三相桥式全控整流电路电力电子课程设计

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1、目录第1章概述1第2章主电路设计与分析22.1整流电路22.2三相桥式全控整流电路定量分析32.3参数设置42.4保护电路5第3章控制电路设计与分析73.1触发电路7第4章仿真实验94.1仿真电路图94.2仿真参数及结果9总结与心得12附录13参考文献1414第1章概述整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主

2、电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离（可减小电网与电路间的电干扰和故障影响）。整流电路的种类有很多，有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。把交流电变换成大小可调的单一方向直流电的过程称为可控整流。整流器的输入端一般接在交流电网上。为了适应负载对电源电压大小的要求，或者为了提高可控整流装置的功率因数，一般可在输入端加接整流变压器，把一次电压U1，变

3、成二次电压U2。由晶闸管等组成的全控整流主电路，其输出端的负载，我们研究是电阻性负载、电阻电感负载。以上负载往往要求整流能输出在一定范围内变化的直流电压。为此，只要改变触发电路所提供的触发脉冲送出的早晚，就能改变晶闸管在交流电压U2一周期内导通的时间，这样负载上直流平均值就可以得到控制。14第2章主电路设计与分析2.1整流电路三相桥式全控整流电路图如下：图2.1三相桥式全控整流电路图(1)三相桥式全控整流电路的特点：一般变压器一次侧接成三角型，二次侧接成星型，晶闸管分共阴极和共阳极。一般1、3、5为共阴极，2、4、6为共阳极。①2管同时通形

4、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：1)按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60°。2)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°。3)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°。③Ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为614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：一种是宽脉冲触发一种是双脉冲触发。⑤晶闸管承受的电压波形与三相

5、半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同。(2)带电阻负载时的工作情况：1)当a≤60°时，ud波形均连续，对于电阻负载，id波形与ud波形状一样，也连续。2)当a>60°时，ud波形每60°中有一段为零，ud波形不能出现负值3)带电阻负载时三相桥式全控整流电路a角的移相范围是120°(3)晶闸管及输出整流电压的情况如表1所示：表1晶闸管及输出整流电压时段IIIIIIIVVVI共阴级组中导通的晶闸管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共阴级组中导通的晶闸管VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流输出电压ua-ub=uabua-uc

6、=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb2.2三相桥式全控整流电路定量分析(1)当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负载a≤60°时）的平均值为：(2)带电阻负载且a>60°时，整流电压平均值为：14输出电流平均值为：Id=Ud/R(3)晶闸管承受最大正向电压为，为变压器二次线电压峰值，即URM=×110=269.4V⑷输出平均电压202.6，负载R为5欧姆，则输出电流Id及触发角a，即Id=Ud／R=40.52A⑸电阻负载，电感触发角,则输出平均电压，即=128.7V2.3参数设置⑴晶闸管

7、参数桥臂数量：3缓冲电阻：1000欧姆缓冲电容：1e-6F晶闸管的内电阻:0.1欧姆晶闸管的内电感：1e-5H晶闸管正向管压降：1V⑵负载参数①电阻负载电感L=0②电阻负载，电感142.4保护电路电力电子装置可能的过电压——外因过电压和内因过电压，外因过电压主要来自雷击和系统操作过程等外因。分别介绍如下：操作过电压：由分闸、合闸等开关操作引起雷击过电压：由雷击引起内因过电压：主要来自电力电子装置内部器件的开关过程换相过电压：晶闸管或与全控型器件反并联的二极管在换相结束后，反向电流急剧减小，会由线路电感在器件两端感应出过电压。关断过电压：全控

8、型器件关断时，正向电流迅速降低而由线路电感在器件两端感应出的过电压。在抑制外因过电压的措施中,采用RC过电压抑电路最为常见。RC过电压抑电路可接于供电变压器的两侧（通常供电网一侧