电力电子课程设计三相整流电路的设计教材
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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
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。