三相全控桥式整流电路-电力电子技术-课程设计（论文）

PAGE电力电子技术课程设计（论文）题目：三相全控桥式整流电路院（系）：信息科学与工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：教师职称：副教授起止时间：

课程设计（论文）任务及评语院（系）：信息科学与工程学院教研室：电气学号学生姓名专业班级课程设计（论文）题目三相全控桥式整流电路课程设计（论文）任务将三相380V交流电转换为连续可调的直流电，为1台直流电动机供电。设计的主要任务包括：方案的经济技术论证。主电路设计。通过计算选择整流器件的具体型号。确定变压器变比及容量。确定平波电抗器。设计或选择合适的触发电路。指导教师评语及成绩成绩：指导教师签字：年月日PAGE4目录第1章课程设计目的与要求 11.1课程设计目的 11.2课程设计的实验环境 11.3课程设计的预备知识 11.4课程设计要求 1第2章课程设计内容 22.1设计的总体概括分析 22.2三相桥式全控整流电路设计 22.2.1.带电阻负载时的工作情况 22.2.2．阻感负载时的工作情况 72.2.3．定量分析 9心德体会 9第3章课程设计的考核 103.1课程设计的考核要求 103.2课程性质与学分 10参考文献 10课程设计目的与要求1.1课程设计目的“电力电子技术”课程设计是在教学及实验基础上，对课程所学理论知识的深化和提高。因此，要求学生能综合应用所学知识，设计出具有电压可调的直流电源系统，能够较全面地巩固和应用本课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌整流电路设计的基本方法。培养学生独立思考、独立收集资料、独立设计的能力；培养分析、总结及撰写技术报告的能力。1.2课程设计的预备知识熟悉电力电子技术课程、电机学课程的相关知识。1.4课程设计要求按课程设计指导书提供的课题，根据第下表给出的基本要求及参数独立完成设计，课程设计说明书应包括以下内容：方案的经济技术论证。主电路设计。通过计算选择整流器件的具体型号。确定变压器变比及容量。确定平波电抗器。7、触发电路设计或选择。8、课程设计总结。9、完成4000字左右说明书，有系统电气原理图，内容完整、字迹工整、图表整齐规范、数据详实。设计技术参数工作量工作计划交流三相380V电源。整流输出电压Ud在0～230V连续可调。整流输出电流最大值30A。反电势负载，Em=220V。5、要求工作电流连续。1、方案的经济技术论证。2、主电路设计。3、通过计算选择整流器件的具体型号。4、确定变压器变比及容量。5、确定平波电抗器6、触发电路设计或选择。7、绘制主电路图。第一周：周一：收集资料。周二：方案论证周三：主电路设计。周四：理论计算。周五：选择器件的具体型号。第二周：周一：触发电路设计或选择周二：确定变压器变比及容量周三：确定平波电抗器。周四～五：总结并撰写说明书。课程设计内容2.1设计的总体概括分析随着电力电子技术的发展，现代工业生产设备使用的换流装置的容量越来越大，数量也越来越多。大量的谐波电流注入电网，就会严重地威胁电网的安全运行，危害其它用电设备及自动化仪表等。所以，了解分析、抑制电力系统谐波，限制谐波发生源注入电网的谐波含量将越来越受到重视。相比较而言，三相全波可控整流电路具有电路简单，调整方便等优点，为使变压器的铁心不饱和，就需要增大铁心面积，这样就增大了设备的容量。生产实际中只用于噫嘻额对输出波形要求不高的小容量的场合。在中小容量、负载要求较高的晶闸管的可控整流装置中。2.2三相桥式全控整流电路设计应用最为广泛共阴极组——阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1，VT3，VT5）共阳极组——阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4，VT6，VT2）编号：1、3、5，4、6、2图2-1三相桥式全控整流电路原理图2.2.1.带电阻负载时的工作情况

=0°时的情况假设将电路中的晶闸管换作二极管进行分析对于共阴极阻的3个晶闸管，阳极所接交流电压值最大的一个导通对于共阳极组的3个晶闸管，阴极所接交流电压值最低（或者说负得最多）的导通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图2-2三相桥式全控整流电路带电阻负载=0°时的波形从相电压波形看，共阴极组晶闸管导通时，ud1为相电压的正包络线，共阳极组导通时，ud2为相电压的负包络线，ud=ud1-ud2是两者的差值，为线电压在正半周的包络线直接从线电压波形看，ud为线电压中最大的一个，因此ud波形为线电压的包络线三相桥式全控整流电路电阻负载=0°时晶闸管工作情况时段IIIIIIIVVVI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

三相桥式全控整流电路的特点（1）2管同时通形成供电回路，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：按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60°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°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°（3）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（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：一种是宽脉冲触发另一种方法是双脉冲触发（常用）（5）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同图2-3三相桥式全控整流电路带电阻负载=30°时的波形

=30°时的工作情况从t1开始把一周期等分为6段，ud波形仍由6段线电压构成，每一段导通晶闸管的编号等仍符合表2-1的规律区别在于：晶闸管起始导通时刻推迟了30°，组成ud的每一段线电压因此推迟30°变压器二次侧电流ia波形的特点：在VT1处于通态的120°期间，ia为正，ia波形的形状与同时段的ud波形相同，在VT4处于通态的120°期间，ia波形的形状也与同时段的ud波形相同，但为负值。

=60°时工作情况ud波形中每段线电压的波形继续后移，ud平均值继续降低。=60°时ud出现为零的点图2-4三相桥式全控整流电路带电阻负载=60°时的波形图2-5三相桥式全控整流电路带电阻负载=90°时的波形当≤60°时，ud波形均连续，对于电阻负载，id波形与ud波形形状一样，也连续当>60°时，ud波形每60°中有一段为零，ud波形不能出现负值带电阻负载时三相桥式全控整流电路角的移相范围是120°

2.2.2．阻感负载时的工作情况

≤60°时ud波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压ud波形、晶闸管承受的电压波形等都一样区别在于：由于负载不同，同样的整流输出电压加到负载上，得到的负载电流id波形不同。阻感负载时，由于电感的作用，使得负载电流波形变得平直，当电感足够大的时候，负载电流的波形可近似为一条水平线。图2-6三相桥式全控整流电路带阻感负载=0°时的波形图2-7三相桥式全控整流电路带阻感负载=30°时的波形

>60°时阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同，电阻负载时ud波形不会出现负的部分，而阻感负载时，由于电感L的作用，ud波形会出现负的部分带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的角移相范围为90°。图2-8三相桥式整流电路带阻感负载，=90°时的波形

2.2.3．定量分析当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负载≤60°时）的平均值为：（2-26）带电阻负载且>60°时，整流电压平均值为：（2-27）输出电流平均值为Id=Ud/R当整流变压器为图2-17中所示采用星形接法，带阻感负载时，变压器二次侧电流波形如图2-23中所示，为正负半周各宽120°、前沿相差180°的矩形波，其有效值为：（2-28）晶闸管电压、电流等的定量分析与三相半波时一致。三相桥式全控整流电路接反电势阻感负载时，在负载电感足够大足以使负载电流连续的情况下，电路工作情况与电感性负载时相似，电路中各处电压、电流波形均相同，仅在计算Id时有所不同，接反电势阻感负载时的Id为：（2-29）式中R和E分别为负载中的电阻值和反电动势的值。心得体会通过此次对电力电子课程设计的之——单相全控桥式整流电路的设计，对电力电子这门课程有了进一步的认识，掌握了晶闸管、触发电路的基本原来及其应用，也对这门学科有了更深的了解。也懂得了电力电子这门课程在实际生产中的应用将电力电子方面的知识应用到实际生产中，分析与复杂的数学计算，并力求将知识点与能力点紧密结合，从而有助于我们在工程应用能力上的培养。但是我也清楚的发现了自己在知识上的很多不足，这些不足就要在以后学习的日子里在老师的帮助下去一一弥补了。在理论上的充实是最重要的，这次课程设计还使我真真正正的学会了