电力电子课程设计三相全控桥式整流电路
三相桥式全控整流电路课程设计
电力电子技术课程设计说明书三相桥式全控整流电路系、部：电气与信息工程系专业：自动化目录第1章绪论 (1)1. 电子技术的发展趋势 (1)2. 本人的主要工作 (2)第2章主电路的设计及原理 (3)1. 总体框图 (3)2. 主电路的设计原理 (3)2.1带电阻负载时 (4)2.2阻感负载时 (7)3. 触发电路 (8)4. 保护电路 (9)5. 参数计算 (10)5.1 整流变压器的选择 (10)5.2 晶闸管的选择 (11)5.3 输出的定量分析 (11)第3章MATLAB的仿真 (12)1. MATLAB仿真软件的简介 (12)2. 仿真模拟图 (13)3. 仿真结果 (13)第4章结束语 (15)参考文献 (16)第1章绪论1. 电子技术的发展趋势当今世界能源消耗增长十分迅速。
目前，在所有能源中电力能源约占40%，而电力能源中有40%是经过电力电子设备的转换才到使用者手中。
预计十年后，电力能源中的80%要经过电力电子设备的转换，电力电子技术在21世纪将起到更大作用。
电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行控制和转换的学科。
它包括电力电子器件、变流电路和控制电路三个部分，是电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的交叉学科。
随着科学技术的发展，电力电子技术由于和现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关，已逐步发展成为电力电子技术作为一门高技术学科，由于其在节能、减小环境污染、改善工作条件等方面有着重要的作用，现在已广泛的应用于传统工业(例如：电力、机械、交通、化工、冶金、轻纺等)和高新技术产业(例如：航天、现代化通信等)。
下面着重讨论电力电子技术在电力系统中的一些应用。
在高压直流输电(HVDC)方面的应用直流输电在技术方面有许多优点：(1)不存在系统稳定问题，可实现电网的非同期互联;(2)可以限制短路电流;(3)没有电容充电电流;(4)线路有功损耗小;(5)输送相同功率时，线路造价低;(6)调节速度快，运行可靠;(7)适宜于海下输电。
三相桥式全控整流电路设计课程设计
三相桥式全控整流电路设计课程设计
三相桥式全控整流电路设计课程设计主要包含以下几个步骤：
1.设计目标：明确设计的目标，如实现直流电压的可控输出、减
小谐波含量、提高系统的功率因数等。
2.电路拓扑：选择三相桥式全控整流电路作为拓扑结构。
3.器件选型：根据设计要求，选择适当的晶闸管、二极管等器
件，并确定其型号和规格。
4.参数计算：根据设计目标，计算电路的输入输出电压、电流、
功率等参数，以及晶闸管的控制角和触发脉冲等参数。
5.仿真分析：利用仿真软件对设计电路进行仿真分析，验证设计
的可行性和正确性。
6.电路板设计：根据仿真分析结果，进行电路板的设计，包括布
局、布线、元件封装等。
7.调试与测试：完成电路板制作后，进行调试和测试，确保电路
正常工作并达到设计目标。
8.总结与优化：总结设计过程中的经验和教训，优化电路设计，
提高系统的性能和可靠性。
在具体的设计过程中，可以根据实际情况进行调整和修改。
同时，需要注意安全问题，确保电路设计和使用过程中的安全可靠。
三相桥式全控整流电路电力电子课程设计
目录第1章概述 (1)第2章主电路设计与分析 (2)2.1整流电路 (2)2.2 三相桥式全控整流电路定量分析 (3)2.3参数设置 (4)2.4 保护电路 (5)第3章控制电路设计与分析 (7)3.1 触发电路 (7)第4章仿真实验 (9)4.1 仿真电路图 (9)4.2 仿真参数及结果 (9)总结与心得 (12)附录 (13)参考文献 (14)第1章概述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。
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。
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。
第2章主电路设计与分析2.1整流电路三相桥式全控整流电路图如下：图2.1三相桥式全控整流电路图(1)三相桥式全控整流电路的特点：一般变压器一次侧接成三角型，二次侧接成星型，晶闸管分共阴极和共阳极。
(完整版)三相桥式全控整流电路课程设计
第1章课程设计目的与要求1.1课程设计目的“电力电子技术”课程设计是在教学及实验基础上，对课程所学理论知识的深化和提高。
因此，通过电力电子计术的课程设计达到以下几个目的：1）培养综合应用所学知识，并设计出具有电压可调功能的直流电源系统的能力；2）较全面地巩固和应用本课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌整流电路设计的基本方法。
3）培养独立思考、独立收集资料、独立设计的能力；4）培养分析、总结及撰写技术报告的能力。
1.2课程设计的预备知识熟悉电力电子技术课程、电机学课程的相关知识。
1.3 课程设计要求1、单相桥式相控整流的设计要求为：负载为感性负载,L=700mH,R=500欧姆.2、技术要求:1)、电源电压：交流100V/50Hz2)、输出功率：500W3)、移相范围0º~90º按课程设计指导书提供的课题，根据基本要求及参数独立完成设计。
第2章课程设计方案的选择2.1整流电路单相相控整流电路可分为单相半波、单相全波和单相桥式相控流电路，它们所连接的负载性质不同就会有不同的特点。
而负载性质又分为带电阻性负载、电阻-电感性负载和反电动势负载时的工作情况。
单相桥式全控整流电路（电阻-电感性负载）电路简图如下：TLu(a)图2.1此电路对每个导电回路进行控制，与单相桥式半控整流电路相比，无须用续流二极管，也不会失控现象，负载形式多样，整流效果好，波形平稳，应用广泛。
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，变压器的利用率也高。
单相全控桥式整流电路具有输出电流脉动小，功率因数高，变压器二次电流为两个等大反向的半波，没有直流磁化问题，变压器利用率高的优点。
单相全控桥式整流电路其输出平均电压是半波整流电路2倍，在相同的负载下流过晶闸管的平均电流减小一半，且功率因数提高了一半。
根据以上的分析，我选择的方案为单相全控桥式整流电路（负载为电阻-电感性负载）。
电力电子技术课程设计——三相桥式全控整流电路的设计与仿真
第一章绪言1.1设计背景目前，各类电力电子变换器的输入整流电路输入功率级一般采用不可控整流或相控整流电路。
这类整流电路结构简单，控制技术成熟，但交流侧输入功率因数低，并向电网注入大量的谐波电流。
据估计，在发达国家有60%的电能经过变换后才使用，而这个数字在本世纪初达到95%。
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。
而电能的传输中，直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势，其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。
通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源，现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。
大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。
在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，现在已逐渐取代了线性电源。
因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源，所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。
近年发展起来的柔性交流输电（FACTS）也是依靠电力电子装置才得以实现的。
随着社会生产和科学技术的发展，整流电路在自动控制系统、测量系统和发电机励磁系统等领域的应用日益广泛。
常用的三相整流电路有三相桥式不可控整流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路，由于整流电路涉及到交流信号、直流信号以及触发信号，同时包含晶闸管、电容、电感、电阻等多种元件，采用常规电路分析方法显得相当繁琐，高压情况下实验也难顺利进行。
Matlab提供的可视化仿真工具Simulink可直接建立电路仿真模型，随意改变仿真参数，并且立即可得到任意的仿真结果，直观性强，进一步省去了编程的步骤。
电力电子技术课程设计 三相桥式整流电路
第一章主要技术数据和可控整流电路的选择1.1 主要技术数据输入交流电源：三相380V±10%、f=50Hz、直流输出电流连续的最小值为5A。
电动机额定参数：额定功率P N =10kw、磁极对数P=2、额定n N=1000r/min,额定电压U MN=220V、额定电流IMN=54.8A、过载倍数1.5。
1.2 可控整流电路的选择晶闸管可控整流电路型式较多，各种整流电路的技术性能和经济性能个不相同。
单相可控整流电路电压脉动大、脉动频率低、影响电网三相平衡运行。
三相半波可控整流电路虽然对影响电网三相平衡运行没有影响，但其脉动仍然较大。
此外，整流变压器有直流分量磁势，利用率低。
当整流电压相同时，晶闸管元件的反峰压比三相桥式整流电路高，晶闸管价格高三相半波可控整流电路晶闸管数量比三相桥式可控整流电路少，投资比三相式可控整流电路少。
三相桥式可控整流电路它的脉动系数比三相半波可控整流电路少一半。
整流变压器没有直流分量磁势，变压器利用率高，晶闸管反峰压低。
这种可控整流电路晶闸管数量是三相半波可控整流电路的两倍。
总投资比三相半波可控整流电路多。
从上面几种可控整流电路比较中可以看到：三相桥式可控整流电路从技术性能和经济性能两项指标综合考虑比其它可控整流电路优越，故本设计确定选择三相桥式可控整流电路。
如图（1-1）所示。
TVT1VT3VT5VT4VT2VT6LR图1-1 三相桥式整流电路第二章过电压保护电路的设计引起过压的原因：1）操作过电压：由拉闸、合闸、快速直流开关的切断等经常性操作中的电磁过程引起的过压。
2）浪涌过压：由雷击等偶然原因引起，从电网进入变换器的过压。
3）电力电子器件关断过电压：电力电子器件关断时产生的过压。
4）在电力电子变换器-电动机调速系统中，由于电动机回馈制动造成直流侧直流电过高产生过压，也称为泵升电压.过电压保护有操作过电压和浪涌过电压两种。
操作过电压是由于变压器合闸，拉闸以及晶闸管本身关断所引起的。
电力电子课程设计---三相桥式全控整流电路的设计
电力电子课程设计---三相桥式全控整流电路的设计
三相桥式全控整流电路是一种广泛应用于电力电子转换过程中的组件。
该组件在全控式电力电子系统的发展过程中发挥着重要作用。
与传统的环形整流电路相比，它能够更好地改善电力电子系统的功率因素及全控功能，以及减少噪声等。
因此，三相桥式全控整流电路在电力电子课程设计中十分重要。
首先，三相桥式全控整流电路必须更加规范地搭建电路，其搭建基本框架为三相桥式全控二极管共阴极电路，其中必要的电路元件包括导通控制器、IGBT三极管、晶闸管、电容器、三端电感等。
其次，三相桥式全控整流电路必须有一个良好的输出电压控制反馈电路，可以快速稳定地调节输出电压，从而实现电力电子转换设备的最佳状态。
此外，还需要采用丰富的调节方法来改善三相桥式全控整流电路的功率因数、波形特性及性能。
这些调节方法一般包含多相等距调节、多快调节和自适应控制。
在设计时，优化三相桥式全控整流电路的功率因数，给定输出电压条件下，需要选择恰当的IGBT数量、晶闸管的抗击穿电流、串联可控硅的电流截止比对及电容量，以及相关结构的参数等，以保证电路工作的稳定性及经济性，但其最大的难点在于如何综合应用这些调节方法，改善三相桥式全控整流电路的功率因数以及波形特性。
总之，三相桥式全控整流电路设计是一个非常复杂的过程，必须综合考虑各种参数对电路运行性能的影响，同时结合调节方法，以最大程度地改善三相桥式全控整流电路的性能，才能实现电力电子转换设备最佳状态。
电力电子三相桥式全控整流电路的设计.
三相桥式全控整流电路的设计1 主电路的设计与原理说明1.1 主电路图的确定习惯将其中阴极连接在一起的3个晶闸管（VT 1、VT 3、 VT 5）称为共阴极组；阳极连接在一起的3个晶闸管（VT 4、VT 6、VT 2）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VT 1、VT 3、VT 5， 共阳极组中与a 、b 、c 三相电源相接的3个晶闸管分别为VT 4、VT 6、VT 2。
从后面的分析可知，按此编号，晶闸管的导通顺序为 VT 1－VT 2－VT 3－VT 4－VT 5－VT 6。
此主电路要求带反电动势负载，此反电动势E=60V ，电阻R=10Ω，电感L 无穷大使负载电流连续。
其原理如图1所示。
1.2 主电路原理为说明此原理，假设将电路中的晶闸管换作二极管，这种情况就也就相当于晶闸管触发角α=0o 时的情况。
此时，对于共阴极组的三个晶闸管，阳极所接交流电压值最高的一个导通。
而对于共阳极组的三个晶闸管，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。
α=0o 时，各晶闸管均在自然换相点处换相。
由图中变压器二绕组相电压与线电压波形的对应关系看出，各自然换相点既是相电压的交点，同时也是线电压的交点。
在分析d u 的波形时，既可从相电压波形分析，也可以从线电压波形分析。
从相电压波形看，以变压器二次侧的中点n 为参考点，共阴极组晶闸管导通时，整流输出电压 1d u 为相电压在正半周的包络线；共阳极组导通时，整流输出电压2d u 为相电压在负半周的包络线，总的整流输出电压d u =1d u -2d u是两条包络线间的差值，将其对应到线电压波形上，即为线电压在正半周的包络线。
从线电压波形看，由于共阴极组中处于通态的晶闸管对应的最大的相电压，而共阳极组中处于通态的晶闸管对应的是最小的相电压，输出整流电压 d u 为这两个相电压相减，是线电压中最大的一个，因此输出整流电压d u 波形为线电压在正半周的包络线。
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。
电力电子三相桥式全控整流电路的设计
电力电子三相桥式全控整流电路的设计一、设计原理三相桥式全控整流电路由六个可控硅器件组成，分别连接在电源的三个相线和负载之间。
通过对六个可控硅器件的控制，可以实现对电源电压的全波整流，并将交流电转换为直流电供给负载。
由于可控硅器件具有可控导通和关断的特性，因此可以实现对整流电路的控制。
二、工作方式三相桥式全控整流电路的工作方式主要分为两个阶段：正半周期和负半周期。
在正半周期中，当Uab > Ubc > Uca时，可控硅器件S1和S2导通，S3和S4关断，S5和S6的导通与关断由控制信号决定。
在负半周期中，当Uab < Ubc < Uca时，可控硅器件S1和S2关断，S3和S4导通，S5和S6的导通与关断由控制信号决定。
通过不断调整控制信号，可以实现对整流电路的输出电压的控制。
三、电路参数计算1.电源电压：根据实际应用需求，确定电源电压的额定值，通常为220V或380V。
2.负载电流：根据负载的功率需求和额定电压，计算负载电流的额定值。
3.可控硅器件参数：选取合适的可控硅器件，根据其额定电流和额定电压，确定器件的参数。
4.电感参数：根据负载电流的频率和电感的自感系数，计算电感的参数。
5.电容参数：根据负载电流的频率和电容的容量，计算电容的参数。
四、性能指标1.效率：计算整流电路的输入功率和输出功率的比值，即效率。
2.谐波失真：通过谐波分析，计算整流电路输出电压的谐波含量，衡量电路输出电压的质量。
3.稳定性：通过控制信号的调整，使得整流电路输出电压的波动尽可能小，保证电路的稳定性。
4.抗干扰能力：通过合理的电路设计和控制策略，提高电路的抗干扰能力，减少外部干扰对电路的影响。
五、总结三相桥式全控整流电路是一种常见的电能变换电路，广泛应用于工业和电力系统中。
本文详细介绍了该电路的设计原理、工作方式、电路参数计算以及相关的性能指标。
在实际应用中，需要根据具体的需求和要求进行电路设计，并通过实验和测试来验证电路的性能。
三相桥式全控整流课程设计
电力电子技术的应用范围十分广泛。
它不仅用于一般工业，也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统等,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。
电力电子中非常重要的一项应用就是整流的运用，整流就是把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。
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。
本文主要介绍三相桥式全控整流电路。
关键词：电力电子，三相，整流。
1Power electronics technology wide range of applications.It is not only used for general industry,also widely used in transportation,power systems,communications systems,computer systems,new energy systems into the 21st century application of power electronics technology more widely,so research on power electronics technology is more important.A very important power electronics applications is a rectification of the use of AC power rectifier that converts the DC energy.Most of the rectifier circuit by the transformer,rectifier and filter circuit composed of the main.After70years of the20th century,more than the main circuit composed with a rectifier diode and thyristor.Filter connected to the main circuit and the load between the DC voltage used to filter AC ripple component.The role of the transformer input voltage of AC and DC output voltage and the exchange of power between the matching and electrical isolation between rectifier circuit(which can reduce power and electrical interference between the circuit and fault effects).There are many types of rectifier,half wave rectifier,single-phase half-controlled rectifier bridge,single-phase full-controlled rectifier bridge,three phase half controlled rectifier bridge,three-phase fully controlled bridge rectifier circuit.In this paper,three-phase fully controlled bridge rectifier circuit.Keywords:power electronics,three-phase rectifier.2摘要 (1)Abstract (2)一、设计目的及要求 (4)1.1设计目的 (4)1.2设计要求 (4)二、三相桥式全控主电路原理 (4)2.1主电路原理说明 (5)2.2直流侧带阻感负载 (6)2.3定量分析 (6)三、参数计算 (7)3.1整流变压器参数计算 (7)3.1.1次级相电压 (7)3.1.2初级相电流和次级相电流 (8)3.1.3初级容量次级容量和平均计算容量(视在容量) (8)3.2晶闸管参数选择 (9)3.2.1晶闸管额定电压的选择 (9)3.2.2晶闸管额定平均电流和电流有效值的选择 (10)四、三相晶闸管全控整流电路的保护电路 (11)4.1电路的保护措施 (11)4.1.1主电路的过电压保护 (11)4.1.2晶闸管的过电压保护 (11)4.1.2晶闸管的过电流保护 (12)五、设计体会 (13)3一、设计目的及要求1.设计目的（1）合理运用所学知识，进行电力电子电路和系统设计的能力（2）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（3）掌握元器件的选择计算方法2.设计要求（1）输入电压：三相交流380伏，50赫兹（2）输出直流电压：U d=220V；电流：I d=287A；功率：P N=55kW（3）负载性质：阻感负载（4）对电路进行设计，计算与说明（5）计算所有元器件型号参数二、三相桥式全控主电路原理2.1主电路原理说明三相桥式全控整流电路的原理图如图2-1所示。
三相桥式全控整流电路课程设计
第一章三相全控整流电路简介在电力系统中，电压和电流应是完好的正弦波．但是在实际的电力系统中，由于非线性负载的影响，实际的电网电压和电流波形总是存在不同程度的畸变，给电力输配电系统及附近的其它电气设备带来许多问题，因而就有必要采取措施限制其对电网和其它设备的影响。
随着电力电子技术的迅速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通、家庭等众多领域中的应用日益广泛，大量的非线性负载被引入电网，导致了日趋严重的谐波污染．电网谐波污染的根本原因在于电力电子装置的开关工作方式，引起网侧电流、电压波形的严重畸变．目前，随着功率半导体器件研制与生产水平的不断提高，各种新型电力电子变流装置不断涌现，特别是用于交流电机凋速传动的变频器性能的逐步完善，为工业领域节能和改善生产工艺提供了十分广阔的应用前景．相关资料表明，电力电子装置生产量在未来的十年中将以每年不低于10％的速度递增，同时，由这类装置所产生的高谐谐波约占总谐波源的70％以上。
为了抑制电力电子装置产生的谐波，其中的一种方法就是对整流器本身进行改进，使其尽量不产生谐波，且电流和电压同相位．这种整流器称为高功率因数变流器或高功率因数整流器．高功率因数变流器主要采用PWM整流技术，一般需要使用自关断器件。
对电流型整流器，可直接对各个电力半导休器件的通断进行PWM调制，使输入电流成为撸近正弦且与电源电压同相的PWM波形，从而得到接近1的功率因数。
对电压型整流器，需要将整流器通过电抗器与电源相连。
只要对整流器各开关器件施以适当的PWM控制，就可以对整流器网侧交流电流的大小和相位进行控制，不仅可实现交流电流接近正弦波，而且可使交流电流的相位与电源电压同相，即系统的功率因数总是掺近于1。
本设计主要对与PWM整流器相关的功率开关器件、主电路拓扑结构和控制方式等进行详细说明，在此基础上时PWM整流技术的发展方向加以探讨。
第二章主电路原理及其工作特点2.1 主电路原理主电路原理图如图2-1所示，将图中上方阴极连接在一起的3个晶闸管称为共阴极组；图中下方阳极连接在一起的3个晶闸管称为共阳极组。
三相桥式全控整流电路课程设计报告
... . .电力电子学课程设计说明书题目：三相桥式全控整流电路的设计学生学号专业电气工程及其自动化班级1003指导教师国庆完成时间2021-6-20摘要整流电路技术在工业生产上应用极广，整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。
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,因此控制比拟复杂,特别是触发电路局部必须一一对应,否那么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,并到达预期的效果。
关键字：KEIL-C；电力电子；三相；整流；目录摘要 (2)第一章课程设计要求 (4)第二章主电路的设计及定量分析 (4)2.1 主电路设计 (4)2.3 参数分析 (6)第三章保护电路的设计 (7)3.1 晶闸管的过电压保护 (7)3.2 晶闸管的过电流保护 (8)3.3 触发电路与主电路的同步 (8)第四章器件参数选择 (9)第五章总电路图 (10)第六章MATLAB 仿真 (10)第七章课程设计体会 (12)参考文献 (13)第一章课程设计要求1、单相桥式相控整流的设计要求为：负载为感性负载,L=500mH,R=100欧姆.2、技术要求:1)、电源电压：交流380V/50Hz2)、整流功率：1KW按课程设计指导书提供的课题，根据根本要求及参数独立完成设计。
第二章课程设计方案的选择及分析2.1 整个设计主要分为主电路、触发电路、保护电路三个局部。
电力电子技术三相桥式全控整流及有源逆变电路实验报告
纯阻性：
α
30°
U2
139.7
Id
0.66
Ud（记录值）
305
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ud（计算值）
283.1
60° 141.2 0.42 195 165.7
90° 142.2 0.12
55 44.6
七、 实验结果与分析 1.纯阻性 Ud=f（a）的相位图片：
三相桥式全控整流电路带纯电阻负载时的移相范围为 0~120°，当α>60°时，阻感性 质负载时的电压出现负值，但是纯阻性负载的电压 Ud 不会出现负值（而是断续），纯电阻 负载时和阻感性负载时的负载电流有差异，这是因为电感的平波作用导致的，电感越大， 对电流的平直作用越强，输出的 Id 越接近于水平的直线。
关 S2 拨到接地位置（即 Uct=0），调节 PE-11 上的偏移电压电位器 RP，用数字存储示波
器同时观察 A 相同步电压信号和“双脉冲观察孔” VT1 的输出波形，使α=170°。
适当增加给定 Ug 的正电压输出，观测 PE-11 上“脉冲观察孔”的波形，此时应观测到
双窄触发脉冲
用 20 芯的扁平电缆，将 PE-11 的“触发脉冲输出”端与“触发脉冲输入”端相连，并
150°范围内调节，同时，根据需要不断调整负载电阻 R,使得负载电流 Id 保持在 0.6A 左右
注意 Id 不得超过 0.82A、。用示波器观察并记录α=30°、60°及 90°时的整流电压 Ud 和
晶闸管两端电压 Uvt 的波形，并记录相应的 Ud 数值。
3、三相桥式有源逆变电路
六、 实验记录与处理
在三相桥式有源逆变电路中，电阻将并联形式改为串联形式、电感的取值与整流的完全 一致，而三相不控整流及心式变压器均在电源控制屏上，其中心式变压器用作升压变压器， 逆变输出的电压接心式变压器的中压端 Am、Bm、Cm，返回电网的电压从高压端 A、B、C 输出，变压器接成 Y/Y 接法。
三相桥式全控整流电路课程设计
1 绪论1.1设计目的1、通过对三相桥式电路的设计,掌握整流电路的工作原理,提高我们的运用科学理论知识能力、工程实践能力2、通过系统建模和仿真，掌握和运用MATLAB/SIMULINK工具分析系统的基本方法。
1.2设计意义电力电子技术无论对改造传统工业（电力、机械、矿冶、交通、化工、轻纺等），还是对新建高技术产业（航天、激光、通信、机器人等）和高效利用能源均至关重要。
我国目前仍旧是一个发展中的国家，尚处于前工业化阶段，传统产业仍然是我国国民经济的主力军，因此在近期或在较长一段时期内，传统产业的改造和发展将在很大程度上决定着我国经济的发展。
而电力、机械、冶金、石油、化工、交通运输是传统产业的重要支柱，这些产业技术水平的高低直接关系到我国工业基础的强弱。
毫无疑问，电力电子技术是提高这些产业技术水平的重要手段，它是对我国传统产业实现技术改造、建立自动化工业体系的关键应用技术。
下面就电力电子技术在国民经济各部门的应用进行简要讨论。
概括起来说，电力电子技术主要应用于电机调速传动、工业供电电源、电力输配电和照明四大方面。
自20世纪50年代末开始，电力电子技术在应用需求的推动下迅速发展成一门崭新的技术。
可以预见，在21世纪，电力电子技术在现代化社会的建设中的应用将起着重要作用并得到飞跃性的发展。
晶闸管在整流电路中充当一个非常重要的角色，本次设计采用的主要器件就是晶闸管。
2 设计总体思路2.1设计思路三相桥式全控整流电路的功能是将三相交流电能变为直流电能供给直流用电设备。
三相桥式全控整流电路可分为三部分电路模块：主电路模块，触发电路模块，保护电路模块。
主电路模块，主要由三组两串联晶闸管并联而成。
触发电路模块组成为，3个KJ004集成块和1个KJ041集成块，可形成流露双脉冲，再由六个晶体管进行脉冲放大。
保护电路模块有过电流保护，过电压保护。
2.2 基本原理一般变压器一次侧接成三角型，二次侧接成星型，晶闸管分共阴极和共阳极。
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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。
第二章电路设计及其功能介绍2.1三相桥式全控整流电路的原理一般变压器一次侧接成三角型，二次侧接成星型，晶闸管分共阴极和共阳极。
一般1、3、5为共阴极，2、4、6为共阳极。
（1）2管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各1，且不能为同1相器件。
（2）对触发脉冲的要求：1)按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60。
2)共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120。
3)同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180。
（3）Ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整流电路。
（4）需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲，可采用两种方法：一种是宽脉冲触发一种是双脉冲触发（常用）（5）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同。
三相桥式全控整流电路实质上是三相半波共阴极组与共阳极组整流电路的串联。
在任何时刻都必须有两个晶闸管导通才能形成导电回路，其中一个晶闸管是共阴极组的，另一个晶闸管是共阳组的。
6 个晶闸管导通的顺序是按VT6 –VT1 →VT1 –VT2 →VT2 –VT3 →VT3 –VT4 →VT4 –VT5 →VT5 –VT6 依此循环，每隔60 °有一个晶闸管换相。
为了保证在任何时刻都必须有两个晶闸管导通，采用了双脉冲触发电路，在一个周期内对每个晶闸管连续触发两次，两次脉冲前沿的间隔为60 °。
三相桥式全控整流电路原理图如右图所示。
三相桥式全控整流电路用作有源逆变时，就成为三相桥式逆变电路。
由整流状态转换到逆变状态必须同时具备两个条件：一定要有直流电动势源，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应稍大于变流器直流侧的平均电压；其次要求晶闸管的a ＞90 °，使U d 为负值。
2.2 设计内容和要求：1. 在 AC220v、工频输入情况下，设计三相全控整流电路，实现 DC15v、工频的整流输出结果。
2. 对全控器件，完成电角度 30 度、60 度、90 度、120 度的移相控制，给出上述电角度情况下的输出波形。
3.完成上述移相控制输出波形的谐波分析。
4针对任意一个电角度，实现控制输入信号滞后的输出波形，比较与正常工况输出波形的区别。
2.3 电路图设计：用vivso画出三相全控整流电路电路图如图所示：UaubucVT1VT3VT5LdRdVT4VT2VT6三相桥式全控整流电路原理图2.4 电路分析与参数计算1电路分析根据设计要求可知，此电路的负载是纯电阻负载，当触发角α<60°时，Ud波形均连续，对于电阻负载，id波形与ud波形形状一样，也连续。
晶闸管及输出整流电压的情况如下表所示：时段I II III IV V VI共阴级组中导通的晶闸管VT1 VT1 VT3 VT3 VT5 VT5共阴级组中导通的晶VT6 VT2 VT2 VT4 VT4 VT6闸管整流输出电压ua-ub=uabua-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb2参数计算：实验要求在 AC220v、工频输入情况下，设计三相全控整流电路，实现DC15v、工频的整流输出结果。
根据实验测得的波形可以求得负载两端的直流平均电压：代入数据得α=88.33第三章仿真实现及其波形分析3.1用MATLAB画出三相全控整流电路负载阻抗仿真模型如图3.2用MATLAB依次画出电角度为30度、60度、90度、120度的输出波形1：30度2 60度3 90度4 120度3.3.1整流电路的谐波及功率因数概念1．谐波在电力电子电路的分析中经常会遇到非正弦电压、电流波形，这主要是由非线性负载引起的。
当正弦电压加到非线性负载上时，会产生非正弦电流，而非正弦电流又会在负载上产生压降，使电压波形也成为非正弦波。
非正弦的电压u(ωt)和非正弦的电流i(ωt)可分解成傅里叶级数如下（3-43）（3-44）上式中；；；n=1，2，3，∙∙∙∙∙∙在上述电压、电流的傅里叶级数表达式中，频率与工频相同的分量称为基波，而频率为基波频率整数倍的分量称为谐波，谐波次数为谐波频率和基波频率的整数比（大于1）。
3.3.2整流输出侧的谐波分析整流电路输出的脉动直流电压都是周期性的非正弦函数，可以用傅里叶级数表示整流电路输出的脉动直流电压，可分为直流电压平均值U d及各次谐波电压u n。
以m 脉波（图3-31中m=3）整流电路为例，其输出直流电压波形如图3-31所示。
图3-31 m脉波相控整流电路输出电压波形在一个周期内，输出电压有m个形状相同、相位相差2π/ m的电压脉波，在图示坐标下，输出电压u d的傅里叶级数表达式为：（3-57）式中：（3-58）（3-59）（3-60）按图示坐标，u a、u b的表达式分别为（3-61）α（3-62）上面两式中，三相半波电路时，U S=U2为相电压，三相桥式电路时，U S=U2l 为线电压。
当移相控制角为α时，U d可计算如下：（3-63）上式即为6脉波整流电路输出直流平均电压的计算结果，此外m=2、3、6时分别对应单相桥式、三相半波、三相桥式整流电路的输出直流电压平均值，α=0º则为不控整流电路。
将式（3-61）、（3—62）代入（3-59）、（3-60）式，经化简后可得到：（3-64）（3-65）m脉波整流电路输出电压中的谐波次数为n=Km，K=1、2、3∙∙∙。
当m=6，即三相整流桥式电路时，其输出电压中就含有6、12、18∙∙∙等电压谐波。
设n次谐波的电压幅值为（3-66）U nm与交流电压最大值的比值为（3-67）n次谐波的相位角为（3-68）负载上的电压有效值为（3-69）谐波电压有效值，即纹波电压为（3-70）纹波系数为（3-71）由matlab软件中的powergui FFT Anaylysis Tool画出输出波形的谐波分析如下图：1 α=30度当阻感负载R=10Ω，L＝10e-3H,触发角a=30°时，设置起始时间为0s；快速傅立叶分析的周期数为1；基波频率为50Hz；最大频率为1000Hz；显示类型设置为“Bar (relative to fundamental)”。
最终得到的FFT分析窗口下图所示。
基波电压幅值为2.688V，总谐波电流畸变率4578.06%。
2 α=60度当阻感负载R=10Ω，L＝10e-3H,触发角a=60°时，设置起始时间为0s；快速傅立叶分析的周期数为1；基波频率为50Hz；最大频率为1000Hz；显示类型设置为“Bar (relative to fundamental)”。
最终得到的FFT分析窗口下图所示。
基波电压幅值为57.63V，总谐波电流畸变率354.41%。
3 α=90度当阻感负载R=10Ω，L＝10e-3H,触发角a=90°时，设置起始时间为0s；快速傅立叶分析的周期数为1；基波频率为50Hz；最大频率为1000Hz；显示类型设置为“Bar (relative to fundamental)”。
最终得到的FFT分析窗口下图所示。
基波电压幅值为124V，总谐波电流畸变率175.99%。
4 α=120度当阻感负载R=10Ω，L＝10e-3H,触发角a=90°时，设置起始时间为0s；快速傅立叶分析的周期数为1；基波频率为50Hz；最大频率为1000Hz；显示类型设置为“Bar (relative to fundamental)”。
最终得到的FFT分析窗口下图所示。
基波电压幅值为154.1V，总谐波电流畸变率125.29%。
3.4针对上述任意一个电角度，实现控制输入信号滞后的输出波形，比较与正常工况输出波形的区别。
当α=30度时正常输出Ud的波形为：输入信号滞后时即三相电压在θ=WT，T=W÷θ时开始输入信号。
如图：第四章总结通过这次课程设计我懂得了许多的课本上所没有的知识，通过visio画三相全控整流电路较为简单，但用MATLAB画仿真图以及波形图、谐波分析都比较难，主要是因为软件全波都是英文的。
通过一周的练习，使我受益匪浅。
同时明白了思路即出路。
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。
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。