电力电子课程设计 三相整流电路的设计.
电力电子技术课程设计---三相半波整流电路
11 三相半波整流电路的负载分析1.1 引言单相整流电路线路简单，价格便宜，制造、调整、维修都比较容易，但其输出的直流电压脉动大，脉动频率低。
又因为它接在三相电网的一相上，当容量较大时易造成三相电网不平衡，因而只用在容量较小的地方。
一般负载功率超过4kw要求直流电压脉动较小时，可以采用三相可控整流电路。
半波整流电路是一种实用的整流电路。
它由电源变压器B 、整流二极管D 和负载电阻Rfz ，组成。
变压器把市电电压（多为220伏）变换为所需要的交变电压e2，D 再把交流电变换为脉动直流电。
图1 半波整流电路变压器砍级电压e2，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的波形如图所示。
在0～K时间内，e2为正半周即变压器上端为正下端为负。
此时二极管承受正向电压面导通，e2通过它加在负载电阻Rfz上，在π～2π时间内，e2为负半周，变压器次级下端为正，上端为负。
这时D承受反向电压，不导通，Rfz，上无电压。
在π～2π时间内，重复0～π时间的过程，而在3π～4π时间内，又重复π～2π时间的过程…这样反复下去，交流电的负半周就被"削"掉了，只有正半周通过Rfz，在Rfz上获得了一个单一右向（上正下负）的电压，如图所示，达到了整流的目的，但是，负载电压Usc。
以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为脉动直流。
这种除去半周、图下半周的整流方法，叫半波整流。
不难看出，半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低（计算表明，整流得出的半波电压在整个周期内的平均值，即负载上的直流电压Usc =0.45e2 ）因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。
图2 正弦波图形1.2 设计任务设计指标：输入电压：三相交流380伏、50赫兹；输出功率：2KW；输出电压：DC110V；用集成电路芯片或分立元件组成触发电路；负载性质：电阻(10Ω)、电阻(10Ω)电感(10mH)。
电气-三相整流电路原理及计算XX0321
•0°＜α≤60°时
•
•三相桥式全控
电感性负载
•控制角α＝90°
•uu •u •uｗ •uu
ｖ
•ωt
•u
•1 •3 •5 •id
•u
•R
•v •w •u d
•eL
•4 •6 •2
•v
•uuv•uuw •uvw•uvu •uwu••u电wv感•uuv性负载输•α出＞电60•压°u 平时均值 •eL
•① ••u②u •③ ••④u •⑤••u⑥ｗ •① ••②uu
ｖ
•ωt
•⑥•u•u①v•uu•w②•u•v③w•u•vu④•u•w⑤u•u•w⑥v •u•uv① •① •③ •⑤ •①
•ωt
•② •④ •⑥ •②
••wuv
•1 •3 •5 •id
•u
•R
•v •w •u d
•-
•L
•4 •6 •2
•晶•1闸•管1 承•3受•的3 最•5大•正5 、•1反
•ωt 向•压6 降•2为•√26 •U42 •4 •6 •6
•uT1
•
•三相桥式全控
•控电制阻角性α负＝载630°
•1•1•1•1•3•3•3•3••55 •5•5•1•1
••6•u6u•2•2•2••u2•4•4••u•4ｗ4 •6•6••6•u6u
•变换压相器过绕程组所漏对感应可的以时用间一用个电电感 L角B度表表示示，，由叫于换漏向感重存叠在角，γ使电流 换向要经过一段时间，不能瞬时 完•在成换相过程中，两相回路产
生一环流ik
•iv=ik iu=Id-ik
•u •LＢ
•1
•v •LＢ
电力电子技术基础课程设计-三相半波可控整流电路的设计(电阻性负载)
课程设计任务书图1三相半波可控整流电路原理图对于VS1、VS2、VS3，只有在1、2、3点之后对应于该元件承受正向电压期间来触发脉冲，该晶闸管才能触发导通，1、2、3点是相邻相电压波形的交点，也是不可控整流的自然换相点。
对三相可控整流而言，控制角α就是从自然换相点算起的。
控制角0<α￡2π/3，导通角0<θ￡2π/3。
晶闸管承受的最大正向电压.承受的最大反向电压：2.1.2负载电压当0 ≤ α ≤ π/6时图2电路输出电压波形在一个周期内三相轮流导通，负载上得到脉动直流电压Ud，其波形是连续的。
电流波形与电压波形相似，这时，每只晶闸管导通角为120°，负载上电压平均值为：当π/6 < α ≤ 5π/6时图3电路输出电压波形2.2带阻感负载时的工作情况2.2.1原理说明电感性负载由于电感的存在使得电流始终保持连续，所以每只晶闸管导通角为2π/3，输出电压的平均值为：当α=π/2时，Ud =0，因此三相半波整流电感负载时的控制角为0~ π/2正向承受的最大电压为反向承受的最大电压为图4是电路接线图图4阻感负载接线图图5输出电压波形3.设计结果与分析3.1仿真模型根据原理图利用MATLAB/SIMULINK软件中，电力电子模块库建立相应的仿真模型如图5图6仿真模型图3.2 仿真参数设置晶闸管参数：I vt=I/√3=0.577I d=0.577×6.04=3.46AI fav=I VT/1.57=2.2A额定值一般取正向电流的1.5-2倍，所以取3.3-4.4A之间的数值。
UFM=URM=2.45U2=245V晶闸管额定电压选值一般为最大承受电压的2-3倍，所以额定电压取值为490-735V之间。
变压器参数计算Ud=100V变压器二次侧采用星形接法，所以变压器二次侧峰值为141.4V变压器一次侧采用三角形接法，因此每相接入电压峰值为380V一次侧电压接电网电压220V电压器变比则约为2.693.3仿真结果U2波形仿真图图7 U2波形仿真图U波形图vt1图8 U vt1波形图波形图Ivt1Ivt图9 I vt1波形图u波形图d图10 u d波形图i波形图d图11 i d波形图设置触发脉冲α分别为0°。
电力电子技术的课程设计
电力电子技术的课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握电力电子器件的基本工作原理，如二极管、晶体管、晶闸管等；2. 了解电力电子电路的基本类型，如整流电路、斩波电路、逆变电路等；3. 学会分析简单电力电子电路的性能、特点及应用场合；4. 掌握电力电子设备在实际应用中的参数计算和选型方法。
技能目标：1. 能够正确使用实验设备搭建简单的电力电子电路；2. 学会运用电路分析方法，对电力电子电路进行性能分析和故障排查；3. 能够根据实际需求设计简单的电力电子系统，并进行参数计算和选型。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力电子技术的兴趣，激发学习热情；2. 增强学生的团队合作意识，提高沟通与协作能力；3. 培养学生严谨的科学态度，树立工程伦理观念。
课程性质：本课程为电力电子技术的基础课程，旨在使学生掌握电力电子器件、电路及其应用，培养实际操作能力和工程素养。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础，具有较强的学习能力和动手能力，但对电力电子技术尚处于入门阶段。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调动手实践和实际应用，提高学生的综合能力。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 电力电子器件：介绍二极管、晶体管、晶闸管等基本器件的结构、工作原理及特性，重点讲解其在电力电子电路中的应用。
教材章节：第一章至第三章内容安排：2学时2. 电力电子电路：讲解整流电路、斩波电路、逆变电路等基本电路的类型、工作原理及性能特点。
教材章节：第四章至第六章内容安排：4学时3. 电力电子电路分析：教授电路分析方法，如平均值法、等效电路法等，分析典型电力电子电路的性能和应用。
教材章节：第七章内容安排：3学时4. 电力电子设备设计：介绍参数计算和选型方法，结合实际案例进行设备设计。
教材章节：第八章内容安排：3学时5. 实践操作：安排学生进行电力电子电路搭建、性能测试和故障排查，提高动手能力。
电力电子技术第3章 三相可控整流电路
第二节 时
三相全控桥式整流电路
整流电压为三相半波时的两倍，在大电感负载
20
图 3.9 三相桥式全控整流电路
21
图 3.10 三相全控桥大电感负载 α =0°时的波形
22
图 3.11 三相全控桥大电感负载 α =30°时的电压波形
23
图 3.12 三相全控桥大电感负载 α =60°时的电压波形
3
图 3.2是 α =30°时的波形。设 VT3 已导通， 当经过自然换流点 ωt0 时，因为 VT1的触发脉冲 ug1还没来到，因而不能导通，而 uc 仍大于零，所 以 VT3 不能关断，直到ωt1 所处时刻 ug1触发 VT1 导通，VT3 承受反压关断，负载电流从 c相换到 a 相。
4
图 3.2 三相半波电路电阻负载 α =30°时的波形
32
一、双反星形中点带平衡电抗器的可控整流电路 在低电压大电流直流供电系统中，如果要采用 三相半波可控整流电路，每相要多个晶闸管并联， 这就带来均流、保护等一系列问题。如前所述三相 半波电路还存在直流磁化和变压器利用率不高的问 题。
33
图 3.15 带平衡电抗器双反星形可控整流电路
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图 3.16 带平衡电抗器双反星形可控整流 ud 和 uP 波形
26
图 3.14 三相桥式半控整流电路及波形 （a）电路图 （b）α =30° （c）α =120°
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一、电阻性负载 控制角 α =0时，电路工作情况基本与三相全 控桥 α =0时一样，输出电压 ud波形完全一样。输 出直流平均电压最大为 2.34U2Φ。
28
由图 3.14（ b），通过积分运算可得Ud 的计 算公式
12
当 α >30°时，晶闸管导通角 θV=150°- α。 因为在一个周期内有 3次续流，所以续流管的导通 角 θVD=3（ α -30°）。晶闸管平均电流为
三相全桥不控整流电路的设计..
三相全桥不控整流电路的设计1三相整流的原理和参数计算1.1三相不控整流原理三相桥式不控整流电路的原理图如图1-1所示。
该电路中，某一对二极管导通是，输出直流电压等于交流侧线电压中最大的一个，改线电压既向电容供电，也向负载供电。
当没有二极管导通时，由电容向负载供电，“d按指数规律下降。
设二极管在距线电压过零点6角处开始导通，并以二极管叫和®开始同时导通的时刻为零点，则线电压为% = y/6U2 sin(co/+5)在t二0时，二极管叫和®开始导通，直流侧电压等于％; 下一次同时导通的一对管子是V。
和叫，直流侧电压等于％。
着两段导通过程之间的交替有两种情况，一种是VD,和VD2同时导通之前和叫和四是关断的，交流侧向直流侧的充电电流乙是断续的；另一种是®—直导通，交替时由叫导通换相至叫导通，亏是连续的。
介于两者之间的临界情况是，叫和S同时导通的阶段与VD,和叫同时导通的阶段在co/+6 = 2^/3处恰好衔接起来，，恰好连续，可以确定临界条件wRC =忑当wRC >曲和wRC < 分别是电流乙断续和连续的条件。
由分析可知，当空载时，输出电压平均值最大，为S=®2=2.45/。
随着负载加重，输出电压平均值减小，至“RC =忑进入乙连续情况后，输出电压波形成为线电压的包络线，其平均值为5=2.344。
可见，匕在2.34/~ 2.45/之间变化。
1.2参数设计及计算由设计要求输出电压为400V,空载是输出电压平均值最大，为u d = 46U2 = 2.45U2O随着系统负载加重，输出电压平均值减小，至wRC = y/3进入J连续情况后，输出电压波形成为线电压的包络线，其平均值为匕=2.34/。
取匕=2.4/,由U d= 400V可知，/ = 167 ,则线电压为/ = 290V o图1-1三相整流原理图如图所示，输入三相电压源，线电压290V, 50Hz。
三相桥式整流电路设计
一、设计的基本要求1.1、主要技术数据1)电源电压：交流220V/50Hz2)输出电压范围50V~100V3)最大输出电流：10A4)具有过流保护功能，动作电流：12A5)具有稳压功能6)效率不低于70%1.2、主要用途三相桥式整流电路在电力电子领域中的应用及其重要，也是应用最为广泛的电路。
不仅在一般的工业领域的应用非常广泛，如中频炉、发电机励磁、自动控制等，也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、能源系统、以及其他领域。
二、总体方案三、电路原理说明3.1、主电路原理说明3.1.1、工作原理三相全控桥式整流电路是由一组共阴极接法的三相半波可控整流电路和一组共阳极接法的三相半波可控整流电路串起来组成的，如上图所示。
为了便于表达晶闸管的导通顺序，把共阴极组的晶闸管依次编号为VT1、VT3、VT5，而把共阳极组的晶闸管依次编号为VT4、VT6、VT2。
假设六个晶闸管换成六个整流二极管，则电路为不可控电路。
相当于晶闸管触发角α=0°时的情况。
三相电压正、负半周各有三个自然换相点，六个自然换相点依次相差60°。
对于共阴极组，阳极电位最高的器件导通；对于共阳极组，阴极电位最低的器件导通。
六个自然换相点把一个周期分成以下六段：1)ωt1＜ωt≤ωt2时，共阴极组VT1导通，共阳极组VT6导通，ud=uab。
2)ωt2＜ωt≤ωt3时，共阴极组VT1导通，共阳极组VT2导通，ud=uac。
3)ωt3＜ωt≤ωt4时，共阴极组VT3导通，共阳极组VT2导通，ud=ubc。
4)ωt4＜ωt≤ωt5时，共阴极组VT3导通，共阳极组VT4导通，ud=uba。
5)ωt5＜ωt≤ωt6时，共阴极组VT5导通，共阳极组VT4导通，ud=uca。
6)ωt6＜ωt≤ωt1时，共阴极组VT5导通，共阳极组VT6导通，ud=ucb。
通过以上分析，可知三相全控桥式整流电路有以下几个基本特点：1)任何时刻必须有两个晶闸管同时导通，一个为共阴极组，一个为共阳极组，以便形成通路2)晶闸管在组内换相，同组内晶闸管的触发脉冲互差120°，由于共阴极组与共阳极组的自然换相点互差60°，所以每隔60°有一个元件换相。
电力电子技术课程设计
课程设计说明书N O.1课程设计题目：三相半波整流电路的设计一、课程设计的目的《电力电子技术》课程是一门学科必修课，电力电子技术课程设计是电力电子技术课程理论教学之后的一个实践教学环节。
其目的是训练学生综合运用学过的交流电路原理的基础知识，独立完成查找资料、选择方案、设计电路、撰写报告的能力。
通过设计能够使学生巩固、加深对交流电路基本原理的理解，提高学生运用电路基本理论分析和处理实际问题的能力，培养学生的创新精神和创新能力，为今后的学习和工作打下坚实的基础。
二、主电路的选择与设计方案设计思路：主电路采用三相半波可控整流电路；采用正弦波同步触发三个晶闸管，实现AC变DC，通过改变触发电路的相角可以调整DC电压.；三相半波可控整流电路的主要缺点在于其变压器二次电流中含有直流分量，因此其应用较少。
但其所用元件较少，所以采用三相半波可控整流电路为主电路。
主电路的设计：1、当电路带电阻负载时的工作情况（1）原理说明三相半波可控整流电路为得到零线，变压器二次侧必须接成星形，而一次侧接成三角形，避免3次谐波电流流人电网。
三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，它们的阴极连接在一起，称为共阴极接法，这种接法触发电路有公共端，连线方便。
假设将电路中的晶闸管换作二极管，并用VD表示，该电路就成为三相半波不可控整流电路，以下首先分析其工作情况。
此时，三个二极管对应的相电压中哪一个的值最大，则是该相所对应的。
二极管导通，并使另两相的二极管承受反压关断，输出整流电压即为该相的相电压，在一个周期中，器件工作情况如下：在ωt1～ωt2期间，α 相电压最高，VD1导通，ud= ua；在ωt2～ωt3期间，b 相电压最高，VD2导通，ud= ub；在ωt3～ωt4期间，c 相电压最高，沈 阳 大 学课程设计说明书 N O.2VD3导通，ud= uc。
此后，在下一周期相当于ωt1的位置即ωt4时刻，VD1又导通，重复前一周期的工作情况。
三相桥式全控整流电路课程设计报告
三相桥式全控整流电路课程设计报告目录一、课程概述 (2)1. 课程背景与目的 (2)2. 课程设计任务及要求 (4)二、三相桥式全控整流电路基本原理 (4)1. 三相桥式整流电路结构 (6)1.1 电路组成及工作原理 (7)1.2 电路特点分析 (8)2. 三相桥式全控整流电路工作原理 (9)2.1 触发脉冲的控制 (10)2.2 整流过程的分析 (12)三、电路设计 (14)1. 电路主要参数计算 (15)1.1 输入参数设定 (17)1.2 输出参数计算 (18)1.3 散热设计考虑 (19)2. 电路元器件选择与配置 (20)2.1 整流器件的选择依据 (22)2.2 滤波电容的选择方法 (23)2.3 其他元器件的选择及布局设计 (24)四、仿真分析与实验验证 (26)1. 仿真分析 (27)1.1 仿真模型建立 (28)1.2 仿真结果分析 (29)2. 实验验证过程介绍及结果分析 (30)一、课程概述本课程设计旨在帮助学生深入理解和掌握三相桥式全控整流电路的基本原理、结构特点和工作过程，培养学生分析问题和解决问题的能力。
通过对三相桥式全控整流电路的设计与实现，使学生在理论知识与实际操作相结合的基础上，提高自己的专业素养和实践能力。
课程背景介绍：简要介绍三相桥式全控整流电路的发展历程、应用领域及其在现代电力系统中的重要性。
课程目标设定：明确本课程设计的目标，包括理论知识的学习和实际应用能力的培养。
课程内容安排：详细阐述本课程设计的主要内容，包括三相桥式全控整流电路的基本原理、结构特点、工作原理及参数计算等。
课程实验与测试：通过实验和测试，验证所学理论知识的正确性，培养学生的实际操作能力和团队协作精神。
课程总结与反思：对本课程设计的过程进行总结，分析存在的问题和不足，并提出改进措施，为今后的学习和工作打下坚实的基础。
1. 课程背景与目的随着现代电力电子技术的飞速发展，整流电路在各个领域的应用越来越广泛。
电力电子三相桥式全控整流电路的设计
电力电子三相桥式全控整流电路的设计一、设计原理三相桥式全控整流电路由六个可控硅器件组成，分别连接在电源的三个相线和负载之间。
通过对六个可控硅器件的控制，可以实现对电源电压的全波整流，并将交流电转换为直流电供给负载。
由于可控硅器件具有可控导通和关断的特性，因此可以实现对整流电路的控制。
二、工作方式三相桥式全控整流电路的工作方式主要分为两个阶段：正半周期和负半周期。
在正半周期中，当Uab > Ubc > Uca时，可控硅器件S1和S2导通，S3和S4关断，S5和S6的导通与关断由控制信号决定。
在负半周期中，当Uab < Ubc < Uca时，可控硅器件S1和S2关断，S3和S4导通，S5和S6的导通与关断由控制信号决定。
通过不断调整控制信号，可以实现对整流电路的输出电压的控制。
三、电路参数计算1.电源电压：根据实际应用需求，确定电源电压的额定值，通常为220V或380V。
2.负载电流：根据负载的功率需求和额定电压，计算负载电流的额定值。
3.可控硅器件参数：选取合适的可控硅器件，根据其额定电流和额定电压，确定器件的参数。
4.电感参数：根据负载电流的频率和电感的自感系数，计算电感的参数。
5.电容参数：根据负载电流的频率和电容的容量，计算电容的参数。
四、性能指标1.效率：计算整流电路的输入功率和输出功率的比值，即效率。
2.谐波失真：通过谐波分析，计算整流电路输出电压的谐波含量，衡量电路输出电压的质量。
3.稳定性：通过控制信号的调整，使得整流电路输出电压的波动尽可能小，保证电路的稳定性。
4.抗干扰能力：通过合理的电路设计和控制策略，提高电路的抗干扰能力，减少外部干扰对电路的影响。
五、总结三相桥式全控整流电路是一种常见的电能变换电路，广泛应用于工业和电力系统中。
本文详细介绍了该电路的设计原理、工作方式、电路参数计算以及相关的性能指标。
在实际应用中，需要根据具体的需求和要求进行电路设计，并通过实验和测试来验证电路的性能。
基于dsp三相逆变整流电源的课程设计
综合课设报告一、背景意义和目的近年来，随着微机，中小型计算机的普及和航天航空数据通信，交通邮电等专业的迅速发展，以及为了各种自动化仪器、仪表和设备套的需要，当代对电源的需求不仅日益增大，而且对电源的性能、效率、重量、尺寸和可靠性以及诸如程序控制、电源通/端、远距离操作和信息保护等线性稳压电源功能提出了更高的要求，对于这些要求。
传统的线性稳压电源无法实现，和线性稳压电源相比，开关电源具有：效率高，稳压围宽，体积小重量轻，安全可靠。
学习目的:1. 巩固电力电子以及dsp课程的理论知识；2. 学习和掌握中电力电子系统控制系统设计的基本方法，设计一个三相50Hz交流稳压电源；3.培养学生独立分析和解决工程问题的工作能力及实际工程设计的基本技能4.提高编写技术文件和制图的技能。
二、任务要求对三相50Hz交流稳压电源的理论进行研究，设计一台样机，参数为50Hz，电压36V，容量为100VA，电压稳定度95%，失真度小于5%，效率80%。
三、设计容1.研究三相50Hz交流稳压电源的理论，并进行仿真；2.了解三相50Hz交流稳压电源的算法，软件设计编程及调试；3.相应的硬件电路设计和调试。
四、系统原理1.系统主电路，采样调理电路，控制电路，光电隔离电路，和保护电路组成，系统组成框图如图1所示，图1 系统组成框图2.系统主电路系统主电路是典型的AD-DC-AD逆变电路，由整流电路、中间电路、逆变电路和隔离变压器构成。
整流电路将输入的三相交流电经整流；中间电路滤波后的直流供给逆变器；逆变电路将直流电逆变为50Hz的三相正弦交流电。
主电路系统组成框图如图2所示。
图2 主电路系统组成框图1）主电路参数的确定为了得到36V的电压，我们知道逆变过来的电路中的关系，直流侧的电压U d =V vM U807.020*2*2*2*2==这里的调制度M=0.7； U=36/1.732=20V .逆推过去，U d 是经过不可控整流过来的，U d =2.45*U 0；所以U 0=32.65V 。
电力电子技术-三相桥式全控整流电路
交流－直流变换器(5)
（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α
≤60°时）的平均值为：
∫ U d
=
1
π
2π +α 3 π +α
3
3
6U 2 sin ω td (ω t ) = 2 .34U 2 cos α（5-26）
带电阻负载且α >60°时，整流电压平均值为：
∫ U d
R= 3
ωC
a
a
O
ωt O
ωt
id
id
O a)
ωt O
ωt
b)
电容滤波的三相桥式整流电路当ωRC等于和小于 3 时的电流波形 a）ωRC = 3 b）ωRC < 3
交流－直流变换器(5)
考虑实际电路中存在的交流侧电感以及为抑制冲击电流而串联的电感 时的工作情况：
电流波形的前沿平缓了许多，有利于电路的正常工作。 随着负载的加重，电流波形与电阻负载时的交流侧电流波形逐渐 接近。
（5-51）
与单相电路情况一样，电容电流iC平均值为零，
因此：
Id =IR
（5-52）
二极管电流平均值为Id的1/3，即：
ID = Id / 3=IR/ 3
（5-53）
二极管承受的最大反向电压为线电压的峰值： 6U2
交流－直流变换器(5)
本讲总结
本讲学习了： 5.3 三相可控整流电路 5.3.1 三相半波可控整流电路 5.3.2 三相桥式全控整流电路 5.3.3 电容滤波的三相不可控整流电路
ia
O
ωt
b) ia
O
ωt
c)
考虑电感时电容滤波的三相桥式整流电路及其波形
电力电子技术三相桥式全控整流及有源逆变电路实验报告
纯阻性：
α
30°
U2
139.7
Id
0.66
Ud（记录值）
305
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ud（计算值）
283.1
60° 141.2 0.42 195 165.7
90° 142.2 0.12
55 44.6
七、 实验结果与分析 1.纯阻性 Ud=f（a）的相位图片：
三相桥式全控整流电路带纯电阻负载时的移相范围为 0~120°，当α>60°时，阻感性 质负载时的电压出现负值，但是纯阻性负载的电压 Ud 不会出现负值（而是断续），纯电阻 负载时和阻感性负载时的负载电流有差异，这是因为电感的平波作用导致的，电感越大， 对电流的平直作用越强，输出的 Id 越接近于水平的直线。
关 S2 拨到接地位置（即 Uct=0），调节 PE-11 上的偏移电压电位器 RP，用数字存储示波
器同时观察 A 相同步电压信号和“双脉冲观察孔” VT1 的输出波形，使α=170°。
适当增加给定 Ug 的正电压输出，观测 PE-11 上“脉冲观察孔”的波形，此时应观测到
双窄触发脉冲
用 20 芯的扁平电缆，将 PE-11 的“触发脉冲输出”端与“触发脉冲输入”端相连，并
150°范围内调节，同时，根据需要不断调整负载电阻 R,使得负载电流 Id 保持在 0.6A 左右
注意 Id 不得超过 0.82A、。用示波器观察并记录α=30°、60°及 90°时的整流电压 Ud 和
晶闸管两端电压 Uvt 的波形，并记录相应的 Ud 数值。
3、三相桥式有源逆变电路
六、 实验记录与处理
在三相桥式有源逆变电路中，电阻将并联形式改为串联形式、电感的取值与整流的完全 一致，而三相不控整流及心式变压器均在电源控制屏上，其中心式变压器用作升压变压器， 逆变输出的电压接心式变压器的中压端 Am、Bm、Cm，返回电网的电压从高压端 A、B、C 输出，变压器接成 Y/Y 接法。
电力电子课设—三相桥式半控整流
目录前言 (2)1 题目分析及设计思路与方案 (2)1.1初始条件 (2)1.2设计思路与方案 (2)2选定供电方案 (4)3主电路的设计与原理说明 (4)3.1主电路图的确定 (4)3.2主电路原理说明 (5)3.3对续流二极管的说明 (7)3.4主电路相关参数的计算 (8)4整流器的相控触发电路的设计 (9)4.1触发电路方案选择 (9)4.2 常用的集成触发电路 (10)4.3 触发电路的定相 (11)5保护电路的设计及相关参数的计算 (13)5.1 过电流保护 (13)5.2 过电压保护 (14)6应用举例 (16)7心得体会 (17)参考文献 (18)前言电力电子课程设计是在学生完成基础课程学习与实验之后进行的综合性实践过程，其意义在于巩固、提高、综合先修的电力电子课程的内容，使学生对书本知识有更深一步的了解,让学生在实践过程中，真正理解、领会所学的知识，并加以融会贯通，，培养学生查阅相关文献的能力、独立分析和解决实际问题的能力、以及创新能力，为后续的毕业设计打下良好的基础。
中国是能耗大国，能源利用率很低，而能源储备不足，直流电是一种能够储备的能源，它不仅用于一般工业，也广泛用于交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统等，在照明、空调等家用电器及其他领域中也有着广泛应用。
本次课程设计的任务就是整流电路，整流电路就是把交流电能转换为直流电能供给直流用电设备的电路。
大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。
三相桥式电路整流器的设计1 题目分析及设计思路与方案1.1初始条件1、阻感负载，电阻R=50欧，电感L极大；2 、负载电压0—300V，负载电流1A；3 、变压器的二次侧电压U2=220V。
1.2设计思路与方案三相桥式整流电路分为三相全控桥和三相半控桥，按照设计要求，进行如下计算来选择设计方案：假设选择三相全控桥，则在阻感负载的条件下，输出的负载电压的平均值为：αcos 34.22U U d =V I R U d d 50150=⨯=⨯=V U 2202=求得οα43.84=由已学过的电力电子知识可知，当οα60>，三相全控桥阻感负载时，由于电感L 的作用，d U 的波形会出现负的部分，不满足题目所要求的d U 的范围为V 300~0。
电力电子技术课程设计--三相整流电路课程设计
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.课程设计封面；
2.任务书；
3.说明书目录；
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。
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
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。
三相半控桥式整流电路
辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：220V／100A三相半控桥式整流电路院（系）：专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：2014.06.09-2014.06.22课程设计（论文）任务及评语院（系）： 教研室：电气教研室注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算学 号学生姓名 专业班级 课程设计题目 220V ／100A 三相半控桥式整流电路课程设计（论文）任务课题完成的设计任务及功能、要求、技术参数实现功能直流电动机具有良好的启动性能和调速性能，在工业生产中获得广泛应用，本次设计的目的是为1台额定电压110V 、功率为20kW 的直流电动机提供直流可调电源，以实现直流电动机的无级调速。
设计任务与要求1、对设计方案进行经济技术论证。
2、完成整流主电路设计。
3、通过计算选择整流器件的具体型号。
4、若采用整流变压器，确定变压器变比及容量。
5、确定平波电抗器的参数。
6、触发电路设计或选择。
7、绘制相关电路图。
8、在实验室进行模拟验证或matlab 仿真。
9、完成4000字左右的设计说明书。
技术参数1、交流电源：三相380V 。
2、整流输出电压U d 在0～220V 连续可调。
3、整流输出电流最大值100A 。
4、最小控制角取20～300左右。
5、直流电动机额定电压110V 、功率为20kW 。
进度计划 第1天：集中学习；第2天：收集资料；第3天：方案论证；第4天：主电路设计；第5天：选择器件；第6天：确定变压器变比及容量；第7天：确定平波电抗器；第8天：触发电路设计；第9天：总结并撰写说明书；第10天：答辩指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩：总成绩： 指导教师签字：年 月 日摘要电力电子学在工程应用中称为电力电子技术。
电力电子学是应用于电力技术领域中的电子学，它以利用大功率电子器件对能量进行控制和变换为主要内容，是一门与电子、控制和电力紧密联系的边缘学科。
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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电气工程学生姓名学号指导老师杨青审批谢卫才任务书下达日期2014 年2 月24 日设计完成日期2014 年3月8 日目录第一章设计思路与基本原理………………1.1整流电路简介与设计思路1.2三相桥式全控整流电路的基本原理和框图第二章主电路………………………………2.1主电路设计（阻感负载）2.2主电路原理介绍第三章控制电路……………………………第四章驱动电路……………………………第五章保护电路……………………………第五章元器件的选择………………………第六章总结与体会…………………………附录参考文献第一章设计思路与基本原理1.1整流电路简介设计思路整流电路广泛应用于工业中。
它可按照以下几种方法分类：1.按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种；2.按电路结构可分为桥式电路和零式电路；3.按交流输入相数分为单相电路和多相电路；4.按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，又分为单拍电路和双拍电路。
一般当整流负载容量较大，或要求直流电压脉动较小时，应采用三相整流电路。
三相可控整流电路中，最基本的是三相半波可控整流电路，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路、以及双反星形可控整流电路等。
其中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。
整个设计主要分为主电路、触发电路、保护电路三个部分。
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。
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负载，使之工作。
1.2三相桥式全控整流电路的基本原理和框图三相桥式全控整流电路应用最为广泛，其电路简图1如下：图1 三相桥式全控整流电路如图1所示，其中一组三相半波整流电路为共阴极连接，一组为共阳极连接。
如果两组负载完全相同且触发角α一样，则负载电流 Id1、Id2 相等，电路零线中无电流流过，如果将零线去掉，并不影响电路的工作，就成为三相桥式全控整流电路。
其工作原理是输入三相电源，通过三相桥式整流电路将它转化为直流电为直流负载提供能量，其中桥式整流电路由触发模块提供触发信号，通过控制触发信号就可以控制直流电源的输出。
电路设计的原理框图如图2所示：三相交流电源主变压器桥式全控整流阻感负载同步信号检测单片机系统驱动放大电路六路脉冲输出复位电路键盘电路显示电路图2 三相桥式全控整流电路框图第二章 主电路2.1主电路设计（阻感负载） 其原理图如图所示:图3 三相桥式全控整流电路原理图习惯将其中阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1、VT3、 VT5）称为共阴极组；阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4、VT6、VT2）称为共阳极组。
此外，习惯上希望晶闸管按从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。
2.2主电路原理介绍整流电路的负载为带反电动势的阻感负载。
假设将电路中的晶闸管换作二极管，这种情况也就相当于晶闸管触发角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5所示。
图4 α=0o时波形α=0o时，各晶闸管均在自然换相点处换相。
由图中变压器二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。
在分析Ud的波形时，既可从相电压波形分析，也可以从线电压波形分析。
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。
直接从线电压波形看，由于共阴极组中处于通态的晶闸管对应的最大（正得最多）的相电压，而共阳极组中处于通态的晶闸管对应的是最小（负得最多）的相电压，输出整流电压 Ud 为这两个相电压相减，是线电压中最大的一个，因此输出整流电压Ud波形为线电压在正半周的包络线。
由于负载端接得有电感且电感的阻值趋于无穷大，电感对电流变化有抗拒作用。
流过电感器件的电流变化时，在其两端产生感应电动势Li，它的极性事阻止电流变化的。
当电流增加时，它的极性阻止电流增加，当电流减小时，它的极性反过来阻止电流减小。
电感的这种作用使得电流波形变得平直，电感无穷大时趋于一条平直的直线。
三相桥式全控整流电路电阻负载α=0o时晶闸管工作情况图5给出了α=30o时的波形。
从ωt1角开始把一个周期等分为6段，每段为60o与α＝0o时的情况相比，一周期中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上表的规律。
区别在于，晶闸管起始导通时刻推迟了30o,组成Ud的每一段线电压因此推迟30o，Ud平均值降低。
晶闸管电压波形也相应发生变化如图所示。
图5 α=30o时的波形图6 α=60o时的波形由以上分析可见，当α≤60o时，Ud波形均连续，对于带大电感的反电动势，Id波形由于电感的作用为一条平滑的直线并且也连续。
当α＞60o时，如α＝90o时电阻负载情况下的工作波形如图8所示，Ud平均值继续降低，由于电感的存在延迟了VT的关断时刻，使得Ud的值出现负值，当电感足够大时，Ud中正负面积基本相等，Ud 平均值近似为零。
这说明带阻感的反电动势的三相桥式全控整流电路的α角的移相范围为90度。
图7 α＝90o时的波形第三章控制电路控制电路以AT89C52单片机为控制器，其结构框图如图9所示。
它包括同步信号检测、驱动放大电路、显示电路、复位电路、键盘电路等。
图8 控制电路框图3.1同步信号的检测采用CHV-100/300A型号的电压传感器，其额定电压为300V（有效值），额定输出电流25mA。
检测电路中，电压传感器接入220V 的A 相交流电，输出的电流信号经100欧姆的电阻后，转变为大小为0~2.5V的电压信号（实际输出为-2.5V~2.5V）,此电压信号LM258构成的加法器转换成0~5V的直流信号，此信号输入到8位AD转换器PCF8591的模拟信输入通道AIN3，PCF8591的输出信号AUTO即可接入单片机。
单片机经过软件检测，即可得知同步电压Us过零点信号。
如图9所示。
图9 同步信号检测第四章驱动电路4.1驱动放大电路驱动放大电路如图11所示。
来自单片机的六路较弱的脉冲信号输入到反相器74HC04，经过光电隔离器4N25隔离输出，最后经过脉冲变压器TB1放大输出到相应品闸管的门极G和阴极K。
图10 驱动放大电路图11 六路触发脉冲的波形如图12所示，六路触发脉冲的波形。
当单片机检测到A同步电压Ua从负到正的过零点信号(实际上检测到的应该是2.5V)时，它会接收到来自于INT0的中断请求信号，这时，单片机会中断响应，服务子程序。
这个子程序的功能是决定如何产生第一个触发脉冲的上升沿。
当单片机检测到同步信号过零点时，单片机的16位计数器/定时器1同时开始计时，它工作在工作方式1；由AT89C52单片机的晶振是12MHz，它的一个机器周期是1um。
定时的长度是由单片机的要产生的触发延时角α决定的。
由于一个正弦波的周期是20m.s，定时的长度由下式决定:t= α x 20/360°ms。
定时器的初始化值可以根据t来设定。
为了简单起见，本文定义了一个长度为180的数组，它对应于触发延时角α从0到180°的变化。
这个数组保存在单片机的ROM存储区。
这样，定时器对应于每个触发角的初始化设定值就可以直接赋值给定时器1了。
定时器初始化之后，就启动定时器土作。
当定时时间就一到，定时器的溢出标志位置1，单片机开始执行定时器1的中断服务子程序。
这子函数将P2.2设置为高电平，用于触发VT1；这里定义脉冲的宽度为27°，即1.5ms，则定时器1的TH1=FAH，TL1=24H；于是开始启动定时器第二次计数；当定时时间一到，定时器开始执行中断服务子程序。
在这个函数中，P2.2设置为低电平，表示触发脉冲结束。
由第二个脉冲比一个脉冲滞后60°，也即是3.33 ms；那么，第一个脉冲的下降沿到第二个脉冲的上升沿的时间间隔应为1.83 ms。
因此，定时器应设置为TH1= FBH，TL1=DAH；这样就启动定时器第三次定时。
当定时时间一到，定时器开始执行中断服务子程序。
在这个子函数中，P2.3引脚被置为高电平来触发VT2。
对于其他晶闸管的触发原理相同。
双窄脉冲的输出如图12所示。
P2.2引脚输出一个主脉冲给VT1的同时，P2.7引脚输出一个次脉冲(补发脉冲)给VT6；延时60°后，P2.3引脚输出一个主脉冲给VT2，同时，P2.2引脚输出一个次脉冲给VT1；至于其它晶闸管的触发，其过程亦是如此。
第五章保护电路5.1主电路的过电压保护抑制过电压的方法：用非线性元件限制过电压的幅度，用电阻消耗生产过电压的能量，用储能元件吸收生产过电压的能量。
对于非线性元件，不是额定电压小，使用麻烦，就是不宜用于抑制频繁出现过电压的场合。
所以我们选用用储能元件吸收生产过电压的能量的保护。
使用RC吸收电路，这种保护可以把变压器绕组中释放出的电磁能量转化为电容器的电场能量储存起来。
由于电容两端电压不能突变，所以能有效抑制过电压，串联电阻消耗部分产生过电压的能量，并抑制LC回路的震动。
5.2晶闸管的过电压保护晶闸管的过电压能力较差，当它承受超过反向击穿电压时，会被反向击穿而损坏。
如果正向电压超过管子的正向转折电压，会造成晶闸管硬开通，不仅使电路工作失常，且多次硬开关也会损坏管子。
因此必须抑制晶闸管可能出现的过电压，常采用简单有效的过电压保护措施。
对于晶闸管的过电压保护可参考主电路的过电压保护，我们使用阻容保护。
5.3晶闸管的过电流保护常见的过电流保护有：快速熔断器保护，过电流继电器保护，直流快速开关过电流保护。
快速熔断器保护是最有效的保护措施；过电流继电器保护中过电流继电器开关时间长（只有在短路电流不大时才有用；直流快速开关过电流保护功能很好，但造价高，体积大，不宜采用。