三相可控整流电路特性仿真研究

1、-大学毕业设计开题报告题 目 名 称 三相可控整流电路特性仿真研究 题 目 类 别 毕业设计 院 （系） 电子信息学院 专 业 班 级 - 学 生 姓 名 - 指 导 教 师 - 辅 导 教 师 - 开题报告日期 2016年3月26日 三相可控整流电路特性仿真研究学生：- 学院（系）：电子信息学院 指导教师：- 工作单位：电子信息学院一、题目来源来源于实际生产/实践二、研究目的和意义电子技术的应用已深入到工农业经济建设,交通运输、空间技术、国防现代化、医疗、环保及亿万人们日常生活的各个领域,进入21世纪后电力电子技术的应用更加广泛,因此对电力电子技术的研究更为重要。三相桥式可控整流电路是电 力

2、电子技术中最为重要，也是应用得最为广泛的电路，不仅应用于一般工业领域，也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、能源系统及其他领域。因此对三相桥式可控整流电路的相关参数和不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有一定的现实意义，这不仅是电力电子电路理论学习的重要一环，而且对工程实践的实际应用具有预测和指导作用。近几年越来越多电力电子应用在国民工业中,一些技术先进的国家,经过电力电子技术处理的电能已得到总电能的一半以上。整流电路可以将交流电源变换成直流电源。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

3、电路、三相桥式半控整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，但是使用三相桥式可控整流电路就显得简单明了，常规的电路分析不能解决的问题也就迎刃而解。可控整流电路在直流电动机控制、可变直流电源、高压直流输电、电化学加工处理方面得到广泛的应用。 三、阅读的主要参考文献及资料名称1 张成.基于TRIZ矛盾矩阵的常规电力电子拓扑的构造D. 华南理工大学 2013 2 刘晋.基于嵌入式操作系统的电力电子控制平台的研制D. 华北电力大学北京 2003 3 贾周,王

4、金梅,封俊宝.三相桥式可控整流电路的MATLAB仿真J. 苏州科技学院学报(工程技术版). 2009(02) 4 贾周,王金梅.基于MATLAB的单相桥式整流电路研究J. 电源世界. 2009(06) 5 贾周,王金梅,封俊宝.三相桥式可控整流电路的仿真及实验装置开发J. 淮阴工学院学报. 2009(03) 6 贾周,王金梅.三相桥式可控整流电路的MATLAB仿真研究J. 电源世界. 2009(08) 7 刘玉娟.单相桥式全控整流电路的MATLAB仿真分析J. 中国现代教育装备. 2010(05) 8 黄江波.基于Matlab的三相桥式全控整流电路的仿真研究J. 现代电子技术. 2010(08

5、) 9 臧小惠.基于Simulink的三相桥式全控整流电路的建模与仿真J. 内江科技. 2007(02) 10 高娟.基于Matlab/Simulink的整流电路的建模与仿真J. 青岛职业技术学院学报. 2007(02) 四、国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向4.1 三相桥式可控整流电路的研究现状 三相桥式可控整流电路出现前的时期，用于电力变换的电子技术已经存在:1904年出现了电子管(Valve)，能在真空中对电子流进行控制，并应用于通信和无线电，从而开了电子技术之先河。后来出现了水银整流器(mercury-vapour thyratrons)其性能和晶闸管很相似。在30年代到50年代是水

6、银整流器发展迅速并大量应用的时期。它广泛用于电化学工业、电气铁道直流变电所以及轧钢用直流电动机的传动，甚至用于直流输电、各种整流电路、逆变电路、周波变流电路的理论己经发展成熟并广为应用。在晶闸管出现以后的相当一段时期内，所使用的电路形式仍然是这些形式;交流电变为直流电的方法除水银整流器外，还有发展更早的电动机一直流发电机组，即变流机组。和旋转变流机组相对应，静止变流器的称呼从水银整流器开始并沿用至今。1947年美国贝尔实验室发明.鼓生置(transistor)，引发了电子技术的一场革命。晶闸管可通过门极控制开通，但通过门极不能控制关断，属于半控型器件目前山于其能承受的电压、电流容量仍是目前器件

7、中最高的，而且工作可靠，所以许多大容量场合仍大量使用SCR。 4.2 电力电子器件的发展趋势与研究的主攻方向 电力电子器件发展的趋势是:大容量、高频率、易驱动、低损耗、小体积(高芯片利用率)、模块化。新的控制技术的使用，以减小电力电子器件的开关损耗，如软开关技术:通过谐振电路使得器件在零电压(ZVS)或零电流(ZCS)的状态下进行开关。电力电子应用系统向着高效、节能、小型化和智能化的方向发展。 5、 主要研究内容、需重点研究的关键问题及解决思路5.1 本课题将要解决的主要问题 1.了解三相桥式可控整流电路工作原理 2.可控整流电路的特点 3.可控整流电路整体结构分析及设计方案 5.2 解决这些

8、问题的方法 1.三相桥式可控整流电路工作原理 在三相桥式全控整流电路中,对共阴极组和共阳极组是同时进行控制的,控制角都是。由于三相桥式整流电路是两组三相半波电路的串联,因此整流电压为三相半波时的两倍。很显然在输出电压相同的情况下,三相桥式晶闸管要求的最大反向电压,可比三相半波线路中的晶闸管低一半。为了分析方便,使三相全控桥的六个晶闸管触发的顺序是1-2-3-4-5-6 ,晶闸管是这样编号的,晶闸管KP1和KP4接a相,晶闸管KP3和KP6接b相晶管KP5和KP2接c相。晶闸管KP1、KP3、KP5组成共阴极组,而晶闸管KP2、KP4、KP6组成共阳极组。为了搞清楚变化时各晶闸管的导通规律,分析

9、输出波形的变化规则,下面研究几个特殊控制角,先分析=0的情况,也就是在自然换相点触发换相时的情况。 2.可控整流电路的特点 三相桥式全控整流电路是由三相半波可控整流电路演变而来的,它由三相半波共阴极接法和三相半波共阳极接法的串联组合。其工作特点是任何时刻都有不同组别的两只晶闸管同时导通,构成电流通路,因此为保证电路启动或电流断续后能正常导通,必须对不同组别应到导通的一对晶闸管同时加触发脉冲,所以触发脉冲的宽度应大于/3的宽脉冲。宽脉冲触发要求触发功率大,易使脉冲变压器饱和,所以可以采用脉冲列代替双窄脉冲,每隔/3换相一次,换相过程在共阴极组和共阳极组轮流进行,但只在同一组别中换相。 3.可控整

10、流电路整体结构分析及设计方案 该电路由两部分组成:主回路;控制回路。主回路:主回路由工频电压交流380伏经空气开关(过流、过压保护)到继电器送到升压变压器选用380伏、650伏、800伏的电压的等级并经快速熔断器(FUSE)后由三相桥式整流电路整流为直流电压到负载。该电路的保护功能是:过电压保护;过电流保护。 主电路是一次线路和二次线路构成，一次线路是由380伏的三相工业电压经变压器升为380伏650伏800伏三档按工艺要求需要的档次。再经SCR三相桥式整流为直流电压后由互感器到负载。 首先，对三相桥式全控整流电路(电阻性负载)和三相桥式全控整流电路，三相全桥电感性负载)进行初步了解，了解其工作特性。 其次，系统的设计分析，分析设计的原电路图，确定改造方案。设计方框图，主电路图。 对系统的误差及干扰进行分析，对系统误差分析并处理，找到误差的来源。对系统误差进行合成，绘制硬件原理图。 最终进行软件结构和系统的调试。 六、完成毕业设计（论文）所需具备的工作条件：电脑1台，相关书籍资料七、工作的主要阶段、进度与时间安排 1. 准