电力电子技术课程设计-三相整流电路课程设计

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1、湖南工程学院课程设计任务书课程名称　电力电子技术题目三相整流电路的设计专业班级学生姓名学号指导老师审批任务书下达日期2012年6月4日设计完成日期2012年6月17日设计内容与设计要求一．设计内容1.设计出三相整流电路的主电路。2．设计三相整流电路的控制电路。3.设计三相整流电路的驱动电路。二．设计要求1.给出整体设计框图，画出三相整流电路的总体原理图；2.说明所选器件的型号，特性。3.给出具体电路画出电路原理图；4.编写设计说明书；5.课程设计说明书要求用手写，所绘原理图纸用计算机打印。（16K）主要设计条件1．提供计算机一台；说明书格式1.课程设计

2、封面；2.任务书；3.说明书目录；4.设计总体思路，基本原理和框图；5.电路设计；6.编写设计说明书；7.总结与体会；8.附录；9.参考文献；10.三相整流电路原理图。进度安排十六周星期一：下达设计任务书，介绍课题内容与要求；十六周星期一——十六周星期五：查找资料，确定设计方案，画出草图。十七周星期一上午——星期二下午：电路设计，打印出图纸。星期三：书写设计报告；星期四：书写设计报告；星期五：答辩。参考文献目录一、设计总体思路，基本原理和框图1．设计总体思想依据所学知识，在比较了几种方案后，本次课程设计采用ATMEL89S52单片机控制的三相桥式可控整

3、流电路触发电路的设计方法，包括三相桥式全控整流电路、同步信号的检测、脉冲的形成与放大、键盘电路、保护电路等内容。2.基本原理和框图在三相整流电路中，由电网提供的380V三相交流连接到三相变压器一次侧，而三相变压器二次侧则接三相桥式整流主电路。通过控制电路调节触发角α的大小来改变三相整流电路输出电压的大小。而在控制电路与主电路之间设计了一个驱动电路，它相当于接口。与此同时为保证电路能够正常工作还设置了保护电路。总体结构框图如下控制电路控制α驱动电路触发脉冲放大主电路图一总体结构框图一、主电路设计1.三相交流输入由电网提供的380V三相交流连接到三相变压器

4、一次侧，而三相变压器二次侧则接三相桥式整流主电路。必须注意的是，为了避免三次谐波电流流入，一次侧接成三角形。三相变压器二次侧为星形连接。图2三相整流主电路2.主电路工作过程分析现在以晶闸管触发角α=0°分析主电路工作原理：此时，对于共阴极组的3个晶闸管，阳极所接交流电压值最高的一个导通。而对于共阳极组的3个晶闸管，则是阴极所接交流电压值最低（或者说负得最多）的一个导通。这样，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，施加于负载上的电压为某一线电压。此时电路工作波形如图3所示。图3三相桥式整流电路带阻性负载α=0°时的波形α=0°时，各晶闸

5、管均在自然换相点处换相。由图中变压器二次绕组相电压与线电压波形的对应关系看出，各自然换相点既是相电压的交点，同时也是线电压的交点。从相电压波形看，以变压器二次侧的中点n为参考点，共阴极组晶闸管导通时，整流输出电压ud1为相电压在正半周的包络线；共阳极组导通时，整流输出电压ud2为相电压在负半周的包络线，总的整流输出电压ud=ud1－ud2是两条包络线间的差值，将其对应到线电压波形上，即为线电压在正半周的包络线。将波形中的一个周期等分为6段，每段为60°度，如图3所示，分析有每一段中导通的晶闸管及输出整流电压的情况，如表1所示。表1三相桥式整流电路电阻负

6、载α°时晶闸管工作情况时段123456共阴极组中导通的晶闸管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共阳极组中导通的晶闸管VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流输出电压udua-ub=uabua-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb由图分析可得：6个晶闸管的脉冲按VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6的顺序，相位依次差60°；共阴极组和阳极组依次差120°；同一相的上下两个桥臂脉冲相差180°。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

7、电流断续时，为确保电路的正常工作，需保证同时导通的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60°，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60°，脉宽一般为20°~30°，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，但为了不使脉冲变压器饱和，需将铁心体积做得较大，绕组匝数较多，导致漏感增大，脉冲前沿不够陡，对于晶闸管串联使用不利，故采用双脉冲触发。α＝0°时晶闸管承受的电压波形如图所示

8、。图中还给出了晶闸管VT1流过电流iVT的波形，由此波形可以看出，晶闸管一周期中有120°处于