三相半波整流电路论文设计
三相半波整流电路谐波和无功功率仿真毕业论文
三相半波整流电路谐波和无功功率仿真毕业论文目录引言 (1)第一章三相半波整流电路 (2)1.1三相半波整流电路概述 (2)1.2三相半波整流电路原理（阻感负载） (2)1.2.1三相半波阻感负载整流电路原理波形（α≤30°） (2)1.2.2三相半波阻感负载整流电路原理波形（α＞30°） (3)第二章整流电路的谐波及无功功率 (5)2.1 无功功率的概念 (5)2.2 谐波的概念 (5)2.3 谐波和无功功率分析基础 (6)2.3.1 谐波分析基础与计算 (6)2.3.2无功功率分析基础与计算 (9)2.4 无功功率的补偿方法 (11)第三章三相半波整流电路谐波与无功功率的MATLAB仿真 (12)3.1 MATLAB/ Simulink简介 (12)3.1.1 Simulink仿真环境 (12)3.1.2 Simulink的基本操作 (13)3.2 三相半波整流电路谐波与无功功率的MATLAB仿真 (14)3.2.1 三相半波整流电路谐波及功率因数的MATLAB仿真模型 (14)3.2.2 三相半波整流电路谐波及功率因数的MATLAB仿真（α=30°） .. 183.2.3 三相半波整流电路谐波及功率因数的MATLAB仿真（α=60°） .. 203.2.4 三相半波整流电路谐波及功率因数的MATLAB仿真（α=90°） .. 213.3三相半波整流电路的谐波及无功功率分析 (22)3.3.1 α=30°FFT模块的分析计算 (22)3.3.2 α=60°FFT模块的分析及计算 (23)3.3.3 α=90°FFT模块的分析及计算 (24)3.3.4 不同触发角FFT分析与计算总结 (25)结论 (26)参考文献 (27)谢辞 (28)引言现在，电力电子装置的运用越来越引起人们的关注，对于电力电子产生的谐波问题，也成了研究人员研究中的一大难题。
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。
三相半波可控整流电路的研究
三相半波可控整流电路的研究一．实验目的了解三相半波可控整流电路的工作原理，研究可控整流电路在电阻负载和电阻—电感性负载时的工作。
二．实验线路及原理三相半波可控整流电路用三只晶闸管，与单相电路比较，输出电压脉动小，输出功率大，三相负载平衡。
不足之处是晶闸管电流即变压器的二次电流在一个周期内只有1/3时间有电流流过，变压器利用率低。
实验线路见图4-9。
三．实验内容1．研究三相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作。
2．研究三相半波可控整流电路供电给电阻—电感性负载时的工作。
四．实验设备及仪表1．MCL系列教学实验台主控制屏。
2．MCL—18组件（适合MCL—Ⅱ)或MCL—31组件（适合MCL—Ⅲ）。
3．MCL—33组件或MCL—53组件（适合MCL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ）4．MEL—03组件（900Ω，0.41A）或自配滑线变阻器.5．双踪示波器。
6．万用电表。
五．注意事项1．整流电路与三相电源连接时，一定要注意相序。
2．整流电路的负载电阻不宜过小，应使I d不超过0.8A，同时负载电阻不宜过大，保证I d超过0.1A，避免晶闸管时断时续。
3．正确使用示波器，避免示波器的两根地线接在非等电位的端点上，造成短路事故。
六．实验方法1．按图接线，未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。
（1）打开MCL—18电源开关，给定电压有电压显示。
（2）用示波器观察MCL-33（或MCL-53，以下同）的双脉冲观察孔，应有间隔均匀，幅度相同的双脉冲（3）检查相序，用示波器观察“1”，“2”单脉冲观察孔，“1”脉冲超前“2”脉冲600，则相序正确，否则，应调整输入电源。
（4）用示波器观察每只晶闸管的控制极，阴极，应有幅度为1V—2V的脉冲。
2．研究三相半波可控整流电路供电给电阻性负载时的工作合上主电源，接上电阻性负载，调节主控制屏输出电压U uv、U vw、U wv，从0V调至110V：（a）改变控制电压U ct，观察在不同触发移相角α时，可控整流电路的输出电压U d=f （t）与输出电流波形i d=f（t），并记录相应的U d、I d、U ct值。
三相半波不可控整流电路
三相半波不可控整流电路三相半波不可控整流电路：一、基本概念1、定义：三相半波不可控整流电路是指一种三相正弦波电源，由三个半波不可控硅整流二极管（也称三极管）构成的整流电路。
2、特点：三相半波可控整流电路具有器件结构通用，控制简单，励磁波形完好，损耗小，整流电流稳定等优点。
二、结构及工作原理1、结构：三相半波不可控整流电路由U、V、W三相电源、三相半波不可控硅整流二极管（也称三极管）及其驱动电路和三个负反馈电阻组成。
2、工作原理：三相半波不可控整流电路采用交流电源，根据所需要求，首先提取三相电源交流电信号，然后经过点火及控制电路，控制三相不可控硅整流二极管开漏，从而实现三相半波不可控整流电路，将交流电源变为直流电源。
三、应用1、桥式整流：三相半波不可控整流电路可用于桥式整流。
在桥式整流中，需要经过负反馈电阻产生负反馈抑制电路，在此之前，将从电源中提取的三相正弦波信号，经过控制电路控制三相半波不可控硅整流二极管，将三相正弦波信号变为直流电，再通过负反馈抑制电路，实现桥式整流。
2、变换器：三相半波不可控整流电路还可以用于变换器的工作，根据变换器的工作要求，将三相正弦波信号输出给三相不可控硅整流二极管，经过点火和控制电路控制三相半波不可控整流电路的工作，最后将输入的三相正弦波信号变换为直流电信号，从而实现变换器的工作。
四、要求1、三相半波不可控整流电路需要使用有限的硅整流二极管，同时这种电路有较高的耐受能力，对正弦波电源变形较大时也能完成高质量工作；2、三相半波不可控整流电路的驱动电路设计要合理、准确，较好的整流电路应能满足load的要求，保证load的稳定性及正常工作；3、三相半波不可控整流电路的抑制电阻应合理设计和布置，以保证整流电流稳定工作；4、三相半波不可控整流电路输出励磁电流应符合正常电流波形，保证结构安全可靠。
三相半波可控整流电路设计
三相半波可控整流电路设计一、方案选择当整流负载容量较大，均可在三相半波的基础上进行分析。
二、主电路选择及原理分析三触发电路的设计为了保证晶闸管电路能正常，可靠的工作，触发电路必须满足以下要求：触发脉冲应有足够的功率，触发脉冲的电压和电流应大于晶闸管要求的数值，并留有一定的裕量。
由闸管的门极伏安特性曲线可知，同一型号的晶闸管的门极伏安特性的分散性很大，所以规定晶闸管元件的门极阻值在某高阻和低阻之间，才可能算是合格的产品。
晶闸管器件出厂时，所标注的门极触发电流Igt、门极触发电压U是指该型号的所有合格器件都能被触发导通的最小门极电流、电压值，所以在接近坐标原点处以gt\Ugt为界划除OABCO区域，在此区域内为不可靠触发区。
在器件门极极限电流Igfm、门极极限电压和门极极限功率曲线的包围下，面积ABCDEFG 为可触发区，所用的合格的晶闸管器件的触发电压与触发电流都应在这个区域内，在使用时，触发电路提供的门极的触发电压与触发电流都应处于这个区域内。
再有，温度对晶闸管的门极影响很大，即使是同一个器件，温度不同时，器件的触发电流与电压也不同。
一般可以这样估算，在100°高温时，触发电流、电压值比室温时低2~3倍，所以为了使敬闸管在任何工作条件下都能可靠的触发，触发电路送出的触发电流、电压值都必须大于晶闸管器件的门极规定的触发电流、触发电压值，并且要留有足够的余量。
如触发信号为脉冲时，在触发功率不超过规定值的情况下，触发电压、电流的幅值在短时间内可以大大超过额定值。
触发脉冲应一定的宽度且脉冲前沿应尽可能陡。
由于晶闸管的触发是有一个过程的，也就是晶闸管的导通需要一定的时间。
只有当晶闸管的阳极电流即主回路电流上升到晶闸管的掣住电流以上时，晶闸管才能导通，所以触发信号应有足够的宽度才能保证被触发的晶闸管可靠的导通，对于电感性负载，脉冲的宽度要宽些，一般为0.5~1MS，相当于50HZ、18度电度角。
为了可靠地、快速地触发大功率晶闸管，常常在触发脉冲的前沿叠加上一个触发脉冲。
三相半波整流电路的设计
课程设计说明书三相半波整流电路的设计院、部：电气与信息工程学院学生姓名：黄晟指导教师：肖文英职称副教授专业：电气工程及其自动化班级：电气本1105完成时间：2014/5/19三相半波整流电路的设计1设计意义及要求1.1设计意义整流电路是出现最早的电力电子电路，将交流电变为直流电，电路形式多种多样。
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。
其交流侧由三相电源供电。
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、十二脉波可控整流电路等，均可在三相半波的基础上进行分析。
1.2初始条件设计一三相半波整流电路，直流电动机负载，电机技术数据如下：Unom=220V，Inom=308A，nnom=1000r/min，Ce=0.196V min/r，Ra=0.18。
1.3要求完成的主要任务1）方案设计2）完成主电路的原理分析3）触发电路、保护电路的设计4）利用MATLAB仿真软件建模并仿真，获取电压电流波形，对结果进行分析5）撰写设计说明书2方案设计分析本文主要完成三相半波整流电路的设计，通过MATLAB软件的SIMULINK模块建模并仿真，进而得到仿真电压电流波形。
分析采用三相半波整流电路反电动势负载电路，如图1所示。
为了得到零线，变压器二次侧必须接成星形，而一次侧接成三角形，避免3次谐波流入电网。
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。
图1 三相半波整流电路共阴极接法反电动势负载原理图直流电动机负载除本身有电阻、电感外，还有一个反电动势E。
如果暂不考虑电动机的电枢电感时，则只有当晶闸管导通相的变压器二次电压瞬时值大于反电动势时才有电流输出。
此时负载电流时断续的，这对整流电路和电动机负载的工作都是不利的，实际应用中要尽量避免出现负载电流断续的工作情况。
电力电子技术课程设计---三相半波整流电路
电力电子技术课程设计报告三相半波整流电路的负载分析姓名学号年级2008 级专业电气工程及其自动化系（院）信息学院指导教师2010年12 月15日三相半波整流的负载分析一、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。
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。
二、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：DC100V用集成电路芯片或分立元件组成触发电路。
三相半波整流电路设计正文
目录第一章技术论证 (1)第二章电力电子器件 (2)1电力电子器件简介 (2)2电力电子器件分类 (2)2.1 按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制的程度分类 (2)2.2按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间信号的性质分类 (3)2.3按照驱动电路加在电力电子器件控制端和公共端之间有效信号波形分类·32.4按照电力电子器件内部电子和空穴两种载流子参与导电的情况分类 (3)3电力电子器件优点 (3)4晶闸管 (4)4.1普通晶闸管的基本工作原 (4)4.2普通晶闸管的工作条件 (4)4.3普通晶闸管的保护措施 (4)5电力晶体管 (4)5.1电力晶体管工作原理 (5)5.2电力晶体管的主要参数 (6)6电力晶体管的驱动与保护 (7)6.1 GTR基极驱动电路 (7)6.2集成化驱动 (7)6.3 GTR的保护电路 (7)第三章三相半波相控整流电路 (9)1 电阻性负载 (9)2 三相半控桥触发电路 (12)2.1模拟与数字触发电路 (12)第四章整流器件的选择及型号的确定 (13)总结 (14)致谢 (15)参考文献 (16)第一章技术论证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。
在电子设备中有时也会遇到功率较大的电源，例如几百瓦甚至超过1—2kw的电源，这时为了提高变压器的利用率，减小波纹系数，也常采用三相整流电路。
另外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。
而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。
实际中，由于三相相控桥式整流电路输出电压脉动小、脉动频率高、网侧功率因数高以及动态响应快，在中、大功率领域中获得了广泛应用，但是三相半波相控整流电路是基础，其分析方法对研究其他整流电路非常有益。
第二章电力电子器件1电力电子器件简介20世纪50年代，电力电子器件主要是汞弧闸流管和大功率电子管。
三相半波整流电路带直流电动机负载电力电子课程设计
摘要电力电子技术就是使用电力电子器件对电能进行变换的控制技术，常用电力电子器件均由半导体制成，故也称为“电力半导体器件”。
电力变换通常可分为四类，即交流变直流（AC-DC）、直流变交流（DC-AC）、直流变直流（DC-DC）和交流变交流（AC-AC）。
交流变直流称为整流，直流变交流为逆变，直流变直流为直流斩波，交流变交流分为交流电力控制和交交变频。
此次课程设计做的是三相半波整流电路带直流电动机负载，最终实现对电机拖动负载和电机转速的控制。
关键字：电力电子技术三相半波整流直流电动机目录1初始条件----------------------------------------------------------------- 3 2主要任务----------------------------------------------------------------- 3 3设计方案----------------------------------------------------------------- 3 3.1主电路设计 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 33.2主电路原理说明------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 4 3.3触发电路设计---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7 3.4触发电路原理说明 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 83.5保护电路的设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 93.5.1 过电压保护-------------------------------------------------------- 93.5.2 过电流保护------------------------------------------------------ 113.6参数计算 -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------133.6.1 负载的参数计算-------------------------------------------------- 133.6.2 晶闸管的选择----------------------------------------------------- 133.6.3 变压器的选择----------------------------------------------------- 144心得体会---------------------------------------------------------------- 14附录三相半波整流电路带直流电动机负载系统图-------------------------------- 16参考文献----------------------------------------------------------------- 16三相半波整流电路设计1初始条件设计一个三相半波整流电路，直流电动机负载，电机技术数据如下：V U nom 220= ，A I nom 308=，min 1000r n nom =，rV C e min 196.0=，Ω=18.0a R 。
三相半波整流电路的设计
烟台南山学院电子课程设计课题名称：三相半波整流电路的设计指导教师：李训杰学院班级：自动化工程学院07电气工程1班设计者：谢建国学号：2007080066时间：2009.05.28谢建国.三相半波整流电路内容摘要电力电子为人类做出了不可磨灭的贡献，因此研究电力电子件是为时代所需。
本次课程设计为三相半波整流电路的设计，本组选择方案为三相半波可控整流电路的设计。
主要分为三大模块：主电路-触发电路和保护电路，其中触发电路为集成电路。
所选器件基本为电阻-电感和门极可关断晶闸管（GTO）等。
由于当负载为电阻和电阻电感时的电路的工作情况不同，所以电路中对它们各自工作的情况进行系统而详细的分析。
设计中对电路的工作原理以及电路器件的数计算等均有涉及。
根据计算的结果，又遵循经济安全的原则，设计中对器件的型号做出了最后的选择。
由于时间仓促，难免有些差错，望批评指正。
1烟台南山学院.电力电子课程设计目录1 设计要求 (3)2 整流电路的分类及方案选择 (3)3 电路的确定 (3)3.1 主电路的确定 (3)3.2 触发电路的确定 (4)3.3 保护电路的确定 (5)4 负载电路原理及分析 (6)4.1 电阻负载及电路原理分析 (6)4.2 电阻电感负载及电路分析 (8)5 参数计算及器件选择 (8)6 设计心得 (10)7 参考文献 (10)2谢建国.三相半波整流电路1 设计要求（1）输入电压：三相交流 380V、50HZ（2）输出功率：2KW（3）用集成电路组成触发电路（4）负载性质:电阻、电阻电感（5）对电路进行设计计算说明（6）计算所用元器件型号参数2 整流电路的分类及案选择整流电路将交流电变为直流电，应用十分广泛，电路形式多种多样，各具特色。
可以从多种角度对整流电路进行分类:按电路结构可分为桥式电路和零式电路；按组成的器件可分为不可控-半控-全控三种；按交流输入相数可分为单相电路和多相电路；按电压器二次侧电流的方向是单向或双向，又分为单拍和双拍电路。
三相半波可控整流电路
整流电路的输出电压波形为直流，其幅值和相位取决于输入电压波形、控制信号 以及整流元件的参数。通过对输入电压波形和整流元件参数的分析，可以推导出 输出电压波形的数学表达式。
输出电压与电流的调节
输出电压调节
通过调整触发脉冲的相位或宽度，可以改变整流电路输出电压的相位和幅值。在一定范围内，输出电压与触发脉 冲的相位和宽度呈线性关系。
二极管
二极管在整流电路中起到续流的作用 ，当晶闸管处于截止状态时，二极管 导通，使负载上的电流得以续流，保 持负载的正常工作。
二极管的反向恢复时间、正向压降和 额定电流等参数对整流电路的性能有 重要影响。
03
工作过程
触发脉冲的产生与控制
触发脉冲的产生
三相半波可控整流电路的触发脉冲通常由专门的触发电路产 生，该电路根据控制信号（如给定的直流电压或电流）来调 整触发脉冲的相位和宽度。
稳定性
由于整流器的工作原理，三相半波可控整流电路在运行过程中可能会受到各种干扰因素的影响，需要 采取相应的措施来提高系统的稳定性。
05
实际应用与优化
在电机控制中的应用
直流电机调速
通过改变整流电路的输出电压，可以调节直流电机的输入电压，从而实现电机的调速控 制。
交流电机软启动
利用可控整流电路的特性，可以实现交流电机的软启动，减小启动电流对电网的冲击。
触发脉冲的控制
触发脉冲的相位控制决定了整流电路输出电压的相位，而触 发脉冲的宽度控制则决定了输出电压的幅值。通过调整触发 脉冲的相位和宽度，可以实现对整流电路输出电压和电流的 有效控制。
整流波形分析
输入电压波形分析
在三相半波可控整流电路中，输入电压波形为三相正弦波，其幅值和相位取决于 电源参数和控制信号。
三相半波可控整流电路的设计
三相半波可控整流电路的设计三相半波可控整流电路是一种常用的电力电子变换器，常用于交流电源装置、直流电机驱动器和电压调节器等场合，其工作原理是通过对三相交流电进行控制，使其变为可控的单相直流电。
以下是关于三相半波可控整流电路的设计和工作原理的详细介绍。
一、三相半波可控整流电路的工作原理三相半波可控整流电路的输入是三相交流电源，通过可控硅器件（一般使用晶闸管）对交流电进行控制，使其变为可控的单相直流电。
整流电路由控制电路、整流电路和滤波电路三部分组成，主要包括三相变压器、可控硅器件和直流滤波电容等。
整流电路的工作过程如下：1.输入三相交流电源通过三相变压器降压，并经过整流电路的可控硅器件。
通过控制可控硅器件的导通和关断实现对交流电的控制。
2.当可控硅器件导通时，交流电流通过整流电路进入负载。
此时交流电流的方向被控制为和输入电源相同时，负载消耗正向电流。
3.当可控硅器件关断时，交流电流无法通过整流电路进入负载，此时负载上的电压降为零。
4.通过改变可控硅器件的导通角控制电流的大小，从而控制负载上的直流电压。
1.整流电压控制整流电压的控制是通过改变可控硅器件的导通角来实现的。
导通角越大，整流电压越高。
因此，设计需要确定可控硅器件的导通角范围，以满足负载对直流电压的需求。
2.整流电压波动限制为了使整流电压稳定，设计中需要考虑添加滤波电容以限制整流电压的波动。
滤波电容的选取需要根据负载电流和波动限制来确定。
一般情况下，电容的容值越大，波动越小。
3.整流电流控制为了保护负载和整流电路中的可控硅器件，需要考虑整流电流的控制。
可以通过添加电流限制保护装置，当整流电流超过设定值时进行限制。
4.整流效率和功率因数设计中还需要考虑整流电路的效率和功率因数。
整流电路的效率可以通过合理选择变压器和可控硅器件来提高。
功率因数则可以通过加入功率因数校正电路来提高。
5.控制电路设计控制电路包括触发电路和控制电压调节电路。
触发电路用于触发可控硅器件的导通；控制电压调节电路用于调节整流电压的大小。
三相半波可控整流电路的设计
电力电子技术课程设计说明书三相半波可控整流电路的设计院、部：电气与信息工程学院学生姓名：周天全指导教师：陆秀令职称教授专业：电气工程及其自动化班级：电气1403班完成时间：2017年6月湖南工学院电力电子技术课程设计课题任务书学院：电气与信息工程学院专业：电气工程及其自动化专业摘要整流就是交流变直流的过程。
当整流负荷容量较大，或要求直流电压脉动较小、易滤波时，应采用三相整流电路，其交流测由三相电源供电。
三相可控整流电路中，最基本的是三相半波可控整流。
晶闸管（SCR）是晶体闸流管的简称，又称作可控硅整流器，以前被简称为可控硅。
只有在晶闸管阳极和门级同时承受正向电压时，晶闸管才能导通，两者缺一不可。
本课题三相半波可控整流电路就是利用晶闸管的这一性质，使得每个晶闸管流过单相电流，以此来达到整流的目的。
同时，改变晶闸管的导通触发角α，改变每相电压导通时刻，以实现整流电压在0~100V连续可调。
由于设备有限，因此采用Matlab提供的可视化仿真工具Simulink直接建立电路仿真。
Simulink仿真具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink仿真已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。
关键词：整流；晶闸管；MatlabABSTRACTRectification is the process of alternating current to direct current. When the rectifier load capacity is big, or the DC voltage fluctuation is small and easy to filter, three-phase rectifier circuit should be adopted, and the AC measurement is supplied by three-phase power supply. Three phase controllable rectifier circuit, the most basic is the three-phase half wave controlled rectifier.The thyristor (SCR) is referred to as the crystal thyratron, also called silicon controlled rectifier, previously referred to as scr. The thyristor can only be switched on when the anode and gate level of the thyristor are simultaneously under the forward voltage, and both of them are indispensable. This topic three-phase half wave controlled rectifier circuit is to use the nature of thyristor, so that each thyristor flow through a phase, so as to achieve the purpose of rectification. Meanwhile, the turn-on trigger angle of the thyristor is changed, and the turn-on time of each phase voltage is changed so as to realize the continuous adjustment of the rectification voltage at 0~100V.Because of the limited equipment, Simulink is used to build the circuit simulation directly by the visual simulation tool Matlab. Simulink simulation has wide adaptability, structure and process simulation of fine, clear and practical, high efficiency, flexibility, and the advantages of Simulink based simulation has been widely used in control theory and digital signal processing complex simulation and design.Key Words:rectification; the thyristor;matlab目录1 设计背景及要求设计背景所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。
三相半波可控整流电路的设计
、八、■刖言本课程设计的题目是三相半波可控整流电路的设计，三相半波可控整流电路是最基本的三相可控整流电路。
需要设计的此三相半波可控整流电路带阻感负载，电感为极大值，根据这些条件及三相半波可控整流电路的工作原理设计出该三相半波可控整流电路图。
用PSIM仿真软件对设计结果进行校验，验证其正确性。
在设计电路与仿真结果的过程中，将更清晰的了解三相半波可控整流电路的原理。
目录1电路设计参数说明..................................................................... 仁2电路原理图设计....................................................................... 仁2.1电路工作原理说明................................................................1..2.2电路图的设计.................................................................... 2.. 3电路仿真............................................................................ 2.. 4电路各参数计算......................................................................3. 5心得与体会.........................................................................4..参考文献............................................................................. 4...三相半波可控整流电路的设计1电路设计参数说明三相半波可控整流电路：U2=200V,带电阻电感负载，R=8Q , L值极大，当口= 75°。
三相半波整流电路的设计说明书
三相半波整流电路的设计摘要整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。
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。
整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。
20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。
滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。
变压器设置与否视具体情况而定。
变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离（可减小电网与电路间的电干扰和故障影响）。
整流电路的种类有很多，有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。
关键词：整流，变压，触发，晶闸管，额定。
目录摘要 (Ⅰ)1课程设计目的及任务 (1)1.1课程设计的目的 (1)1.2课程设计任务 (1)1.3课程设计的要求 (1)2主电路设计及原理 (2)2.1主电路设计 (2)2.2主电路原理说明 (2)3各参数的计算 (5)3.1输出值的计算 (5)3.2晶闸管的额定电压 (6)4课程设计所用器件 (7)4.1晶闸管简介 (7)4.2晶闸管分类 (7)4.3晶闸管工作原理 (8)4.4晶闸管工作过程 (8)4.5主要用途 (11)5PSIM软件仿真结果与分析 (12)5.1PSIM软件仿真结果 (12)5.1.1 α=30°，电阻负载时的电路图，波形图及计算结果 (12)5.1.2 α=90°，电阻负载时的电路图，波形图及计算结果 (13)5.1.3 α=120°，电阻负载时的电路图，波形图及计算结果 (14)5.2结果分析 (15)6心得体会 (16)致谢 (17)参考文献 (18)三相半波整流电路的设计 11 课程设计目的及任务1.1课程设计的目的本次课程设计是利用电力电子技术中所学的知识对三相半波整流电路进行了整体设计，并利用PSIM软件进行仿真，对所设计电路进行检验验证。
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电力电子技术课程设计题目：三相半波整流电路的设计作者：伟龙学号：指导教师：宁专业班级：13级电气工程及其自动化本科2班工业学院2015年12月21日目录一、目录 (1)二、引言1.1 什么是电力电子技术 (2)1.2 整流电路的应用领域及分类 (2)三、设计目的及意义 (3)四、设计的要求和容4.1 三相半波整流电路电阻负载原理组成 (3)4.2 三相半波整流电路电阻负载原理图 (4)4.3 三相半波整流电路原理波形分析 (4)4.4 三相半波整流电路的保护电路 (6)五、三相半波整流电路数量计算5.1 输出值的计算 (7)5.2 晶闸管电流有效值 (8)5.3 晶闸管额定电流 (8)六、Matlab软件电脑仿真原理图6.1 电阻负载Matlab原理图仿真 (8)6.2 阻感负载Matlab原理图仿真 (9)6.3 电阻负载Matlab波形图仿真 (9)七、心得体会 (11)八、参考文献 (12)九、致 (12)二、引言2.1 什么是电力电子技术电力电子技术是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科。
因它本身是大功率的电技术，又大多是为应用强电的工业服务的，故常将它归属于电工类。
电力电子技术的容主要包括电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置及其系统。
电力电子器件以半导体为基本材料，最常用的材料为单晶硅；它的理论基础为半导体物理学；它的工艺技术为半导体器件工艺。
近代新型电力电子器件量应用了微电子学的技术。
电力电子电路吸收了电子学的理论基础，根据器件的特点和电能转换的要求，又开发出许多电能转换电路。
这些电路中还包括各种控制、触发、保护、显示、信息处理、继电接触等二次回路及外围电路。
利用这些电路，根据应用对象的不同，组成了各种用途的整机，称为电力电子装置。
这些装置常与负载、配套设备等组成一个系统。
电子学、电工学、自动控制、信号检测处理等技术常在这些装置及其系统量应用。
2.2 整流电路的应用领域及分类工业中广泛使用的整流电路的目的是把国家电网中的交流电能转换为直流电能。
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当整流负载容量较大，或要求直流电压脉动较小、易滤波时，应采用三相整流电路。
由于电力电子技术是将电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域，利用半导体电力开关器件组成各种电力变换电路实现电能和变换和控制，而构成的一门完整的学科。
故其学习方法与电子技术和控制技术有很多相似之处，因此要学好这门课就必须做好实验和课程设计，又因为整流电路应用非常广泛，在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，双反星形可控整流电路以及十二脉波可控整流电路等，均可在三相半波可控整流电路的基础上进行分析，因此本次我们要做的实践是三相半波可控整流电路。
整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。
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。
整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。
20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。
滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。
变压器设置与否视具体情况而定。
变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离（可减小电网与电路间的电干扰和故障影响）。
整流电路的种类有很多，有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相半可控整流电路、三相桥式全控整流电路等。
三、设计目的及意义1、了解并掌握三相半波可控整流电路组成和应用；2、进一步掌握晶闸管工作原理及其在三相半波可控整流电路中的作用；3、结合课本和课外知识，了解电力电子技术整流电路在实际中的应用；4、深入探索三相半波可整流电路可以为之后的三相电路研究夯实基础。
四、设计的要求和容1、根据三相半波整流电路课题正确选择电路形式；2、绘制完整的三相半波整流电路电气原理图；3、利用Matlab进行三相半波整流电路的仿真实验；4、详细介绍整体电路和各功能部件工作原理并计算各元器件的值。
设计一个三相半波可控整流电路，电路分为电阻负载和阻感负载两种，利用Matlab软件分别做出两种电路的仿真图。
本次设计我们只对电阻负载进行主要设计，并做出分析。
4.1 三相半波整流电路电阻负载原理组成三相半波可控整流电路用三只晶闸管，与单相电路比较，输出电压脉动小，输出功率大，三相负载平衡。
不足之处是晶闸管电流即变压器的二次电流在一个周期只有1/3时间有电流流过，变压器利用率低。
三相半波可控整流电路纯电阻性负载，三相半波可控整流电路如图1-1所示。
图中Tr为整流变压器，为了得到中性线，整流变压器的二次接成星形，一次绕组接成三角形，使三次谐波都能够通过，减少了高次谐波对电网的影响。
为了得到零线，整流变压器的二次绕组必须接成星形，而一次绕组多接成三角形，使其3次谐波能够通过，减少高次谐波的影响。
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，连接方便。
4.2 三相半波整流电路电阻负载原理图图1-14.3 电路原理波形分析图1-2稳定工作时，三个晶闸管的触发脉冲互差120º，规定ωt=2π/3为控制角α的起点，称为自然换相点。
三相半波共阴极可控整流电路自然换相点是三相电源相电压正半周波形的交叉点，在各相相电压的ωt=2π/3处。
在ωt1时刻触发VT1，在ωt1～ωt2区间有uu＞uv、uu＞uw，u相电压最高，VT1承受正向电压而导通，输出电压ud＝uu。
其他晶闸管承受反向电压而不能导通。
VT1通过的电流iT1与变压器二次侧u相电流波形相同，大小相等。
在ωt2时刻触发VT2，在ωt2～ωt3区间 v相电压最高，由于uu＜uv，VT2承受正向电压而导通， ud＝uv。
VT1两端电压uT1<0，晶闸管VT1承受反向电压关断。
在VT2导通期间，VT1两端电压uT1= uu-uv= uuv。
在ωt2时刻发生的一相晶闸管导通变换为另一相晶闸管导通的过程称为换相。
在ωt3时刻触发VT3，在ωt3～ωt4区间w相电压最高，由于uv＜uw，VT3承受正向电压而导通，ud＝uw。
VT2两端电压 uT2= uv-uw=uvw<0，晶闸管VT2承受反向电压关断。
在VT3导通期间VT1两端电压uT1= uu-uw= uuw。
这样在一周期，VT1只导通2π/3，在其余π/3时间承受反向电压而处于关断状态。
只有承受高电压的晶闸管元件才能被触发导通，输出电压ud波形是相电压的一部分，每周期脉动三次，是三相电源相电压正半波完整包络线，输出电流id与输出电压ud波形相同 (id=ud/R)。
电阻性负载α=0º时，VT1在VT2、VT3导通时仅承受反压，随着α的增加，晶闸管承受正向电压增加；其他两个晶闸管承受的电压波形相同，仅相位依次相差120º。
增大α，则整流电压相应减小。
α=30º是输出电压、电流连续和断续的临界点。
当α＜30º时，后一相的晶闸管导通使前一相的晶闸管关断。
当α＞30º时，导通的晶闸管由于交流电压过零变负而关断后，后一相的晶闸管未到触发时刻，此时三个晶闸管都不导通，直到后一相的晶闸管被触发导通。
从上述波形图可以看出晶闸管承受最大正向电压是变压器二次相电压的峰值，UFM =U2，晶闸管承受最大反向电压是变压器二次线电压的峰值，URM=× U2 =U2。
α=150º时输出电压为零，所以三相半波整流电路电阻性负载移相围是0º～150º。
如果将电路中的晶闸管换成整流管，那么整流元件就在Wt1.Wt2.Wt3，处自然换相，并总是换到电压最高的一相上去，相应的输出a相，b相，c相电压。
因此相电压的交点就是三相半坡电路的自然换相点，即该出的a=0°。
在Wt1--Wt2期间，a相电压U最高，在Wt2--Wt3期间，b相电压最高，在Wt2时刻触发晶闸管T2,可使T2导通，此时T1因承受反向电压而关断，负载上得到b 相电压Ub等如此，各晶闸管都按同样的规律依次触发导通并关断前面一个已导通的晶闸管。
图（a）所示，是三相电压触发脉冲。
图（b）所示，各晶闸管上的触发导通脉冲相序应与电源的相序相同。
各相触发脉冲依次间隔120°，每相晶闸管各导电120°，负载电流波形与整流电压波形相同，是连续的。
图（c）所示，输出的整流电压时三相交流相电压正半周期线。
图（d）所示，是变压器a 相绕组，即流经晶闸管T1的电流波形，可见变压器绕组过的是直流脉冲电流。
图（e）是晶闸管T1两端的电压Ut1的波形。
4.4 三相半波整流电路的保护电路设计相对于电机和继电器，接触器等控制器而言，电力电子器件承受过电流和过电压的能力较差，短时间的过电流和过电压就会把器件损坏。
但又不能完全根据装置运行时可能出现的暂时过电流和过电压的数值来确定器件参数，必须充分发挥器件应有的过载能力。
因此，保护电路就成为提高电力电子装置运行可靠性必不可少的重要环节。
电力电子电路中保护电路包括过电压保护和过电流保护。
过电压保护一般采用RC过电压抑制电路，RC过电压抑制电路可接于供电变压器的两端或电力电子电路的直流侧。
过电流保护分为过载和短路两种情况，一般过电流保护措施常采用快速熔断器、直流快速熔断器和电流继电器。
在本设计的保护电路中对变压器一次侧和二次侧分别加上熔断器对其进行保护，对电机加上一个过载保护熔断器，如图1-3所示：五、三相半波整流电路数量计算5.1 输出值的计算三相桥式全控整流电路中，整流输出电压ud 的波形在一个周期脉动3次，且每次脉动的波形相同，因此在计算其平均值时，只需对一个脉波（即1/3周期）进行计算即可。
电阻负载时要求的移相围为0~150度。
下面分两种情况来计算整流电压的平均值：（1）α≤30度时，负载电流连续，有：公式5-1当00α=时，d U 为最大，d d02U =U =1.17U 。
（2）a >30度时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有：公式5-2当0150α=时， d U =06d 2212sin ()0.675[1cos(/6)]2/3U U td t U ππαωωπαπ+==++⎰566d 2212sin () 1.17cos 2/3U U td t U ππααωωαπ++==⎰负载电流的平均值d I 为d d U I =R由于晶闸管是交替工作的，流过晶闸管的平均电流为 dT d 1I =I 3 5.2 晶闸管的电流有效值I vt=0.577I d5.3 晶闸管额定电流I vt (AV)=I vt /1.57六、Matlab 软件电脑仿真原理图本次设计我们使用Matlab 中的Simtlink 直接建立电路仿真模型，随意改变仿真参数，并且可以立即得到任意的仿真结果，直观性强，进一步省去了编程的步骤。