三相半波可控整流电路电阻性负载课程设计
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)。
电力电子课程设计---三相半波可控整流电路电阻性负载
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。
The ac power rectifier circuit is converted to dc can circuit. Most by rectifier circuit transformer, rectifier main circuit and filters etc. It in dc motor speed, the motives of generator excitation adjustment, electrolysis, electroplating and other areas to be widely applied. Usually by rectifier circuit main circuit, filter and transformers group. Since 1970s, main circuit multi-purpose silicon rectifier diode and the brake canal composition. Filters connect in the main circuit and load between filter, used in the dc voltage ripple exchange component. Transformer Settings or not inspect particular case and decide。
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°。
实验九 三相半波可控整流电路实验
Ud（记录值）124 记录值）
1.0125
0.3375 0.09045
计算值） Ud（计算值）124
82
41
11
0
重庆科创职业技术学院电力电子实验室 黄琴 黄琴
α U2 记录值） Ud（记录值） Ud/U2
30° 60° 30° 60° 119 119
90° 120° 150° 90° 120° 150° 119 119 119
重庆科创职业技术学院电力电子实验室 黄琴 黄琴
电力电子技术
三相半波可控整流电路实验
七、实验方法
(2)三相半波可控整流电路带电阻性负载 三相半波可控整流电路带电阻性负载 按图3-10接线，将电阻器放在最大阻值处 接线， 按图 接线 按下“启动 按钮， 启动”按钮 上的“给定 ，按下 启动 按钮，DK08上的 给定 从零 上的 给定”从零 开始，慢慢增加移相电压， 能从30° 开始，慢慢增加移相电压，使α能从 °到 能从 170°范围内调节，用示波器观察并纪录 °范围内调节， α=30°、60°、90°、120°、150° ° ° ° ° ° 时整流输出电压Ud和晶闸管两端电压 和晶闸管两端电压UVT 时整流输出电压 和晶闸管两端电压 的波形，并纪录相应的电源电压U2及Ud的 的波形，并纪录相应的电源电压 及 的 数值于下表中
UAN UBN VT1 VT3 UGK
UCN VT5
0~15v可调 CT 可调U 可调 450Ω Ω YB4328 DT9205
重庆科创职业技术学院电力电子实验室 黄琴 黄琴
电力电子技术
三相半波可控整流电路实验
三、实验线路及原理
+
-
900 并900
重庆科创职业技术学院电力电子实验室 黄琴 黄琴
三相半波可控整流电路性负载阻
1.三相半波可控整流电路（电阻性负载）1.1三相半波可控整流电路（电阻性负载）电路结构为了得到零线变压器二次侧接成星形得到零线，为了给三次谐波电流提供通路，减少高次谐波的影响，变压器一次绕组接成三角形，为△/Y接法。
三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，其阴极连接在一起为共阴极接法。
如图1.du R1VT3VTd i2VTr T图1.三相半波可控整流电路原理图（电阻性负载）1.2三相半波可控整流电路工作原理（电阻性负载）1)在ωt1-ωt2区间，有Uu＞Uv，Uu＞Uw，U相电压最高，VT1承受正向电压，在ωt1时刻触发VT1导通，导通角θ=120°，输出电压Ud=Uu。
其他两个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，可在负载电阻R两端测试。
2)在ωt2-ωt3区间，有Uv＞Uu，V相电压最高，VT2承受正向电压，在ωt2时刻触发VT2导通，Ud=Uv。
VT1两端电压Ut1=Uu-Uv=Uuv＜0，晶闸管VT1承受反向电压关断。
3）在ωt3-ωt4区间，有Uw＞Uv，W相电压最高，VT3承受正向电压，在ωt3时刻触发VT3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＜0。
这样在一个周期内，VT1只导通120°，在其余240°时间承受反向电压而处于关断状态。
1.3三相半波可控整流电路仿真模型（电阻性负载）根据原理图用matalb软件画出正确的三相半波可控整流电路（电阻性负载）仿真电路图如图2所示：图2.三相半波可控整流电路仿真模型（电阻性负载）脉冲参数，振幅3V，周期0.02，占空比10%，时相延迟分别为（α+30）/360*0.02，（α+120+30）/360*0.02，（α+240+30）/360*0.02。
三相半波可控整流电路带电阻负载(精)
Ud/U2 随 a 变化的规律如图 6 中的曲线 1 所示。
图 6 三相半波可控整流电路 Ud/U2 随 a 变化的关系 1－电阻负载 2－电感负载 3－电阻电感负载
⒊共阳接法三相半波相控整流电路
7
8
1
图 2 三相半波不控整流电路波形 ⒉三相半波可控整流电路电阻负载及其波形分析
2
图 3 三相半波可控整流电路 ⑴电路的特点： 变压器二次侧接成星形得到零线，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，其阴极连接在一起——共阴极接法 。 ⑵自然换相点： 二极管换相时刻为自然换相点，是各相晶闸管能触发导通的最早时刻，将其作为计算各
晶闸管触发角 的起点，即 0 。
3
u
=0
u
a
2
u
u
R
i
b
c
d
b)
O t
t
t
t
1
2
3
u
G
c)
O
t
u
d
d)
O
t
i
VT 1
e)
O
t
u
f)
VT 1
O
t
u
ab
u
ac
图 3 三相半波可控整流电路共阴极接法电阻负载时的电路及 a =0时的波形
⑶三相半波可控整流电路，电阻负载，a=30时的波形见图 4
特点：
负载电流处于连续和断续之间的临界状态。
a>30时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有：
Ud
1 2
6
2U 2
sin td(t)
32 2
U2
2.项目四任务二 三相半波可控整流电路调试
s
in
2
9
6
2
（5）晶闸管两端承受的最大正反向电压。 U RM 2 3U 2 6U 2 2.45U 2
二、相关知识
04 三相半波可控整流电路电感性负载不 接续流 二极管 工作原 理
U VW U V
➢ 控制角α=0°
12
3
0
1
23
12
0
问题：与电阻负载控制角α=0°是否有区别？
二、相关知识
二、相关知识
02 三相半波可控整流电路电阻性负载工作原理
➢ 工作原理（α=60°时）
1、VS1导通，uT1=0。 2、三个晶闸管都不导通，VS1承受 电源电压uU 3、VS2导通，VS1承受线电压uUV 4、三个晶闸管都不导通，VS1承受 电源电压uU 5、VS3导通，VS1承受线电压uUW 6、三个晶闸管都不导通，VS1承受 电源电压uU
➢ 控制角α起点 控制角α是指晶闸管从承受正向电压开始到触发脉冲出现之间的电角度。 α=0°的晶闸管相当于二极管。
U VW U V 12 3 0
三个二极管VD1、VD2、VD3分别在什么时刻导通？
二、相关知识
02 三相半波可控整流电路电阻性负载工作原理
➢ 控制角α起点
U VW U V 12 3 0
1 2π
π π
6
2U 2
sin td(t)
32 2π
U2
1
cos(π 6
)
0.675
1
cos(π 6
)
3
二、相关知识
03 三相半波可控整流电路电阻性负载参数计算
（2）直流输出平均电流Id。Id = Ud/Rd （3）流过晶闸管的电流的平均值IdT。 （4）流过晶闸管的电流的有效值IT。
三相半波可控整流电路
u2
a =30° ua
ub
uc
O
uG O ud O i VT
第三章 三相可控整流电路
■其交流侧由三相电源供电。 ■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。 ■最基本的是三相半波可控整流电路。
■应用最为广泛的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。
3.1 三相半波可控整流电路
a)
u2 b) O uG O ud O i VT
2
倍
导通角相同时，全波整流电路的功率因数比 半波整流时提高了 倍。
2
2、阻感性负载
VT2导通才始得VT1承受反压关断， 负载电流由原来VT1换到VT2供给。
电源换流：电流从一个晶闸管换到另一个晶闸管是自然进行的，用不到任何换流措施， 只是在换流瞬间，利用交流输入电压的正确极性，使得待导通的管子承受正压方能触发 导通，使已导通的管子承受反电压而判断。
α=0时，Ud= Ud0=0.9U2。α=180时，Ud=0。可见，α
角的移相范围为180。
☞向负载输出的直流电流平均值为：
Id U d 2 2U 2 1 cos a U 1 cos a 0.9 2 R pR 2 R 2
☞流过晶闸管的电流平均值 ：
I dT 1 U 2 1 cosa I d 0.45 2 R 2
☞a=0(波形见上页) √三个晶闸管轮流导通 120 ，ud波形为三个相电 压在正半周期的包络线。 √变压器二次绕组电流有 直流分量。 √晶闸管电压由一段管压 降和两段线电压组成，随 着a增大，晶闸管承受的电 压中正的部分逐渐增多。 ☞a=30 √负载电流处于连续和断 续的临界状态，各相仍导 电120。
电力电子技术——三相半波可控整流电路
➢SCR电压波形uVT1（三段分析法）:与三相半波相同。 ➢副边电流ia波形：正半周为iVT1，负半周为iVT4；阻感负
➢t3~t4 期 间 ： VD3 导 通 , 迫 使 VD2 关 断 ， ud=uc。
Goback
➢VD1,2,3轮换导通各120° ，ud为三相电压在正半 周的包络线，三脉波整流。
➢t1，t2，t3时刻均发生二极管换流，电流由一只 向另一只转移。
• 自然换相点：各相晶闸管能触发导通的最早时刻。
以此作为控制角的起点。单相整流的自然换相
➢导通30o时， ua= ub ， uab过零变负。电阻负载时， VT1,6关断，ud=0；而在大L-R负载时VT1,6继续导通， ud等于uab负半周的起始片段，直到VT1,2触发导通为 止。
➢在C相负半周=90o处,VT1,2同时触通，ud为uac片段。
➢ud每周含有6个线压片段。电阻负载时，ud断续间隔
• >30°(=60°) 时 ： ua 过 零 时 , 由 于 L 很 大 , 延 续 VT1导通，直到b相VT2触通,发生换流，ud=ub, 同时使VT1关断。
• 随增大，ud中的负面积增大,直到=90° ，正负
面积相等，Ud=0。
• 的移相范围：0～90° 。
转波形
• 每只SCR导通角=120°,电流近似为120°方波。
u
u
u
u
u
a
b
c
a
2
t
u G
1
3
三相半波可控整流电路带电阻负载
三相可控整流电路带电阻负载1•三相半波不可控整流电路由三相变压器供电，也可直接接到三相四线制交流电网，二次相电压有效值为U",线电压为U”,其表达式为图1三相半波不控整流电路u B—42U2^sinUQ-^2U2^n三只整流二极管的阴极连在一起接到负载端，称为共阴接法，三个阳极分别接到变压器二次侧，变压器为三角形/星形联结。
直流平均电压值为皤U円・口5三相半波磁瘫电路及浪形图2三相半波不控整流电路波形2.三相半波町控整流电路电阻负载及其波形分析VT1VT2VT3图3三相半波町控整流电路⑴电路的特点:变压器二次侧接成星形得到零线，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，其阴极连接在一起一一共阴极接法。
（2）自然换相点：二极管换相时刻为自然换相点，是各相晶闸管能触发导通的最早时刻，将其作为计算各晶闸管触发角6Z的起点，即6Z = 0°oVT1VT2VT3b)c)d)O I I I I I Ot图3三相半波可控整流电路共阴极接法电阻负载时的电路及a=0°时的波形⑶三相半波可控整流电路，电阻负载，a=30°时的波形见图4特点：负载电流处于连续和断续之间的临界状态。
图4三相半波可控整流电路，电阻负载，a=30。
时的波形⑷三相半波可控整流电路，电阻负载，a=60°时的波形如卞图5。
特点：负载电流断续，晶闸管导通角小于120。
o a、tO (Ot 图2-5三相半波可控整流电路，电阻负载，a=60。
时的波形图⑸整流电压平均值的计算时，负载电流连续，有：| 5打+a 3U. = L6“ 迈U “ siii 曲d(劲)= ----------- (A cos6r = 1.17(7, cos a2 兀" 17[ "---- o3当a=0时，Ud最大，为匕=%=1.17/230。
时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有:7T(7, l + cos(—+<z) = 0.675 l + cos(—+ <z) 6 6负载电流平均值机吕晶闸管承受的最大反向电压，为变压器二次线电压峰值，即U RM =血X ®2 =间2 = 2A5U2晶闸管阳极与阴极间的最人正向电压等于变压器二次相电压的峰值，即S M =凤Ud/U2随a变化的规律如图6中的曲线1所示。
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---三相半波整流电路————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：1 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。
三相半波可控整流电路反电动势阻感负载
一、引言三相半波可控整流电路在工业生产中扮演着重要的角色，它能够将交流电转换为直流电，并通过控制整流角来实现对电压的调节。
在工业制造、电力系统和各种设备中，三相半波可控整流电路都有着广泛的应用。
本文将重点探讨三相半波可控整流电路中反电动势、阻感负载等相关的知识和原理。
二、三相半波可控整流电路的基本原理三相半波可控整流电路是通过控制三相双向可控硅元件的开通和关断来实现电压的调节和直流电的输出。
在正半周，通过相间触发实现三相整流，而在负半周可控整流电路通过相变触发实现三相整流。
这样就可以得到稳定的直流输出电压。
三、反电动势对三相半波可控整流电路的影响1. 反电动势的产生机理在三相半波可控整流电路中，负载器件的电感会产生反电动势。
当可控整流电路关断时，负载电感中的电流并不会迅速下降至零，这时产生的反电动势会影响整流电路的性能。
2. 反电动势对电压波形的影响反电动势的存在会导致输出电压波形出现异常，表现为波形的扭曲和振荡。
这对于需要输出稳定直流电压的应用来说是不利的，因此需要采取措施来抑制反电动势的影响。
四、阻感负载在三相半波可控整流电路中的应用1. 阻感负载的特点阻感负载是指在可控整流电路中加入电感元件形成的负载。
它具有在整流电路中平滑电流和减小反电动势的作用。
2. 阻感负载的原理在三相半波可控整流电路中，通过合理设置电感值和接入位置，可以实现对反电动势的有效抑制。
阻感负载还可以平滑输出电流，减小电压波动。
3. 阻感负载的设计与应用在实际工程中，需要根据具体的需求和实际情况来设计和选择合适的阻感负载。
通过合理配置阻感负载的参数和位置，可以有效改善整流电路的性能。
五、结论三相半波可控整流电路在工业领域具有广泛的应用，但在实际运行中会受到反电动势的影响。
通过加入合适的阻感负载，可以有效地抑制反电动势的影响，改善整流电路的性能。
在实际工程中应合理设计和应用阻感负载，以确保整流电路的稳定运行和性能优良。
以上就是关于三相半波可控整流电路反电动势和阻感负载的相关内容，希望能够对相关领域的工程师和技术人员有所帮助。
工学电力电子技术可控整流电路三相半波
3.控制角30º<α<150º
负载电流断续
晶闸管导通角小于120
晶闸管的电压波形由6段组成： 0，ua,uab，ua,uac，ua
3
三相半波可控整流电路
一.电阻性负载
◆ α移相范围 150º
4
三相半波可控整流电路
一.电阻性负载
(二)基本数量关系
整流电压平均值的计算
a≤30时，负载电流连续
Ud
1
2
5 6 6
2U
2
sin
td(t)
36
2
U2
cos
1.17U 2
cos
3
当a=0时，Ud最大，为 Ud Ud0 1.17U2
5
三相半波可控整流电路
一.电阻性负载
(二)基本数量关系
整流电压平均值的计算
a>30时，负载电流断续，晶闸管导通角减小
1
Ud 2
6
2U 2
sin
td(t)
24
三相半波可控整流电路
三、整流变压器容量
25
三相半波可控整流电路 整流变压器容量与整流功率
整流功率Pd=UdId，即整流器给负载提供的 功率
变压器容量S，变压器的容量原副边一般不 等，取其平均值
变压器传递交流分量，将次级电流的交流 分量提取即可得原边电流
26
三相半波可控整流电路 整流变压器容量与整流功率
一.电阻性负载
(二)基本数量关系
负载电流平均值
Id
Ud R
晶闸管电流平均值
轮流导通，所以平均值为负载的三分之一
Itav
Id 3
8
三相半波可控整流电路
晶闸管电压额定值计算
三相半波可控整流
一、实验目的1、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性负载和电感性负载时的工作情况。
2、不同负载时，三相半波可控整流电路的结构、工作原理、波形分析。
二、实验内容1、三相半波可控整流电路（电阻性负载）1.1 电路结构为了得到零线变压器二次侧接成星形得到零线，为了给三次谐波电流提供通路，减少高次谐波的影响，变压器一次绕组接成三角形，为△/Y接法。
三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源，其阴极连接在一起为共阴极接法。
图2-1三相半波可控整流电路结构图2-2 α=0°时的波形工作原理：1）在ωt1-ωt2区间，有Ua＞Ub，Ua＞Uc，A相电压最高，VT1承受正向电压,在ωt1时刻触发VT1导通，导通角θ=120°,输出电压Ud=Ua。
其他两个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A相电流波形相同，大小相等，可在负载电阻R两端测试。
2）在ωt2-ωt3区间，有Ub＞Uc，Ub＞Ua，B相电压最高，VT2承受正向电压，在ωt2时刻触发VT2导通，Ud=Ub。
VT1两端电压Ut1=Ua-Ub=Uab＜0，晶闸管VT1承受反向电压关断。
3）在ωt3-ωt4区间，有Uc＞Ua，Uc＞Ub，C相电压最高，VT3承受正向电压，在ωt3 时刻触发VT3导通，Ud=Uc。
VT2两端电压Ut2=Ub-Uc=Ubc＜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=Ua-Uc=Uac＜0。
这样在一个周期内，VT1只导通120°，在其余240°时间承受反向电压而处于关断状态。
1.2仿真建模及参数设置根据原理图用matalb软件画出正确的三相半波可控整流电路（电阻性负载）仿真电路图如图2-3所示：2-3三相半波可控整流电路仿真电路图脉冲参数：振幅为5V，周期为0.02s，占空比为5%，相位延迟分别为（α+30）/360*0.02，（α+120+30）/360*0.02，（α+240+30）/360*0.02。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三相半波可控整流电路电阻性负载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。
1主电路设计及原理1.1 主电路设计其原理图如图1所示。
图1 三相半波可控整流电路原理图为了得到零线，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。
三个晶闸管的阳极分别接入u、v、w三相电源，它们的阴极连接在一起，称共阴极接法，这对触发电路有公共线者连线较方便，用得较广。
1.2 主电路原理说明图 1.1 三相半波可控整流电路电阻负载α=00时的波形图 1.2三相半波可控整流电路电阻负载α=300时的波形图 1.3三相半波可控整流电路电阻负载α=600时的波形稳定工作时，三个晶闸管的触发脉冲互差120º，规定ωt=π/6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π/6处，即ωt1、ωt2、ωt3 ，自然换相点之间互差2π/3，三相脉冲也互差120º。
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=uu-uv= uuv<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。
这样在一周期内，VT1只导通2π/3，在其余4π/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范围是0º～150º。
2 各参数的计算 2.1 输出值的计算三相桥式全控整流电路中，整流输出电压d u 的波形在一个周期内脉动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。
对于电阻性负载而言，当α<300时，例如α=00，上图1.1所示，各晶闸管上的触发脉冲，其相序与电源的相序相同，各相触发脉冲依次间隔1200，在一个周期内，三相电源轮流向负载供电，每相晶闸管各导电1200，负载电流是连续的。
增大α值，即触发脉冲后移，则整流电压相应减小。
当α=300时，如上图1.2所示，从输出电压、电流的波形可看出，这时负载电流处于连续和断续的临界状态，各项仍导电1200。
如果α>300，例如α=600，如上图1.3所示，当导通的一相的相电压过零变负时，该相晶闸管关断，此时下一相晶闸管虽然承受正向电压，但它的触发脉冲还未到，不会导通，姑输出电压和电流都为零，直到下一相触发脉冲出现为止，显然电流断续，各晶闸管导电时间都小于1200。
如果α角继续增大，那么整流电压将越来越小。
当α=1500时，整流输出电压为零。
故电阻负载时要求的移相范围为1500。
下面分两种情况来计算整流电压的平均值：（1）α≤30︒时，负载电流连续，有：当00α=时，d U 为最大，d d02U =U =1.17U 。
（2）a >30︒时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有：566d 221sin () 1.17cos 2/3U td t U ππααωωαπ++==⎰公式3-1当0150α=时， d U =0负载电流的平均值d I 为d dU 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 d1I =I 32.2晶闸管的有效值： （1）α≤30︒时（2）a >30︒时，33.1 变压器参数有要求之电压在50-300V 连续可调，当α=00时，d U =300V 。
由公式3-1，d U =21.17cos U α：则，2U =1.17cos d U α得之：二次侧有效值2U =256.4V ，考虑到一定的裕量取2U =290V 。
三相交流电源，线电压为380V ，则一次侧的有效值1U =220V 。
变压器变比K=12U U =220290=0.763.2 晶闸管参数把2U =290V ，d U =300V 代入公式3-1知：控制角0=28α；把2U =290V ，d U =50V 代入公式3-2知：控制角0=108α；6d221sin ()0.675[1cos(/6)]2/3U td t U ππαωωπαπ+==++⎰公式3-2 T I ==T I ==公式3-3公式3-4考虑到一定的电压裕量，取000150α≤≤，按此时的取值范围电压的调节范围为：0340d U ≤≤；满足裕量要求。
控制角的移相范围：0028108α≤≤晶闸管最大有效值：（把α=028代入公式3-3）Tm ax I =20A二次侧有效值：2I Tm ax =34.6A 3.3变压器容量由22S =I ，把2U 、2I 代入知：22S =I =17.399KV A故变压器额定容量取20KV A 3.4 晶闸管额定电压晶闸管电压定额（一般取额定电压为正常工作电压时晶闸管所承受峰值电压的2-3倍）N U =(2~3)2NU =（1420~2131）V故晶闸管的额定电压取为2KV 3.5晶闸管额定电流晶闸管通态平均电流：20=12.71.571.57T T(A V )I I == A考虑裕量，晶闸管电流定额（一般取其平均电流的1.5~2倍）NI =(1.5~2) T(AV)I =(19.1~25.4)A故晶闸管的额定电流取为20A 4心得体会设计，给人以创作的冲动。
在画家眼里，设计是一幅清明上河图或是一幅向日葵；在建筑师眼中，设计是昔日鎏金般的圆明园或是今日一塑自由女神像；在电子工程师心中，设计是贝尔实验室的电话机或是华为的程控交换机。
凡此种种，但凡涉及设计都是一件良好的事情，因为她能给人以美的幻想，因为她能给人以金般财富，因为她能给人以成就之感，更为现实的是她能给人以成长以及成长所需的营养，而这种营养更是一种福祉，一辈子消受不竭享用不尽。
我就是以此心态对待此次《电子技术》课程设计的，所谓“态度决定一切”，于是偶然又必然地收获了诸多，概而言之，大约以下几点：一、温故而知新。
课程设计发端之始，思绪全无，举步维艰，对于理论知识学习不够扎实的我深感“书到用时方恨少”，于是想起圣人之言“温故而知新”，便重拾教材与实验手册，对知识系统而全面进行了梳理，遇到难处先是苦思冥想再向同学请教，终于熟练掌握了基本理论知识，而且领悟诸多平时学习难以理解掌握的较难知识，学会了如何思考的思维方式，找到了设计的灵感。
二、思路即出路。
当初没有思路，诚如举步维艰，茫茫大地，不见道路。
在对理论知识梳理掌握之后，茅塞顿开，柳暗花明，思路如泉涌，高歌“条条大路通罗马”。
顿悟，没有思路便无出路，原来思路即出路。
三、实践出真知。
文革之后，关于真理的大讨论最终结果是“实践是检验真理的唯一标准”，自从耳闻以来，便一直以为马克思主义中国化生成的教条。
时至今日，课程设计基本告成，才切身领悟“实践是检验真理的唯一标准”，才明晓实践出真知。
四、创新求发展。
“创新”目前在我国已经提升到国家发展战略地位，足见“创新”的举足轻重。
我们要从小处着手，顺应时代发展潮流，在课程设计中不忘在小处创新，未必是创新技术，但凡创新思维亦可，未必成功，只要实现创新思维培育和锻炼即可。
五、过而能改，善莫大焉。
至善至美，是人类永恒的追求。
但是，不从忘却“金无足赤，人无完人”，我们换种思维方式，去恶亦是至善，改错亦为至美。
在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。
最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。
5 参考文献[1]王兆安、黄俊,电力电子技术.北京：机械工业出版社，2008[2]王维平,现代电力电子技术及应用.南京：东南大学出版社，1999[3]叶斌,电力电子应用技术及装置.北京：铁道出版社，1999[4]马建国,孟宪元.电子设计自动化技术基础.清华大学出版社,2004[5]丁道宏，电力电子技术。
北京：航空工业出版社，1992。