电力电子课程设计 三相全控桥式晶闸管-电动机系统设计
电力电子(晶闸管整流)
一、概述二、课程设计方案本次课程设计的要紧内容是利用晶闸管整流来设计直流电机操纵系统，要紧设计内容有1、电路功能：〔1〕、用晶闸管缺角整流实现直流调压，操纵直流电动机的转速。
〔2〕、电路由主电路与操纵电路组成，主电路要紧环节：整流电路及保卫电路。
操纵电路要紧环节：触发电路、电压电流检测单元、驱动电路、检测与故障保卫电路。
〔3〕、主电路电力电子开关器件采纳晶闸管、IGBT或MOSFET。
〔4〕、系统具有完善的保卫2、系统总体方案确定3、主电路设计与分析〔1〕、确定主电路方案〔2〕、主电路元器件的计算及选型〔3〕、主电路保卫环节设计4、操纵电路设计与分析〔1〕、检测电路设计〔2〕、功能单元电路设计〔3〕、触发电路设计〔4〕、操纵电路参数确定设计要求有一下四点：1、设计思路清晰，给出整体设计框图；2、单元电路设计，给出具体设计思路和电路；3、分析所有单元电路与总电路的工作原理，并给出必要的波形分析。
4、绘制总电路图5、写出设计报告；要紧的设计条件有：1、设计依据要紧参数〔1〕、输进输出电压：〔AC〕220〔1+15%〕、〔2〕、最大输出电压、电流依据电机功率予以选择〔3〕、要求电机能实现单向无级调速〔4〕、电机型号布置任务时给定2、可提供实验与仿真条件三、系统电路设计1、主电路的设计〔1〕、主电路设计方案主电路的要紧功能是实现整流，将三相交流电变为直流电。
要紧通过整流变压器和三相桥式全控整流来实现。
整流变压器是整流设备的电源变压器。
整流设备的特点是原方输进电流，而副方通过整流原件后输出直流。
变流是整流、逆流和变频三种工作方式的总称，整流是其中应用最广泛的一种。
作为整流装置电源用的变压器称为整流变压器。
工业用的整流直流电源大局部根基上由交流电网通过整流变压器与整流设备而得到的。
整流变压器是专供整流系统的变压器。
整流变压器的功能：1.是提供整流系统适当的电压，2.是减小因整流系统造成的波形畸变对电网的污染。
三相晶闸管可控整流电源设计课程设计报告
摘要1
一、电力电子技术简况3
二、方案选择3
2.1三相桥式可控整流电路总体设计方案3
2.2．方案选择4
三．主电路原理分析5
3.1 电路工作原理及过程地分析5
3.2 电路工作原理及过程地分析6
3.3 电路工作原理及过程地分析7
3.4电路地工作特点：9
四、主电路元件计算及选择10
整流电路是电力电子电路中出现最早地一种，它地作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备.它地应用十分广泛，例如直流电动机，电镀，电解电源，同步发电机励磁，通信系统电源等.
二、方案选择
2.1三相桥式可控整流电路总体设计方案
三相可控整流电路有三相半波可控整流电路，三相半控桥式整流电路，三相全控桥式整流电路.因为三相整流裝置三相平衡地，输出地直流电压和电流脉动小，对电网影响小，同时三相可控整流电路地控制量可以很大，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.
图4：
3.3 电路工作原理及过程地分析
时，由于电感L地作用， 波形会出现负地部分. ，若电感L足够大， 中正负面积将基本相等， 平均值近似为零.这表明，带阻感负载时，三相桥式全控整流电路 角移相范围为 .三相桥式全控整流电路大多用于向阻感负载和反电动势阻感负载供电，当 时， 波形连续，由于电感L地作用，使得负载电流波形变得平直，当电感足够大时，负载电流地波形可以近似为一条水平线.由波形可见，在晶闸管 导通段， 波形由负载电流 波形决定，和 波形不同.当 时，阻感负载时地工作情况与电阻负载时不同，电阻负载时波形不会出现负地部分.而阻感负载时，由于电感L地作用， 波形会出现负地部分.如图2 时所示，若电感L足够大， 中正负面积基本相等， 平均值近似为零.这表明带阻感负载时，三相桥式全控整流电路地 角移相范围为 .
晶闸管-电动机调速系统设计
届分类号：单位代码：毕业论文（设计）晶闸管-电动机调速系统的设计姓名学号年级专业系（院）指导教师年 3月 8日摘要双闭环调速系统是现阶段最为常用的调速系统。
该系统具有结构简单、可操作性好、调速精度很高、可靠性与稳定性也很理想等优点。
该系统设置了调节转速的转速调节器和调节电流的电流调节器两个调节器来实现转速调节。
本设计是基于对V-M系统的设计，先完成系统的结构框架，确定主电路的组织形式并完成对其各个元器件的设计、选型与选参。
之后设计了包括保护电路与缓冲电路在内的整个驱动电路。
继而是本文的重点--控制电路的设计，确定其结构和元部件，并完成各元件参数计算。
最后，用MATLAB仿真软件对整个电路进行了仿真，并附上了整个系统的电气总图。
关键词：直流调速系统； PI调节器；仿真分析；AbstractDouble closed-loop speed control system is the ideal performance, wide application of DC speed regulating system。
This system has simple structure, good operability and high precision of speed and reliability with advantages of high stability, wide speed range. Double closed loop speed regulation system setting the speed regulator and current regulator to adjust the speed and current respectively, to achieve the goal of steady speed.This design adopts three-phase fully-controlled bridge circuit of power supply, make sure the structure of the whole system framework, determine the organization form of the main circuit and complete the various components of the design, type selection, choose to participate. After design, including protection and buffer circuit, drive circuit. In the end, is the focus of this article, the design of the control circuit, determine the structure and components, and complete control circuit element parameters calculation, MATLAB simulation software for the whole circuit are simulated, attach the electrical general layout of the whole system.Keywords:DC speed control system；PI regulator；simulation analysis；目录1 绪论 (1)1.1晶闸管电动机直流调速系统的发展及概述 (1)1.2研究课题的目的和意义 (1)1.3设计要求和内容 (1)2系统电路的结构和组成 (2)2.1主电路的选择与确定 (2)2.2双闭环调速系统的组成 (3)3主电路各器件的选择和计算 (4)3.1整流变压器的计算和选择 (4)3.2整流晶闸管的选型 (6)3.3平波电抗器的选型 (6)3.4主电路保护电路的设计 (8)3.5驱动电路的设计 (12)4转速、电流双闭环调速系统的设计 (13)4．1电流调节器的设计 (13)4．2转速调节器的设计 (16)5基于MATLAB的系统仿真 (21)附图 (24)结论 (25)参考文献 (26)谢辞 (27)1 绪论1.1晶闸管电动机直流调速系统的发展及概述调速控制系统自诞生以来就发展异常迅速。
电力电子技术课程设计--三相可控整流技术的工程应用
课程设计报告题目三相可控整流技术的工程应用学院名称电气信息学院专业班级 xxxxxxxxxxxxxxx学号 xxxxxxxxxx学生姓名 xxxxx指导教师 xxxxxxx2012年1月12日摘要电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。
据估计，发达国家在用户最终使用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。
电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。
可以毫不夸张地说，如果离开电力电子技术，电力系统的现代化就是不可想象的。
整流电路技术在工业生产上应用极广。
如调压调速直流电源、电解及电镀的直流电源等。
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。
整流电路尤其是三相桥式可控整流电路是电力电子技术中最为重要也是应用得最为广泛的电路，不仅应用于一般工业，也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、能源系统及其他领域。
因此对三相桥式可控整流电路的相关参数和不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有很强的现实意义，这不仅是电力电子电路理论学习的重要一环，而且对工程实践的实际应用具有预测和指导作用。
关键词：电力电子三相桥式可控电路整流AbstractPower electronics technology has a very wide range of applications in the power system. It is estimated that in developed countries more than 60% of the electrical energy at least through the end-use of electricity, more than once device processing power electronic converters. Power system in the process leading to the modern power electronics technology is one of the key technologies. It is no exaggeration to say that, if you leave power electronics technology, the modernization of the electric power system is unthinkable.Rectifier circuit technology has very wide application in industrial production. Such as voltage variable speed DC power supply, electrolysis and electroplating DC power. The rectifying circuit is the AC power is converted to DC power circuit. Most of the rectifier circuit by the transformer, rectifier circuit, and filters. It has been widely used in the field of DC motor speed control, generator excitation regulator, electrolysis, electroplating.Rectifier circuit, especially the three-phase bridge controlled rectifier circuit is the most important and the most widely used application circuit in the power electronics technology is not only used in general industrial, is also widely used in the transportation, electric power systems, communication systems, energy systems and other fields. Comparative analysis and study of the three-phase bridge controlled rectifier circuit parameters and the different nature of the work load has great practical significance, this is not only an important part of the learning power electronic circuit theory and engineering practice The practical application of predictive and guiding role.Key words：Power electronic Three-phase bridge controlled circuit Rectifier目录摘要 (2)一.设计任务书 (5)二.设计说明 (6)2.1设计目的 (6)2.2作用 (6)2.3技术指标 (6)三.设计方案的选择 (7)3.1三相桥式可控整流电路原理 (7)3.2三相桥式可控整流电路原理图 (7)3.3三相桥式可控整流电路工作波形 (8)3.4总设计框图 (10)四.触发电路的设计 (11)五.保护电路的设计 (12)5.1过电压保护 (12)5.2过电流保护 (13)六.参数的计算 (14)七.器件选择清单 (15)八.三相桥式可控整流电路的工程应用 (16)九.心得体会 (16)参考文献 (17)一．设计任务书院系：xxxxxxxxx年级：xxxxxx专业班级：xxxxxxxxxx二．设计说明2.1设计目的合理运用所学知识，进行电力电子电路和系统设计的能力，理解和掌握常用的电力电子电路及系统的主电路、控制电路和保护电路的设计方法，掌握元器件的选择计算方法。
三相桥式全控整流电路的工作原理课设
BKP1KP3KP5KP4KP6KP2Ra b cu 图1 三相桥式全控整流电路ωtωtωta b c a b uu 00uu三相桥式全控整流电路的工作原理三相桥式全控整流原理电路结构如图1所示。
三相桥式全控整流电路是应用最广泛的整流电路，完整的三相桥式整流电路由整流变压器、6个桥式连接的晶闸管、负载、触发器和同步环节组成（见图1-1）。
6个晶闸管以次相隔60度触发，将电源交流电整流为直流电。
三相桥式整流电路必须采用双脉冲触发或宽脉冲触发方式，以保证在每一瞬时都有两个晶闸管同时导通（上桥臂和下桥臂各一个）。
整流变压器采用三角形/星形联结是为了减少3的整倍次谐波电流对电源的影响。
元件的有序控制，即共阴极组中与a 、b 、c 三相电源相接的三个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5，共阳极组中与a 、b 、c 三相电源相接的三个晶闸管分别为 VT 、VT 。
它们可构成电源系统对负载供电的6条整流回路，各整流回路的交流电源电压为两元件所在的相间的线电压。
图1-1 三相桥式全控整流原理电路在三相桥式全控整流电路中，对共阴极组和共阳极组是同时进行控制的，控制角都是α。
由于三相桥式整流电路是两组三相半波电路的串联，因此整流电压为三相半波时的两倍。
很显然在输出电压相同的情况下，三相桥式晶闸管要求的最大反向电压，可比三相半波线路中的晶闸管低一半。
为了分析方便，使三相全控桥的六个晶闸管触发的顺序是1-2-3-4-5-6，晶闸管是这样编号的：晶闸管KP1和KP4接a 相，晶闸管KP3和KP6接b 相，晶管KP5和KP2接c 相。
晶闸管KP1、KP3、KP5组成共阴极组，而晶闸管KP2、KP4、KP6组成共阳极组。
为了搞清楚α变化时各晶闸管的导通规律，分析输出波形的变化规则，下面研究几个特殊控制角，先分析α=0的情况，也就是在自然换相点触发换相时的情况。
图1是电路接线图。
为了分析方便起见，把一个周期等分6段（见图2）。
在第（1）段期间，a 相电压最高，而共阴极组的晶闸管KP1被触发导通，b 相电位最低，所以供阳极组的晶闸管KP6被触发导通。
三相桥式全控整流课程设计
1.电力电子简介随着电力电子技术的飞速发展，正弦波输出变压变频电源已被广泛应用在各个领域中，与此同时对变压变频电源的输出电压波形质量也提出了越来越高的要求。
对逆变器输出波形质量的要求主要包括两个方面：一是稳态精度高；二是动态性能好。
因此，研究开发既简单又具有优良动、静态性能的逆变器控制策略，已成为电力电子领域的研究热点之一。
电力电子技术分为电力电子器件制造技术和变流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。
[1]现已成为现代电气工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课，在培养该专业人才中占有重要地位。
电力电子学（Power Electronics）这一名称是在上世纪60年代出现的。
1974年，美国的W.Newell用一个倒三角形（如图）对电力电子学进行了描述，认为它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而形成的。
这一观点被全世界普遍接受。
“电力电子学”和“电力电子技术”是分别从学术和工程技术2个不同的角度来称呼的。
一般认为，电力电子技术的诞生是以1957年美国通用电气公司研制出的第一个晶闸管为标志的，电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管和晶闸管变流技术的发展而确立的。
此前就已经有用于电力变换的电子技术，所以晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术的史前或黎明时期。
70年代后期以门极可关断晶闸管（GTO），电力双极型晶体管（BJT），电力场效应管（Power-MOSFET）为代表的全控型器件全速发展（全控型器件的特点是通过对门极既栅极或基极的控制既可以使其开通又可以使其关断）。
使电力电子技术的面貌焕然一新进入了新的发展阶段。
80年代后期，以绝缘栅极双极型晶体管（IGBT 可看作MOSFET和BJT 的复合）为代表的复合型器件集驱动功率小，开关速度快，通态压降小，载流能力大于一身，性能优越使之成为现代电力电子技术的主导器件。
为了使电力电子装置的结构紧凑，体积减小，常常把若干个电力电子器件及必要的辅助器件做成模块的形式，后来又把驱动，控制，保护电路和功率器件集成在一起，构成功率集成电路（PIC）。
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。
三相全控桥式晶闸管-电动机系统设计
2.2 整流电路设计
武汉理工大学华夏学院《电力电子技术》课程设计说明书
三相桥式全控整流电路主要利用晶闸管这一电力电子器件对电路进行控制，形成直流电压或 电流，从而为直流电动机提供直流电。
2.2.1 整流器件的定额计算和选择
武汉理工大学华夏学院《电力电子技术》课程设计说明书
2.1.1 整流变压器的原理
整流变压器是根据电磁感应原理制成的一种变换交流电压的设备。变压器一般有初线和次 级两个互相独立绕组，这两个绕组共用一个铁芯.变压器初级绕组接通交流电源，在绕组内流过 交变电流产生磁势，于是在闭合铁芯中就有交变磁通。初、次级绕组切割磁力线，在次级就能感 应出相同频率的交流电。变压器的初，次级绕组的匝数比等于电压比。
综上所述，根据直流电动机的电枢电感为
L M 7mH ， 可 得 使 输 出 电 流 连
Lla L1 L M LT 11.5mH 。故选 15mH 的电感作为平波电抗器。
2.4 晶闸管对电网的影响
晶闸管变流设备一般都是通过变压器与电网连接的，因此其工作频率为工频,初级电压即为 交流电网电压。经过变压器的耦合，晶闸管主电路可以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。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， 减小电网污染。 在变流电路所需的电压与电网电压相差不多时， 有时会采用自耦变压器； 当变流电路所需的电压与电网电压一致时，也可以不经变压器而直接与电网连接，不过要在输入 端串联“进线电抗器”以减少对电网的污染。晶闸管作为一种电力电子装置，其产生的无功和谐 波会对电网带来很不利的影响。突出表现为以下几个方面。 晶闸管电路中产生的谐波对电网的危害包括： （1） 谐波影响各种电气设备的正常工作，例如使电机发生机械振动、噪声和过热，使变压 器局部严重过热等等。 （2） 谐波使电网中的元件产生附加的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的效率，甚至 会使线路过热而发生火灾。 （3）谐波会引起电网中局部的并联谐振，从而使谐波放大，使危害大大加大，甚至引起严重 事故。 （4）谐波会对邻近通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量，重者导致信息丢失，
三相桥式全控整流电路课程设计报告
电力电子技术课程设计题目院系专业姓名年级指导教师年月摘要电子技术的应用已深入到工农业经济建设,交通运输,空间技术,国防现代化,医疗,环保,和亿万人们日常生活的各个领域,进入21世纪后电力电子技术的应用更加广泛,因此对电力电子技术的研究更为重要。
近几年越来越多电力电子应用在国民工业中,一些技术先进的国家,经过电力电子技术处理的电能已得到总电能的一半以上。
本文主要介绍三相桥式全控整流电路的主电路和触发电路的原理及控制电路图,由工频三相电压380V经升压变压器后由SCR(可控硅)再整流为直流供负载用。
但是由于工艺要求大功率,大电流,高电压,因此控制比较复杂,特别是触发电路部分必须一一对应,否则输出的电压波动大甚至还有可能短路造成设备损坏。
本电路图主要由芯片C8051-F020微控制器来控制并在不同的时刻发出不同的脉冲信号去控制6个SCR。
在负载端取出整流电压,负载电流到C8051-F020模拟口,然后由MCU处理后发出信号控制SCR的导通角的大小。
在本课题设计开发过程中,我们使用KEIL-C开发软件,C8051开发系统及PROTEL-99,并最终实现电路改造设计,并达到预期的效果。
关键字：MCU ; SCR; 电力电子; 导通角; KEIL-C目录摘要 (2)1、原理及方案 (4)2、主电路的设计及器件选择 (5)2.1 三相全控桥的工作原理 (5)2.2 参数计算 (7)3、触发电路设计 (10)3.1 集成触发电路 (10)3.2 KJ004的工作原理 (10)3.3 集成触发器电路图 (11)4、保护电路的设计 (13)4.1 晶闸管的保护电路 (13)4.2 交流侧保护电路 (14)4.3 直流侧阻容保护电路 (15)5、MATLAB 建模与仿真 (16)5.1 MATLAB建模 (16)5.2 MATLAB 仿真 (18)5.3 仿真结构分析 (19)课程设计体会 (21)1 原理及方案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。
电力电子课程设计三相全控桥式整流电路
西南交通大学电力电子课程设计三相全控整流电路设计院系：电气工程系专业：电力机车及其自动化姓名：李哲旭班级：电车二班学号：2014121034目录第一章：绪论第二章：电路设计及其功能介绍第三章：仿真实现及其波形分析第四章：总结第一章：绪论整流电路是电力电子电路中出现最早的一种，它是一种将交流电变为直流电的电路，在工业技术上应用十分广泛。
主要用在直流电动机调速，发电机励磁调节，电镀，电解等各种工业生产领域。
整流电路形式多种多样，按照电路结构可分为桥式电路和零式电路；按组成器件可分为不可控、半控和全控三种。
按交流输入相数分为单相电路和多相电路。
在此，我们着重讨论三相桥式全控整流电路！三相桥式整流电路是现代整流电路中应用最为广泛的，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。
把交流电变换成大小可调的单一方向直流电的过程称为可控整流。
整流器的输入端一般接在交流电网上。
为了适应负载对电源电压大小的要求，或者为了提高可控整流装置的功率因数，一般可在输入端加接整流变压器，把一次电压U1，变成二次电压U2。
由晶闸管等组成的全控整流主电路，其输出端的负载，我们研究是电阻性负载、电阻电感负载（如直流电动机的励磁绕组，滑差电动机的电枢线圈等）。
以上负载往往要求整流能输出在一定范围内变化的直流电压。
为此，只要改变触发电路所提供的触发脉冲送出的早晚，就能改变晶闸管在交流电压U2一周期内导通的时间，这样负载上直流平均值就可以得到控制。
晶闸管直流电动机调速系统设计设计
晶闸管直流电动机调速系统设计目录1设计概述 (1)1.1 设计意义及要求 (1)1.2 方案分析 (1)1.2.1 可逆调速方案 (1)1.2.2 控制方案的选择 (2)2主电路的设计与分析 (3)2.1 整流电路 (3)2.2 斩波调速电路 (4)3控制电路的设计与分析 (5)3.1 触发电路的设计与分析 (6)3.2脉宽调制（PWM）控制的设计与分析 (6)3.2.1 欠压锁定功能 (7)3.2.2系统的故障关闭功能 (7)3.2.3软起动功能 (7)3.2.4 波形的产生及控制方式分析 (8)3.3 延时、驱动电路的设计 (8)3.4 ASR和ACR调节器设计 (9)3.4.1 ASR（速度调节器） (9)3.4.2 ACR（电流调节器） (10)结束语 (12)参考文献 (12)附录 (13)晶闸管直流电动机调速系统设计1设计概述1.1 设计意义及要求有许多生产机械要求电动机既能正转，又能反转，而且常常还需要快速地起动和制动，这就需要电力拖动系统具有四象限运行的特性，也就是说，需要可逆的调速系统。
改变电枢电压的极性，或改变励磁磁通的方向，都能够改变直流电机的旋转方向。
当电机采用电力电子装置供电时，由于电力电子器件的单向导电性，需要专用的可逆电力电子装置和自动控制系统1.2 方案分析1.2.1 可逆调速方案使电机能够四象限运行的方法有很多，可以改变直流电机电枢两端电压的方向，可以改变直流电机励磁电流的方向等等，即电枢电压反接法和电枢励磁反接法。
电枢励磁反接方法需要的晶闸管功率小，适用于被控电机容量很小的情况，励磁电路中需要串接很大的电感，调速时，电机响应速度较慢且需要设计很复杂的电路，故在设计中不采用这种方式。
电枢电压反接法可以应用在电机容量很的情况下，且控制电路相对简单电枢反接反向过程很快，在实际应用中常常采用，本设计中采用该方法。
电枢电压反接电路可以采用两组晶闸管反并联的方式，两组晶闸管分别由不同的驱动电路驱动，可以做到互不干扰。
三相桥式全控整流系统设计
0 引言
随着电力电子技术的发展，交流电源系统的电能质量问 题受到了越来越多的关注。 20世纪60年代 发展起来的电力电子技术，使电能可以变 换和控制，产生了现代各种高效、节能的 新型电源和交直流调速装置， 为工业生 产、交通运输、楼宇、办公、家庭自动化提 供了现代化的高新技术。 三相桥式整流电 路是电力电子变流技术中非常重要的一 个系统， 它不仅可以将交流电压转换成 直流电压， 以用作直流电动机的直流电 源，还可调节电动机电枢电压以进行电动 机的调速。 在电力电子变流电路中，三相 桥式整流电路的工业应用十分广泛。
102
Sheji yu Fenxi◆设计与分析
图3 CPLD三相桥式全控整流触发信号发生器顶层符号图
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图5 A相触发信号驱动电路图
6 结语
经理论分析、仿真检验和部分实验验证， 本设计合理，可实现三相桥式全控整流。 优点 是触发信号控制数字化、定时准确、便于显示 整流过程和触发信号作用，可用于电力电子教 学实验。
3 CPLD芯片程序设计
CPLD程序设计过程是底层模块采用VHDL语言或图形法 设计，顶层采用图形法设计。 顶层符号图如图3所示。
4 鉴相触发电路设计
鉴相触发电路图如图4所示。
5 触发信号驱动电路设计
对应三相桥式全控整流电路原理图，A相触发信号驱动电 路如图5所示。 B相、C相触发信号驱动电路相同，不再赘述。
设计与分析◆Sheji yu Fenxi
三相桥式全控整流系统设计
韩 猛 李滕飞 卢 铎 乔白才 （吉林市职业病防治院，吉林 吉林 132013）
摘 要：介绍了基于MSP430F169单片机和CPLD的三相桥式全控整流系统基本原理、组成模块、电路设计和监控程序设计。 单片机 控制程序由C430语言编制，触发角数值输入采用定时巡检按键法，具有电路简单、可消除按键抖动带来的干扰的优点。
三相桥式全控整流电路的设计
电力电子技术课程设计报告不可逆直流电力拖动系统中三相桥式全控整流电路的设计姓名陈营学号200909140317年级03班专业电气工程及其自动化系（院）汽车学院指导教师齐延兴2011年12月24日一、引言整流电路尤其是三相桥式可控整流电路是电力电子技术中最为重要也是应用得最为广泛的电路, 不仅用于一般工业, 也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、能源系统及其他领域. 因此对三相桥式可控整流电路的相关参数和不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有很强的现实意义, 这不仅是电力电子电路理论学习的重要一环, 而且对工程实践的实际应用具有预测和指导作用. 因此调试三相桥式可控整流电路的相关参数并对不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有一定的现实意义。
二、设计任务2.1.1 课程设计目的1、培养文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。
2、培养综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。
3、通过对不可逆直流电力拖动系统中三相桥式全控整流电路的设计，掌握三相桥式全控整流电路的工作原理，综合运用所学知识，三相桥式全控整流电路和系统设计的能力4、培养运用知识的能力和工程设计的能力。
5、提高课程设计报告撰写水平。
2.1.2 课程设计指标内容及要求三相桥式全控整流电路设计要求：（1）电网：380V,50HZ;（2）直流电机额定功率17KW,额定电压220V,额定电流90A,额定转速1500r/min.（3）变压器漏感：0.5Mh2.1.3 设计的步骤⑴根据给出的技术要求，确定总体设计方案⑵选择具体的元件，进行硬件系统的设计⑶进行相应的电路设计，完成相应的功能⑷进行调试与修改⑸撰写课程设计说明书三、设计方案选择及论证3.1三相半波可控整流电路特点：阻感负载，L值很大，i d波形基本平直：a≤30°时：整流电压波形与电阻负载时相同；a >30°时（如a=60°时的波形如图2-16所示）u2过零时，VT1不关断，直到VT2的脉冲到来，才换流，由VT2导通向负载供电，同时向VT1施加反压使其关断——u d波形中出现负的部分阻感负载时的移相范围为90°。
现代电力电子——三相桥式全控整流电路
现代电力电子技学院：姓名：术目录1 绪论........................................................电力电子实验仿真背景...........................................1.1.1 电力电子技术概述.....................................1.1.2 电力电子技术的应用..................................1.1.3 国内外电力电子技术发展概况..........................计算机仿真的意义...............................................本文研究的主要内容.............................................2 SIMULINK模型库及使用 ....................................... 2.1 SIMULINK的模块库介绍 .....................................2.2 电力系统模块库的介绍......................................2.3 SIMULINK仿真的步骤 .......................................3 交流-直流变流器(整流器) ———三相桥式全控整流电路..........3.1电路结构及工作原理........................................3.2三相桥式全控整流电路建模..................................3.3 仿真与分析................................................4 结论........................................................1 绪论电力电子实验仿真背景1.1.1 电力电子技术概述电能是现代工农业、交通运输、通信和人们日常生活不可缺少的能源。
三相桥式全控整流电路
变压器次级容量为：
﹙公式7﹚
变压器初级容量为：
﹙公式8﹚
变压器容量为：
﹙公式9﹚
即：
变压器参数归纳如下：初级绕组三角形接法 ， ；次级绕组星形接法， ， ；容量选择为9.46989kW。
2.2.2晶闸管的选择
⑴晶闸管的额定电压
由三相全控桥式整流电路的波形（图2-4）分析知，晶闸管最大正、反向电压峰值均为变压器二次线电压峰值
电容C1接在V5的基极和集电极之间，组成电容负反馈的锯齿波发生器。在V4导通时，C1经V4、VD3迅速放电。当V4截止时，电流经(+15V－R6－C1－R22－RP1－(－15V))对C1充电，形成线性增长的锯齿波，锯齿波的斜率取决于流过R22、RP1的充电电流和电容C1的大小。根据V4导通的情况可知，在同步电压正、负半周均有相同的锯齿波产生，并且两者有固定的相位关系。
5.1 MATLAB建模………………………………………………………………16
5.2 MATLAB仿真………………………………………………………………18
5.3仿真结构分析……………………………………………………………19
课程设计体会………………………………………………………………………21
1原理及方案
对同步电压要求低，有脉冲列调制输出端等功能与特点。原理图如下：
图3-1 KJ004的电路原理图
3.2 KJ004的工作原理
如图3-1 KJ004的电路原理图所示，点划框内为KJ004的集成电路部分，它与分立元件的同步信号为锯齿波的触发电路相似。V1～V4等组成同步环节，同步电压uS经限流电阻R20加到V1、V2基极。在uS的正半周，V1导通，电流途径为(+15V－R3－VD1－V1－地)；在uS负半周，V2、V3导通，电流途径为(+15V－R3－VD2－V3－R5－R21―(―15V))。因此，在正、负半周期间。V4基本上处于截止状态。只有在同步电压|uS|＜0.7V时，V1～V3截止，V4从电源十15V经R3、R4取得基极电流才能导通。
三相桥式全控整流电路毕业设计论文
三相桥式全控整流电路毕业设计论文1系统概述1.1总体方案设计1.2系统工作原理2系统电路设计2.1三相桥式全控整流电路2.2系统触发电路2.3控制及偏移电源2.4给定电源3主电路器件参数计算3.1整流变压器参数计算3.2晶闸管的额定电压及额定电流3.3平波电抗器的电感计算21系统概述整流电路是电力电子电路中最早出现的一种，它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。
可从各种角度对整流电路进行分类，主要分类方法有：按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。
由电力二极管等不可控器件构成的整流电路叫做不可控整流电路，由晶闸管等半控器件构成的整流电路称为半控型整流电路，由门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、电力场效应晶体管（PowerMOSFET）以及绝缘栅双极晶体管（IGBT）等全控型器件构成等的整流电路称为全控整流电路。
按电路结构可分为桥式电路和零式电路。
按交流输入相数分为单相电路和多相电路。
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。
本系统属于三相桥式全控整流电路，而三相可控整流电路一般有三相半波可控整流电路、三相桥式全控整流电路。
三相半波可控整流电路只需要三个晶闸管，若带阻感负载，则只在正半周开通。
三相半波可控整流电路的特点是简单，但输出脉动大，变压器二次测电流中含直流分量，造成变压器铁心直流磁化。
为使变压器铁心不饱和，需增大铁心截面积，增大了设备的。
因此，实际中一般不采用半波整流，而采用全波整流。
三相可控整流电路中应用较多的是三相桥式全控整流电路，共六个晶闸管组成三对桥臂。
由于在交流电源的正负半周都有整流输出电流流过负载，故该电路为全波整流。
在u2一个周期内，整流电压波形脉动6次，脉动次数多于半波整流电路，该电路属于双脉波整流电路。
变压器二次绕组中，正负两个半周电流方向相反且波形对称，平均值为零，即直流分量为零，不存在变压器直流磁化问题，变压器绕组的利用率也高。
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目录1 三相全控桥主电路设计 (1)1.1 整流变压器设计 (1)1.1.1设计原理 (1)1.1.2 参数计算 (1)1.2 整流电路设计 (2)1.2.1 晶闸管参数计算 (2)1.2.2 晶闸管电路对电网的影响 (3)1.2.3 晶闸管电路对系统功率因数的影响 (4)1.3 平波电抗器的参数计算 (5)2 触发电路设计 (6)2.1 触发电路选择 (6)2.2 TC787芯片介绍 (6)2.2.1 芯片介绍 (6)2.2.2管脚介绍 (7)2.3 触发电路设计 (8)2.3.1原理说明 (8)2.3.2 同步信号的定相 (9)3 保护电路设计 (10)3.1 过电压保护设计 (10)3.1.1 交流侧过电压保护 (10)3.1.2 直流侧过电压保护 (11)3.1.3 晶闸管换相过电压保护 (11)3.2 过电流保护设计 (12)3.3 缓冲电路设计 (12)3.3.1 dtdu抑制电路设计 (12)3.3.2 dtdi抑制电路设计 (12)设计心得 (13)参考文献 (14)附录：三相桥式全控晶闸管-电动机系统设计系统电路总图 (15)三相全控桥式晶闸管-电动机系统设计1 三相全控桥主电路设计1.1 整流变压器设计 1.1.1设计原理 由题目要求可知，供电电压为380V 市电电压而整流电路的负载是额定电压值为220V 的直流电动机，同时题目性能要求整流输出直流电压为0~220V ，所以整流电路的输入电压最大值应为220V ，实现380V 电压到220V 的电压可以使用合适型号的变压器实现，本设计采用即选用合适的变压器实现降压。
而整流电路通常都是采用变压器实现降压，变压器不但可以实现降压而且还多用来作为隔离电路，由于晶闸管整流电路会对电网造成谐波污染等负面影响，所以设计电路时也需要隔离电路以减小影响，在本设计中变压器可以减弱晶闸管整流电路对电网以及其他用电设备的干扰起到隔离作用降低晶闸管电路的负面影响。
1.1.2 参数计算变压器一次侧电压为380V ，二次侧电压为220V ，变压器一、二次侧采用Y -∆连接方式，若不计变压器的励磁电流，则一、二次侧电压与变比关系为：21213U U N N ==K 代入数值： 32203803≈⨯=K 式中1N 、2N 为一、二次侧线圈匝数比，1U 、2U 为一、二次侧电压值。
由于整流电路输出结果并不是标准的幅值大小不变的正弦波，变压器的电流、容量计算与电路连接形式有关，不过计算变压器容量时我们可以取220V 作为有效值计算。
对于三相桥式全控电路，变压器一、二次侧采用Y -∆连接方式时，接电动机负载，电路中接入平波电抗器电感足够大以使负载电流连续，此时变压器二次侧电流为正负半周各宽︒120、前沿相差︒180的矩形波，其有效值为：d d d d I I I I I 816.032)32)(32(21222==⨯-+⨯=πππ由已知直流电动机额定参数A =50N I ，则2I 计算变压器容量时可取N I I =2即： A =A ⨯=8.4050816.02I一次侧电流为： A =A ==6.1338.4021K I I 故变压器一次侧容量为：A KV A V I U S .504.156.1338033111=⨯⨯==变压器二次侧容量为：A KV A V I U S .928.268.4022033222=⨯⨯==故可选择电压器容量为：A KV S S S .216.21)(2121=+= 1.2 整流电路设计1.2.1 晶闸管参数计算由于晶闸管具有耐压性好，经济性好，性能稳定等优点，设计采用六个晶闸管组成三相全控整流电路，下面计算晶闸管选型时所需参数：晶闸管额定电压与额定电流，根据性能指标要求整流电路输出最大直流电流为：A I d 75max =由于整流电路采用三相全控形式晶闸管有效值与max d I 的关系为：max 31d VT I I = 代入数据计算得： A I VT 30.43375≈= 则晶闸管的额定电流为： 57.1)2~5.1(VT N I I = 代入数值计算得： A A I N 16.55~37.4157.130.43)2~5.1(≈= 对于整流电路采用三相全控形式晶闸管承受的最大电压为：V U 53945.22=故晶闸管的额定电压为：245.2)3~2(U U N ⨯= 代入数值计算得： V V U N 1617~107822045.2)3~2(=⨯⨯=根据电路要求需选用六个晶闸管组成整流电路，按照上述晶闸管参数计算选择合适的晶闸管构成整流电路。
电路图接线大致如下：图1 三相桥式整流主电路图1.2.2 晶闸管电路对电网的影响理论分析学习时我们市场将晶闸管看做理想元件，但是在实际应用中分析问题时，我们不能将其看做理想元件，其有些负面影响是我们应用时必须要考虑的。
晶闸管电路对电网的影响主要表现在谐波污染和无功功率两个方面：晶闸管要消耗无功功率，会对电网产生不利影响，主要表现为：1.无功功率会导致电流增大和视在功率增加，导致设备容量增加。
2.无功功率增加，会导致总电流增加，从而使设备和线路的损耗增加。
3.无功功率是线路压降增大，冲击性无功负载还会导致电压剧烈波动。
晶闸管会产生谐波，对公用电网产生危害，主要表现为：1.谐波使电网中的元件产生附加的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的效率，大量的3次谐波流过中性线会使线路过热甚至发生火灾。
2.谐波影响各种电气设备的正常工作，使电机发生机械振动、噪声和过热，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热、使绝缘老化、寿命缩短以至损坏。
3.谐波会引起电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，会使上述1)和2)两项的危害大大增加，甚至引起严重事故。
4.谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，并使电气测量仪表不准确。
5. 谐波会对临近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量，重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。
由于公用电网中的谐波电压和谐波电流对用电设备和电网本身都会造成很大的危害，世界许多国家都发布了限制电网谐波的国家标准，或由权威机构制定限制谐波的规定。
制定这些标准和规定的基本原则是限制谐波源注入电网的谐波电流，把电网谐波电压控制在允许的范围内，使接在电网中的电气设备能免受谐波干扰而正常工作。
所以电路时一般采用相应措施消除无功功率与谐波产生的不利影响，本电路采用的变压器设备可以起到减弱谐波对电网的不利影响。
1.2.3 晶闸管电路对系统功率因数的影响三相桥式全控整流电路接电动势负载时，由于设计加入平波电抗器以达到设计要求即电流连续，所以接电动机负载即电动势负载时可以看做感性负载来计算功率因数，即交流侧电抗为零，直流侧电感L 为足够大，以︒=∂30为例，此时电流正负半周各︒120方波，三相电流波形相同，且依次相差︒180，其二次侧电流有效值与整流输出电流的关系为：d I I 322= 将电流分解为傅里叶级数，以a 相为例，将电流正、负两半波的中点作为时间零点，则有： ]13sin 13111sin 1117sin 715sin 51[sin 32 -++--=ωτωτωτωτωτπa i ∑=±=-+= 3,2,116s i n 1)1(32s i n 32k n dd nI I κκωτπωτπ ∑=±=-+= 3,2,1161s i n 2)1(s i n 2κκκωτωτn n n I I由上式可知电流基波1I 与各次谐波有效值n I 分别为：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==d n d I n I I I ππ661其中16±=κn ， 3,2,1=κ 由此可得以下结论：电流中仅含16±κ（κ为正整数）次谐波，各次谐波有效值与谐波次数成反比，且与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。
经计算可知谐波因数为：955.0321≈==πνI I 电流基波与电压的相位差为∂，故位移因数仍为：αϕλcos cos 11==功率因数即为：ααπϕνλλcos 955.0cos 3cos 1211≈===I I 1.3 平波电抗器的参数计算在使用晶闸管整流装置供电时，其供电电压和电流中，含有各种谐波成份。
当控制角增大，负载电流减小到一定程度时，还会产生电流断续现象，造成对变流器特性的不利影响。
当负载为直流电动机时，由于电流断续和直流电动机的脉动，会使晶闸管导通角减小，整流器等效内阻增大，电动机的机械特性变软，换相条件恶化，并且增加电动机的损耗。
因此，除在设计变流装置时要适当增大晶闸管和二极管的容量，选择适于变流器供电的特殊系列的直流电动机外，通常还采用在直流电路内串接平波电抗器，以限制电流的脉动分量，维持电流连续。
根据设计性能指标要求，保证电流连续的最小电流为5A ，则电抗器的电感计算为：mH I U L d min211κ= 式中：2U 为变压器二次侧电压有效值。
m i nd I 为要求连续的最小负载电流平均值。
1κ为与整流主电路有关的计算系数。
对于不同的控制角α，所需的平波电抗器的电感量计算公式为：mH I U L d ακsin min211= 式中：2U 为变压器二次侧电压有效值取220V ，由设计要求知A =5min d I ，1κ为与整流电路有关的计算系数，三相全控桥式电路693.01=κ，计算时取1sin =α，代入相关参数可以计算出电路所需的最大电感值为：mH mH L 492.305220693.01=⨯= 整流变压器漏电感折算到刺次级绕组每相的漏电感T L 为：mH I U u L dLT T 2100%⨯=κκ 式中：2U 为变压器次级相电压有效值。
d I 为整流电路额定输出电流平均值。
%κu 为变压器的短路比，A KV .100~0的变压器5%=κu 。
KT κ为与整流主电路形式有关的计算系数。
本设计电路中V U 2202=，由设计要求知：A I d 50=，变压器短路比取：5%=κu ，计算系数取：9.3=LT κ，将各参数代入计算公式得：mH mH L T 858.05022010059.3=⨯⨯= 由已知电动机参数知电枢电感为：mH L I 7=根据上述计算可得出平波电抗器的大致电感为：I T L L L L --=1代入各电感参数得：mH mH L 634.22)7858.0492.30(=--=选择具体平波电抗器时应选择电感值比上述计算得出的电感值L 大的平波电抗器。
2 触发电路设计2.1 触发电路选择晶闸管可控整流电路时通过控制触发角∂的大小，即控制触发脉冲起始相位来控制输出电压大小的，属于相控电路。
由于集成电路可靠性高，技术性能好，体积小，功耗低，调试方便。
随着集成电路制作技术的提高，晶闸管触发电路的集成化已逐渐普及，现已逐步取代分立式电路。