电力电子课程设计三相整流电路的设计教材

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

设计内容与设计要求

•设计内容

1.设计出三相整流电路的主电路。

（电压0-220V,功率1KW,阻感负载）

2 •设计三相整流电路的控制电路。

3.设计三相整流电路的驱动电路。

•设计要求

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；

4.设计总体思路，基本原理和框图;

5.电路设计；

6.编写设计说明书；

7.总结与体会；

8.附录；

9.参考文献；

10.三相整流电路原理图。

进度安排

第一周星期一：下达设计任务书，介绍课题内容与要求；

第一周星期一一一第一周星期五：查找资料，确定设计方案，画出草图。第二周星期一上午一一星期二下午：电路设计，打印出图纸。

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

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..................... 第五章兀器件的选择................. 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 a 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:

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：

习惯将其中阴极连接在一起的 3个晶闸管（VT1、VT3 VT5

）

-阻感负载

桥式全控整流 图3三相桥式全控整流电路原理图

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 a =0°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。