶闸管平均电流：4.晶闸管有效电流：5.晶闸管额定电压：6.晶闸管额定电流：7.晶闸管反间峰值：8.输出电流有效值：3.2保护电路的设计3.2.1交流侧保护过电压保护（如图b）（a）10（b）原理：交流侧电路在

6、接通、断开时会出现过电压，通常发生下列几种情况：①由高电源供电或电压比很大的变压器供电，在一次侧合闸瞬间，由于一、二次绕组之间纯在分布电容使高压耦合到低压出现过电压。解决办法是在单相变压器二次侧成三相变压器二次侧成星形中点与地之间并联0.5μF左右电容，也可在变压器一、二粗绕组间加屏蔽层。②与整流装置并联的其他负载或装置直流侧断开时，因电源回路电感产生感应电动势造成过电压。③整流变压器空载且电源电压过零时一次侧断电，因变压器励磁电流突变导致二次侧感应瞬时过电压。一般来说，开关速度越快过电压越高。为抑

7、制交流侧操作过电压，RC吸收回路可按图a所示形式连接。3.2.2晶闸管的过电压保护（如图a）当晶闸管收到反压关断，正向电流下降到零时，管子内部仍残留许多载流子，在反向电压作用下会瞬时出现反向电流。使残留的载流子迅速消失。由于反向电流的消失速度极快即di/dt极大，即使与管子串联的线电路电感很小时也会感应很大的电动势。这个电动势与外电压串联，反向加在已恢复阻断的晶闸管上，此过电压值可达工作峰值电压的5~6倍。3.2.3晶闸管的过电压保护原理：快速熔断器，它是最简单有效的过电保护器件。与普通的熔断器相比

8、，它具有快速熔断的特性，在流过6倍额定电流时熔断时间小于20ms，目前常用的有：RLS系列（螺旋式）、RS3系列、RSF系列可带熔断撞针指示和微动开关动作指示。10快熔可接在交流侧，直流侧和晶闸管桥臂串联，后者保护最值直接，效果最好。与晶闸管串联时快熔额定电流选问要考虑熔体额度额定电流IRD是有效值，其值应小于被保护晶闸管的额定有效值的1.57IT(AV)，同时要大于流过晶闸管实际有效值ITM，即1.57IT(AV)≥IRD≥ITM。3.3触发电路的设计3.3.1KC