三相桥式可控整流电路的设计

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1、三相桥式可控整流电路的设计1三相桥式可控整流电路的设计三相桥式可控整流电路的设计前言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,和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。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。本文主要介绍三相桥式可控整流电路的主电路和触发电路的原理及控制电路图,由工频三相电压220V经升压变压器后由SCR(可控硅)再整流为直流供负载用。但是由于工艺要求大功率,大电

2、流,高电压,因此控制比较复杂,特别是触发电路部分必须一一对应,否则输出的电压波动大甚至还有可能短路造成设备损坏。-1-三相桥式可控整流电路的设计设计任务书1内容设计一个三相整流电源，输入为相电压220V的三相工频交流电源，输出电压电流连续可调。可输出直流电流达5A，可输出的直流电压达300V（输出量也可以自己调整）2设计任务1.确定变压器的参数2.确定整流器件的型号3.提供可控器件的触发电路4.有保护电路的设计5.负载可以选择电阻性、阻感负载、反电势阻感负载中的任意一种6.有相关的计算数据7.画出主电路和控制电路原理图，并进行仿真8.列出主电路所用元

3、器件的明细表第一章三相桥式可控整流电路总体设计方案1.1方案的选择三相可控整流电路有三相半波可控整流电路，三相半控桥式整流电路，三相全控桥式整流电路。因为三相整流裝置三相平衡的，输出的直流电压和电流脉动小，对电网影响小，同时三相可控整流电路的控制量可以很大，输出电压脉动较小，易滤波，控制滞后时间短，因此在工业中几乎都是采用三相可控整流电路。由于三相半波可控整流电路的主要缺点在于其变压器二次侧电流中含有直流分量，为此在应用中较少，所以采用三相桥式全控整流电路，可以有效的避免直流磁化作用。虽然三相桥式全控整流电路的晶闸管的数目比三相半波可控整流电路的少，

4、但是三相桥式全控整流电路的输出电流波形便得平直，当电感足够大时，负载电流波形可以近似为一条水平线。在实际应用中，特别是小功率场合，较多采用单相可控整流电路。当功率超过4KW时，考虑到三相负载的平衡，因而采用三相桥式全控整流电路。-2-三相桥式可控整流电路的设计三相全控桥整流电路的输出电压脉动小、脉动频率高，和三相半波电路相比，在电源电压相同、控制角一样时，输出电压又提高了一倍。又因为整流变压器二次绕组电流没有直流分量，不存在铁心被直流磁化问题，故绕组和铁心利用率高，所以被广泛应用在大功率直流电动机可调速系统，以及对整流的各项指标要求较高的整流装置上。

5、1.2系统原理方框图图2.1系统原理方框图整流电路主要由驱动电路、保护电路和整流主电路组成。根据设计任务，在此设计中采用三相桥式可控整流电路接阻感性负载。-3-三相桥式可控整流电路的设计第二章各功能模块单元电路的设计计算与说明2．1主电路原理说明晶闸管按从1至6的顺序导通，为此将晶闸管按图示的顺序编号，即共阴极组中与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。编号如图2-1所示，晶闸管的导通顺序为VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6。图2-12.

6、1.1带电阻负载时的工作情况晶闸管触发角α=0o时的情况：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2-2所示。α=0时，各晶闸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

7、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2-2所示，每一段中导通的晶闸管及输出整流电压的情况如表2-1所示。由该表可见，6个晶闸管的导通顺序为VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6。o-4-三相桥式可控整流电路的设计表2-1由图得：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

8、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，