电力电子课程设计(三相桥式全控整流电路课程设计)

电力电子技术课程设计

——三相桥式全控整流电路课程设计

、

姓名：韩文轩 班级：自动化11-1 学号：06

指导教师：张继华

完成日期：2014年01月7日

辽宁工程技术大学

课程设计成绩评定表

课程设计任务书一、设计题目 一种新型的并联开关电源的均流方法 二、设计任务1. 基于新的电流采样方法的均流原理 2. 常用均流方法的比较 3. 新的均流方案 4.实测结果

三、设计计划电力电子技术课程设计共 1 周。 第 1 天：选题，查资料； 第 2~5 天：电路原理设计； 第 6~7 天：编写整理设计说明书。

四、设计要求1. 画出整体电路图。 2.所设计的电路达到设计任务要求。 3. 分析结果，写出设计说明

课程设计任务书一、设计题目数字电子钟

二、设计任务1. 能进行正常的时、分、秒的计时功能，分别由 6 个数码管显示 24h、60min、60s。 2. 分别由三个键控制进行校时、校分、秒清零功能。 3. 扬声器整点报时：当计时到达 59’51”、53”、55”、57”鸣叫声频率为 500Hz;到达 59’59”时为最后一声整点报时，频率为 1kHz。

三、设计计划电子技术课程设计共 2 周。 第 1 天：选题，查资料； 第 2 天：方案分析比较，确定设计方案； 第 3~5 天：电路原理设计； 第 6~8 天：电路仿真，修改设计； 第 9~10 天：编写整理设计说明书。

四、设计要求1. 画出整体电路图。 2. 对所设计的电路进行仿真，使之达到设计任务要求。 3. 分析实验结果，写出设计说明书。

指 导 教师： 教研室主任： 时 间： 年 月 日

摘 要

整流电路就是把交流电转换成直流电的电路。整流电路技术在工业生产中应用极其广泛，如调压调速直流电源、电解及电镀的直流电源等。目前在各种整流电路中，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路。由于三相桥式全控整流电路的优越性很明显，故本课程选此为题。

关键词：电力电子

全控 整流

目 录

1. 简介及结构框图...................................................................1 2. 主电路设计及原理...............................................................2 3. 工作特点...............................................................................3

3.1阻感负载时的工作情况....................................3

4. 定量分析与参数计算...........................................................6 5. 保护电路设计.......................................................................8

5.1晶闸管的保护设计..................................................................................8

5.1.1晶闸管的过电压保护....................................................................................8 5.1.2晶闸管的过电流保护....................................................................................8

5.2交流侧的保护设计..................................................................................9

6. 总接线图..............................................................................10 7. 总结......................................................................................11

1. 简介及结构框图

三相桥式全控整流电路系统通过变压器与电网连接，经过变压器的耦合，晶闸管主电

路得到一个合适的输入电压，使晶闸管在较大的功率因数下运行。变流主电路和电网之间用变压器隔离，还可以抑制由变流器进入电网的谐波成分。保护电路采用RC过电压抑制电路进行过电压保护，利用快速熔断器进行过电流保护。采用晶闸管触发装置触发晶闸管，使三相全控桥将交流整流成直流，带动直流电动机运转。

图1-1为三相桥式全控整流电路结构框图。整个设计主要分为主电路、触发电路、保护电路三个部分。当接通电源时，三相桥式全控整流电路主电路通电，同时通过同步电路连接的集成触发电路也通电工作，形成触发脉冲，使主电路中晶闸管触发导通工作，经过整流后的直流电通给直流电动机，使其工作。

图1-1结构框图

2. 主电路设计及原理

如图2-1所示，为三相桥式全控带阻感负载，根据要求要考虑电动机的电枢电感与电

枢电阻，故为阻感负载。习惯将其中阴极连接在一起的3个晶闸管称为共阴极组；阳极连接在一起的3个晶闸管称为共阳极组。共阴极组中与a、b、c三相电源相接的3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3个晶闸管分别为VT4、VT6、VT2。晶闸管的导通顺序为 VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6。变压器为 Y型接法。变压器二次侧接成星形得到零线，而一次侧接成三角形避免3次谐波流入电网,影响电网供电的质量。

VT1VT3

VT51

d

VT4

VT6

VT2d2

图2-1三相桥式全控带阻感负载

3. 工作特点

下面从触发角 0

时的情况可以总结出三相桥式全控整流电路的工作特点：

（1）每个时刻均需两个晶闸管同时导通，形成向负载供电的回路，其中共阴极组和共

阳极组 各一个，且不能为同一相器件。 （2）对触发脉冲的要求：

按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差600。 共阴极 组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差1200。 共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差1200。

同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6， VT5与VT2，脉冲相差1800。 （3） 整流输出电压ud一周期脉动六次，每次脉动的波形都一样, 故该电路为六脉波整流电路。

（4）整流电路合闸启动过程中或电流连续时，为确保电路的正常工作，需保证同时导通的两个晶闸管均有脉冲。

（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。

晶闸管导通情况及整流输出电压情况如表3-1所示：

表3-1晶闸管导通情况及整流输出电压情况

3.1阻感负载时的工作情况

三相桥式全控整流电路大多用于向阻感负载和反电动势阻感负载供电（即用于直流电机传动），下面主要分析阻感负载时的情况，对于带反电动势阻感负载的情况，只需在阻感负载的基础上掌握其特点，即可把握其工作情况。

当 ≤60度时，ud波形连续，电路的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。区别在于负载不同时，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，电阻负载时 ud 波形与

id 的波形形状一样。而阻感负载时，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3-1-1和图3-1-2分别给出了三

相桥式全控整流电路带阻感负载 =0度和 =30度时的波形。

图3-1-1中除给出ud波形和id波形外，还给出了晶闸管VT1电流iVT1的波形，可与带电阻负载时的情况进行比较。由波形图可见，在晶闸管VT1导通段，iVT1波形由负载电流

id 波形决定，和ud波形不同。

图3-1-2中除给出ud波形和 id 波形外，还给出 …… 此处隐藏：3925字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……