三相晶闸管可控整流电源设计
三相全控桥式晶闸管电动机系统设计毕业设计
题目：三相全控桥式晶闸管-电动机系统设计初始条件：1．直流电动机额定参数： PN =10KW, UN=220V, I N =50A,n N =1000r/min，电枢电阻Ra=0.5Ω，电流过载倍数λ＝1.5，电枢电感L D =7mH，励磁电压U L=220V 励磁电流I L=1.6A.2.进线交流电源：三相380V3.性能指标：直流输出电压0-220V，最大输出电流75A，保证电流连续的最小电流为5A。
使用三相可控整流电路，电动机负载，工作于电动状态。
要求完成的主要任务：1. 三相全控桥式主电路设计（包括整流变压器参数计算，整流元件定额的选择，平波电抗器电感量的计算等）,讨论晶闸管电路对电网及系统功率因数的影响。
2.触发电路设计。
触发电路选型（可使用集成触发器），同步信号的定相等。
3.晶闸管的过电压保护与过电流保护电路设计。
4.提供系统电路图纸不少于一张。
课程设计说明书应严格按统一格式打印，资料齐全，坚决杜绝抄袭，雷同现象。
应画出单元电路图和整体电路原理图，给出系统参数计算过程，图纸、元器件符号及文字符号符合国家标准。
时间安排：2011.1.14～2011.1.15 收集资料，确定设计方案2011.1.16～2011.1.17 系统设计2011.1.18～2011.1.19 撰写课程设计论文及答辩指导教师签名：年月日摘要许多机械要求在一定的范围内进行速度的平滑调节，并且要求有良好的稳态、动态性能。
而直流调速系统调速范围广、静差率小、稳定性好以及具有良好的动态性能，在高性能的拖动技术领域中，相当长时期内几乎都采用直流电力拖动系统。
双闭环直流调速系统是直流调速控制系统中发展得最为成熟，应用最广泛的电力传动系统。
它具有动态响应快、抗干扰能力强等优点。
本此设计主要就是针对直流调速装置，利用晶闸管三相全控桥式整流技术，结合集成触发器芯片，组成晶闸管三相全控桥式整流直流电动机调速系统，主要应用的芯片是TCA787集成移相触发控制芯片，实现调速系统。
直流电动机调压调速可控整流电源设计
直流电动机调压调速可控整流电源设计一、设计目标设计一个可控整流电源，满足直流电动机调压调速的需求。
该电源应具备以下特点：1.输出电压稳定可调；2.输出电流稳定可控；3.满足直流电动机调压调速的要求；4.设计成本低廉；5.性能可靠稳定。
二、设计原理可控整流电源的设计原理主要基于三相桥式可控整流电路。
该电路由6个可控晶闸管组成，分为正半桥和负半桥。
按照正弦交流电源的输入，晶闸管控制引脚接收控制信号，将交流电源的负半周期向直流方向进行整流。
同时，交流电源的正半周期通过极性相反的晶闸管进行整流。
通过控制晶闸管的导通时间，可以调节整流电流的大小和方向，从而实现直流电动机的调压调速需求。
三、设计步骤1.确定直流电动机的额定电压和电流，根据其负载要求确定整流电源的输出电压和电流范围。
2.选择适合的可控晶闸管，根据其额定电压和电流选择合适的型号。
3.根据整流电源输出电压和电流的范围，计算控制晶闸管的导通时间和周期。
4.根据计算结果，设计控制电路，包括控制信号发生器，控制信号的调节电路以及触发电路等。
5.确定整流电源的滤波电路，包括电感和电容等元件。
6.搭建整流电源的实验原型，进行测试和调试，验证设计的可行性。
7.根据实际测试结果进行优化和改进，完善整流电源的性能和稳定性。
四、设计实现1.整流电路：采用三相桥式可控整流电路，由6个可控晶闸管组成。
2.控制电路：采用微控制器或FPGA芯片控制，通过脉宽调制（PWM）的方式生成控制信号，控制晶闸管的导通时间和周期。
3.滤波电路：采用L-C滤波电路，电感和电容组合滤除直流电源中的脉动。
4.保护电路：设计过流保护和过压保护等电路，确保整流电源稳定可靠，避免对电动机的损坏。
5.控制算法：采用PID控制算法，通过测量电动机的转速和负载情况，调节控制信号的占空比，以实现电机的调压调速。
五、设计优化和改进1.优化控制电路：采用先进的数字控制器，改进PWM控制算法，提高整流电源的响应速度和稳定性。
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 .
实验七 三相桥式全控整流电路实验
实验七 三相桥式全控整流电路实验一、实验目的了解三相桥式全控整流电路的工作原理，研究可控整流电路在电阻负载，电阻电感性负载，反电动势负载时的工作情况。
二、实验所需挂件及附件1. 电源控制屏2. 三相晶闸管触发电路3. 双踪示波器，万用表4. 晶闸管主电路5. 可调电阻，电感等三、实验原理1、电阻性负载图7-1 三相桥式全控整流电路（电阻性负载）及o 0=α波形阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1，VT3，VT5）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。
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。
晶闸管的导通顺序为VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6。
o 0=α表示各晶闸管从其自然换相点开始触发，得到的输出电压波形为其线电压的包络线。
图7-2 三相桥式全控整流电路（电阻性负载）o 30=α时波形从图可以看出，当o 60≤α时，u d 波形连续，对于电阻负载，i d 波形与u d 波形形状一样，也连续，每管工作120︒ ，每间隔60︒有一管换流。
60︒为波形连续和不连续的分界点。
α>60︒，由于对应线电压的过零变负，非同一相的共阴极组和共阳极晶闸管串联承受负压而关断，此时输出电压电流为零。
负载电流断续，各晶闸管导通角小于120︒。
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 共阴极组中导通的晶闸管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共阳极组中导通的晶闸管VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流输出电压u du α -u b=u abu α -u c=u αcu b –u c=u bcu b –u a=u bau c –u a=u cau c –u b=u cb三相桥式全控整流电路的特点：（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。
三相可控硅整流原理
三相可控硅整流原理三相可控硅整流电路主要由三个可控硅（也称为晶闸管）组成，每个可控硅的门极分别接在控制电路中。
整流电路的输入是三相交流电源，输出是直流负载电流。
通过控制三相可控硅的导通时刻，可以实现对输入交流电的整流控制。
整个整流过程可以分成三个阶段：导通角控制、导通脉冲控制和导通电流消失控制。
第一阶段是导通角控制。
当三相交流电的其中一相电压大于可控硅的导通电压时，可控硅便开始导通。
为了保证整流效率和减小谐波含量，导通角控制是至关重要的。
导通角控制实际上是通过控制可控硅的导通角度来实现的，通常通过控制电路中的触发器，根据电压和电流的特性，选择合适的导通角度。
第二阶段是导通脉冲控制。
当可控硅导通后，其导通电流逐渐增加。
在达到预设的导通电流之后，触发器产生脉冲信号，切断可控硅的门极电流，使其停止导通。
这个过程是为了保证可控硅导通电流的准确、稳定和可控。
第三阶段是导通电流消失控制。
当可控硅停止导通后，导通电流不会立即消失，而是经过一段时间达到零，这是由于电感和电容等元件的存在。
在这个过程中，需要进行合适的控制，以保证电流的顺利消失，避免过大的反向电压造成可控硅的损坏。
三相可控硅整流电路的特点是具有较高的功率、电流和电压控制能力，可实现较大电力的转换和调节。
同时，由于可控硅器件的特点，整流电路的效率较高，损耗较小。
因此，它被广泛应用于电力系统、电动机驱动、电炉控制、供电系统等领域。
总之，三相可控硅整流原理是通过控制可控硅器件导通的角度和时刻，将三相交流电转换为直流电的电力转换过程。
它具有高功率、高效率和灵活的电能控制能力，是电力电子领域中一种重要的技术。
基于TCA785三相全控桥式晶闸管电机设计
题目：三相全控桥式晶闸管-电动机系统设计初始条件：1．直流电动机额定参数： PN =10KW, UN=220V, I N =50A,n N =1000r/min，电枢电阻Ra=0.5Ω，电流过载倍数λ＝1.5，电枢电感L D =7mH，励磁电压U L=220V 励磁电流I L=1.6A，使用三相可控整流电路，电动机负载，工作于电动状态。
2. 进线交流电源：三相380V3. 性能指标：直流输出电压0-220V，最大输出电流75A，保证电流连续的最小电流为5A。
要求完成的主要任务：1. 三相全控桥式主电路设计（包括整流变压器参数计算，整流元件定额的选择，平波电抗器电感量的计算等）,讨论晶闸管电路对电网及系统功率因数的影响。
2.触发电路设计。
触发电路选型（可使用集成触发器），同步信号的定相等。
3.晶闸管的过电压保护与过电流保护电路设计。
4.提供系统电路图纸不少于一张。
课程设计说明书应严格按统一格式打印，资料齐全，坚决杜绝抄袭，雷同现象。
应画出单元电路图和整体电路原理图，给出系统参数计算过程，图纸、元器件符号及文字符号符合国家标准。
时间安排：2011.7.4～2011.7.5 收集资料2011.7.6～2011.7.8 系统设计2011.7.9～2011.7.10 撰写课程设计论文及答辩指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要整流电路由其是三相桥式可控整流电路是电力电子技术中最为重要，也是应用的最为广泛的电路，不仅应用于一般工业领域，也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、能源系统以及其他领域。
三相可控整流电路中应用最多的是三相桥式全控整流电路。
这次设计主要对三相桥式整流电路进行研究。
本此设计主要就是针对直流调速装置，利用晶闸管三相全控桥式整流技术，结合集成触发器芯片，组成晶闸管三相全控桥式整流直流电动机调速系统，主要应用的芯片是TCA785集成移相触发控制芯片，实现调速系统。
同时设计出完整的电气原理图，将分别介绍各个模块的构成原理和使用方法。
晶闸管三相全控桥式整流仿真实验报告
运动控制仿真实验报告——晶闸管三相全控桥式整流仿真实验——实用Buck 变换仿真实验晶闸管三相全控桥式整流仿真实验（大电感负载）原理电路R2晶闸管三相可控整流仿真实验2原理电路框图输入三相交流电，额定电压380 伏（相电压220 伏），额定频率50Hz，星型联接。
输入变压器可省略。
为便于理解电路原理，要求用 6 只晶闸管搭建全控桥。
实验内容1、根据原理框图构建Matlab 仿真模型。
所需元件参考下表：仿真元件库：Simulink Library Browser示波器Simulink/sink/Scope要观察到整个仿真时间段的结果波形必须取消对输出数据的5000 点限制。
要观察波形的FFT 结果时，使能保存数据到工作站。
仿真结束后即可点击仿真模型左上方powergui 打开FFT 窗口，设定相关参数：开始时间、分析波形的周期数、基波频率、最大频率等后，点Display 即可看到结果。
交流电源SimPowerSystems/Electrical Sources/AC Voltage Source设定频率、幅值、相角，相位依次滞后120 度。
晶闸管SimPowerSystems/Power Electronics/Thyristor6 脉冲触发器SimPowerSystems/Extra Library/Control Blocks/Synchronized 6-Pulse Generator设定为50Hz，双脉冲利用电压检测构造线电压输入。
Block 端输入常数0.输出通过信号分离器分为 6 路信号加到晶闸管门极，分离器输出脉冲自动会按顺序从1 到 6排列，注意按号分配给主电路对应晶闸管。
电阻、电容、电感SimPowerSystems/Elements/Series RLC Branch设定参数负载切换开关SimPowerSystems/Elements/Breaker设定动作时间信号合成、分离Simulink/Signal Routing/Demux,Mux电流傅立叶分解SimPowerSystems/Extra Library/Discrete Measurements/Discrete Fourier设定输出为50Hz，基波有效值SimPowerSystems/Extra Library/Discrete Measurements/Discrete RMS value 设定为50Hz位移功率因数计算Simulink/User-Difined Functions/Fcn将度转换为弧度后计算余弦常数Simulink/Sources/Constant增益Simulink/Math Operations/Gain乘除运算Simulink/Math/Divide显示Simulink/sinks/Display电压检测SimPowerSystems/Measurements/Voltage Measurement电流检测SimPowerSystems/Measurements/Current Measurement2、带阻感负载，电感0.1H, 设定触发角为30 度：起动时基本负载20 欧，0.3 秒后并联一个2 欧姆电阻。
三相晶闸管全控整流电路
摘要本次设计的内容为锯齿波移相触发三相晶闸管全控整流电路。
其包括三个主要部分：主电路、触发电路、同步变压器。
整流电路是将交流电能转换为直流电能AC/DC。
对晶闸管组成的整流器实施相移控制技术可将不变的交流电压变换为大小可控的直流电压，实现相控整流。
晶闸管相控整流能取代传统的直流发电机组实现直流电机的调速，它具有结构简单、控制方便、性能稳定，利用它可方便得到大、中、小各种容量的直流电能，广泛应用于机床、轧钢、造纸、纺织、电解、电镀等领域。
但是，晶闸管相控整流电路的输入电流滞后于电压，其滞后角随着触发延迟角α的增大而增大，输入电流中谐波分量相当大，因此功率因数很低。
AbstractThe content that the abstract designs originally time charges commutation circuit for the sawtooth wave moves triggering three-phase crystal brake Guan Quan each other. The person includes three major components: Betoken circuit , trigger circuit, synchro transformer. .The commutation circuit being one of major component circuit is to change to exchanging electric energy into direct current energy , implements looking at and appraising controllable direct current pressure , realization changing control technique but the invariant alternating voltage being shifted for size charging commutation each other to the rectifier that crystal brake is composed of. It can substitute the tradition direct-current generating set realizing the continuous current dynamo speed regulation.Crystal brake Guan Xiang charges commutation for having the structure simplicity , controls the characteristic that the function stabilizes conveniently,make use of it may get the big , small and medium, various capacities direct current energy conveniently , the quilt applies to fields such as machine tool , steel rolling , paper making , spinning and weaving , electrolysis , electroplating therefore broadly".前言电力电子课程设计是电气自动化专业学生在整个学习过程中一项综合性实践环节，是走向工作岗位、从事专业技术之前的一项综合性技能训练，对学生的职业能力培养和实践技能训练具有相当重要的意义。
三相可控整流电路实验报告
三相可控整流电路实验报告三相可控整流电路实验报告引言：本次实验旨在研究和探索三相可控整流电路的原理和性能。
通过搭建实验电路，观察和测量电路中的电压、电流和功率等参数，以及了解可控整流电路在实际应用中的优势和限制。
实验过程中，我们将使用适当的实验仪器和设备，确保实验的准确性和安全性。
一、实验原理1.1 可控整流电路的基本原理可控整流电路是通过控制晶闸管的导通和关断来实现对电流的控制。
在三相可控整流电路中，通过控制三相晶闸管的导通角来实现对电流的整流和调节。
1.2 三相可控整流电路的工作原理三相可控整流电路由三相桥式整流电路和控制电路组成。
三相桥式整流电路将三相交流电转换为直流电，而控制电路则通过控制晶闸管的导通和关断来实现对电流的控制。
二、实验装置和方法2.1 实验装置本次实验使用的实验装置包括三相变压器、三相桥式整流电路、晶闸管触发电路、电流表、电压表和功率表等。
2.2 实验方法首先，将三相变压器连接到三相交流电源上，通过变压器将电压降低到适当的电压范围。
然后，将三相桥式整流电路连接到变压器的输出端，将三相交流电转换为直流电。
接下来，将晶闸管触发电路连接到三相桥式整流电路上，通过控制触发电路，实现对晶闸管的控制。
最后，通过连接电流表、电压表和功率表等测量仪器，观察和测量电路中的电压、电流和功率等参数。
三、实验结果与讨论3.1 实验结果在实验过程中，我们通过测量电路中的电压、电流和功率等参数，得到了一系列实验结果。
例如，我们观察到随着晶闸管导通角的增加，电路中的电流呈线性增加趋势；同时，随着电压的增加，功率也呈线性增加趋势。
3.2 结果讨论通过对实验结果的分析和讨论，我们可以得出一些结论。
首先，可控整流电路可以实现对电流的精确控制，具有较高的调节性能。
其次，随着晶闸管导通角的增加，电路中的电流和功率都会增加，但是过高的导通角可能会导致电路的损坏。
因此，在实际应用中，需要根据具体需求和电路参数来选择合适的导通角。
三相桥式全控晶闸管整流电路设计
《电力电子技术》三相桥式全控晶闸管整流电路目录一设计要求 (1)1.1概述 (1)1.2设计要求 (1)二小组成员任务分工........................................................................ 错误!未定义书签。
三三相全控桥式主电路原理分析 (2)3.1总体结构 (2)3.2主电路的分析与设计 (2)3.1.1整流变压器的设计原理 (2)3.1.2变压器参数计算与选择 (3)3.3触发电路的分析与设计 (4)3.3.1触发电路的选择 (4)3.3.2 TC787芯片介绍 (4)3.4电路原理图 (6)3.5主电路工作原理 (7)3.6晶闸管保护电路的分析与设计 (7)3.6.1晶闸管简介 (7)3.6.2保护电路 (7)3.6.3晶闸管对电网的影响 (8)3.6.4晶闸管过流保护电路设计 (8)四仿真模型搭建及参数设置 (10)4.1主电路的建模及参数设置 (10)4.2控制电路的建模与仿真 (11)五仿真调试 (14)六设计心得........................................................................................ 错误!未定义书签。
一设计要求1.1概述首先我们要设计出整体的电路分别包括主电路，触发电路以及晶闸管保护电路。
主电路运用的是整流电路。
整流电路是电力电子电路中经常用的一种电路，它将交流电转变为直流电。
这里要求设计的主电路为三相全控桥式晶闸管整流电路。
整流电路将交流电网中的交流电转变成直流电，但为了保护晶闸管正常工作，需要围绕晶闸管设计触发电路、过电压和过电流保护电路。
因此我们可以设计出整体的程序框图之后按照框图进行接下来的电路设计。
三相全控桥式晶闸管整流电路需要使用交流、直流和触发信号,而且还存在电容和电感等非线性元件,如果采用传统的方法,分析和运算都非常繁琐。
三相桥式全控整流电路
4
特点与优点
特点与优点
整流效率高：由于采用
了全控整流技术，三相
桥式全控整流电路的整
2
流效率可以达到90%以
上
控制性能好：通过调节
触发角α的大小，可以
1
实现对输出电压和电流 的连续和平滑调节，从
而具有良好的控制性能
适用于大功率应用：三
相桥式全控整流电路适
用于大功率应用场合， 可以实现大电流和高电
4
流电源的中性线N上
3
工作原理
工作原理
整流过程
当晶闸管的控制极有触发脉冲时，晶闸管导通，电流可 以通过它而从交流电源的一相流向负载，然后再通过另 外两只晶闸管返回交流电源的另一相。通过改变触发脉 冲的相位，可以控制电流的流向和大小，从而实现对输 出电压和电流的连续和平滑调节
工作原理
控制原理
三相桥式全控整流电路的输出电压和电流的大小取决于晶闸管的触发角α。触发角α是指 从正弦波的正半周开始到触发脉冲出现的位置之间的角度。当触发角α越小时，输出的电 压和电流越大；当触发角α越大时，输出的电压和电流越小 通过调节触发角α的大小，可以实现对输出电压和电流的连续和平滑调节。常用的调节方 式有两种：一种是采用相位控制方式，通过调节触发脉冲的相位来改变触发角α的大小； 另一种是采用移相控制方式，通过改变触发脉冲的移相角的大小来改变触发角α的大小
续和平滑调节
2
电路结构
电路结构
三相桥式全控整流电路的基本结 构由三相交流电源、六只晶闸管
以及负载构成
其中，三相交流电源为三角形接 法，提供三个相位相差120度的交
流电压
六只晶闸管分别连接在三相交流 电源和负载之间，其中三只晶闸 管的一端连接在A、B、C三相交流 电源上，另一端连接在负载的P、 N端子上；另外三只晶闸管的另一 端连接在负载的N、P端子上和交
第2章 晶闸管三相整流电路
3、数量关系
（1）输出电压平均值 由于ud波形连续，所以计算输出电压Ud时只需一个计算公 式
Ud
1
2 /
3
5 6
6
2U2 sin td (t) 1.17U2 cos
（2）输出电流平均值
Id
1 R
1.17U
α=60º是输出电压波形连续和断续的分界点，输出电压平均 值应分两种情况计算：
（1）α≤60º
Ud
1
/3
2 3
3
2
3U2 sintd (t) 2.34U2 cos 1.35U2L cos
（2）α＞60º
Ud
1
/3
3
3
2U2 sin td (t) 2.34U2[1 cos( / 3 )]
三相桥式全控整流电路带电感性负载α =0度时的波形
三相桥式整流电路带电感性负载， α =90度时的波形
2、参数计算
（1） 输出电压平均值
由于 ud波形是连续的，
Ud
1
/3
2 3
3
6U2 sintd(t)
2.34U2 cos 1.35U 2L cos
（2）输出电流平均值
Id
1 R
2.34U 2
三相桥式全控整流电路带电阻负载α=0度时的波形
三相桥式全控整流电路带电阻负载α =60度时的波形
三相桥式全控整流电路带电阻负载α =90度时的波形
三相全控桥式整流电路的工作特点：
（1）任何时候共阴、共阳极组各有一只元件同时导通才能形成 电流通路。
（2）共阴极组晶闸管VT1、VT3、VT5，按相序依次触发导通， 相位互差120º，共阳极组VT2、VT4、VT6，相位相差120º， 同一相的晶闸管相位相差180º。每个晶闸管导通角120º；
三相晶闸管交流调压电路的设计与仿真
三相晶闸管交流调压电路的设计与仿真晶闸管交流调压电路是一种常见的电力电子器件应用，广泛应用于工业控制和电力调节领域。
本文将介绍一个三相晶闸管交流调压电路的设计和仿真。
设计思路：三相晶闸管交流调压电路是通过控制晶闸管的导通角度来改变电路中的功率流动，从而实现调压功能。
其基本原理是将交流电源输入通过滤波电路滤波后接入晶闸管电路，通过调节晶闸管的触发角度来改变输出电压。
在设计过程中需要确定晶闸管的触发脉冲信号和滤波电路的参数。
第一步：确定晶闸管的触发脉冲信号晶闸管的触发脉冲信号可以通过计算或仿真得到。
在本设计中，我们使用三角波脉冲宽度调制（PWM）技术生成触发信号。
具体步骤如下：1.根据所需调压范围和输出电流要求，确定晶闸管的导通角度范围。
2.根据导通角度范围，计算得到对应的触发脉冲信号的周期和占空比。
3.利用MATLAB等工具生成符合条件的三角波脉冲信号。
4.调节触发脉冲信号的频率和幅值，以满足电路要求。
第二步：确定滤波电路的参数滤波电路的设计目的是使输入的交流电信号转化为稳定的直流电压。
在三相晶闸管交流调压电路中，常用的滤波电路是基于三相全控整流桥电路的三电感三电容滤波电路。
具体步骤如下：1.确定输出电压的波形要求，如稳定性要求、纹波要求等。
2.根据电路输入电压的峰值确定滤波电容的容值。
3.根据输出电流和输出电压的纹波要求确定滤波电感的参数。
4.根据晶闸管的最大导通角度和电源频率确定滤波电容的电压等级。
第三步：进行电路仿真电路设计完成后，可以利用电路仿真软件进行仿真。
常用的电路仿真软件有PSpice、Multisim等。
通过仿真可以验证电路的性能，并对电路进行优化。
在仿真中，可以进行以下几个方面的验证：1.电路的输入和输出波形是否满足要求。
2.输出电压的稳定度和纹波值是否满足要求。
3.晶闸管的导通角度是否可控。
根据仿真结果，可以进行电路参数的调整和优化，直至满足设计要求。
总结：通过以上设计和仿真步骤，可以得到一个稳定可靠的三相晶闸管交流调压电路。
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。
基于DSP的三相电压型PWM整流器控制系统设计
基于DSP的三相电压型PWM整流器控制系统设计随着电力电子技术的快速发展，三相电压型PWM整流器在工业生产中得到了广泛应用。
本文将基于数字信号处理（DSP）技术，设计一个三相电压型PWM整流器控制系统。
首先，我们需要了解三相电压型PWM整流器的基本原理。
该型整流器的输入为三相交流电源，输出为直流电压。
其控制系统的目的是通过改变整流器的开关状态，调节输出的直流电压和电流。
在设计整流器控制系统之前，首先要确定系统的需求和性能指标。
常见的性能指标包括输出电压稳定性、输出电流波形质量和响应速度等。
接下来，我们可以开始设计整流器控制系统。
整体上，该系统可以分为三个部分：传感器模块、控制模块和功率器件模块。
传感器模块用于采集整流器的输入和输出信号，并将其转化为数字信号。
传感器模块中常用的传感器有电流传感器和电压传感器。
电流传感器可以测量整流器的输出电流，并将其转化为电压信号。
电压传感器可以测量整流器的输入和输出电压，并将其转化为电压信号。
这些信号将通过模数转换器（ADC）转化为数字信号，供DSP进行后续处理。
控制模块是整个系统的核心，主要负责计算控制算法，并生成PWM信号。
在控制模块中，我们将运用DSP的高性能计算能力，实现整流器的高精度控制。
常用的控制算法有比例积分（PI）控制算法和模型预测控制（MPC）算法。
比例积分控制算法可以根据误差信号调节PWM占空比，实现系统的闭环控制。
模型预测控制算法则采用预测模型，通过优化计算，实现系统的最优控制。
功率器件模块负责驱动整流器的功率器件，控制整流器的开关状态。
常用的功率器件有晶闸管（SCR）、双向可控硅（TRIAC）和金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）等。
功率器件的驱动和保护电路需要根据实际情况进行设计。
设计完成后，需要进行系统的仿真和验证。
我们可以采用MATLAB/Simulink等软件进行仿真，验证系统的性能和稳定性。
根据仿真结果，可以进一步优化控制算法和参数，提高整流器的控制精度。
晶闸管三相桥可控整流电路
晶闸管三相桥可控整流电路单位晶闸管三相桥可控整流电路是一种由桥式可控rectifier（又叫桥式整流器）和共阴极晶闸管构成的整流网络。
它是一种三相调压整流电路，能够根据需求，独立调节输出电压。
晶闸管三相桥可控整流电路由三相可控晶闸管导通角组成，每相由一个可控硅晶闸管，L型和T型桥连接构成。
它以宽输入范围及精确的输出电压调节为特点，用于大功率负载，并形成通用的光电控制系统，广泛用于开关电源、电动机控制及车辆动力系统等电力电子技术领域。
晶闸管三相桥可控整流电路由三路可控硅晶闸管组成，分别为U型桥、V型桥和W型桥，每路桥电路输入两个交流提供电压，输出一个相同的直流电压。
三路晶闸管同时导通时可获得一个三相整流输出，即可根据需求把输入电压转变两个相位相互180°反相出来。
由于桥式构成，三路晶闸管在一定导通角度控制下，输入的三相交流电压便可转换成两个相位相互180°的反相交流输出电压。
此类电路具有输入电压宽幅、稳定调节输出电压等优点，使其在开关电源、电动机控制及车辆动力系统等领域得到了广泛的应用。
晶闸管三相桥可控整流电路的典型应用包括：一是在高功率开关电源中，采用可控硅晶闸管和L-T型桥把输入电压转变为中性点以外的可调直流电压输出，从而形成常用的单相开关电源、双相开关电源和三相开关电源。
二是针对大功率电机，提出控制输出电流的驱动方案，以及电机振荡抑制系统来保证驱动电机的稳定运行。
三是常用于空调和电冰箱的复杂启动电路、变频的一二三极点控制、变频电控等，以获得最佳的效率和响应。
综上所述，晶闸管三相桥可控整流电路是一种应用广泛、操作方便、调节稳定和具有高转换效率的电力电子技术，因其在对晶闸管桥式可控整流器的控制和精确调节方面具有突出的优势，已被广泛的应用于电动机及车辆动力系统等领域，在它们的发展和进步中发挥着重要的作用。
三相桥式全控整流电路
12
三、定量分析
➢ 4. 整流变压器视在功率计算
➢ 1). 流过整流变压器二次侧旳电流在前面已经算得:
i
I
d
2π/3
0
π
2π/3
2π
ωt
TR二次侧电流有效值： TR二次侧电压有效值：
I2
2 3
I
d
0.816 I d
U2
Ud 2.34
TR二次侧视在功率：
S2
3U 2 I2
3
Ud 2.34
0.816
围是120
7
二、原理分析
2.电路工作波形
2）阻感负载时旳工作情况
➢ a≤60时（a =0 图－6；a =30 图－7）
• ud波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相同。
各晶闸管旳通断情况
输出整流电压ud波形 晶闸管承受旳电压波形
• 区别在于：得到旳负载电流id波形不同。
当电感足够大旳时候， id旳波形可近似为一条水平线。
三相桥式全控整流电路原理图
返回
26
单宽脉冲
27
双窄脉冲
28
t
t t t
返回 17
图-3
三相桥式全控整流电路
带电阻负载a=0时旳波形
uud21 = 0°ua
ub
uc
O ud2 uu2dL
t1
ⅠⅡ uab uac
ⅢⅣ ubc uba
ⅤⅥ uca ucb
uab uac
O
iVT1
O uVT1
uab uac ubc uba uca ucb uab uac
O uab uac
控制，电网向晶体管整流装置提供旳 是超前旳无功电流。
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电力电子技术基础课程设计报告题目：三相晶闸管可控整流电源设计单位：电子信息工程学院自动化系、河南科技大学电子信息工程学院、自动化2006级《电力电子技术基础》课程设计任务书课程设计时间：1周一、设计题目及要求设计题目1：三相晶闸管可控整流电源设计1）技术要求•三相交流电源，线电压380V。
•整流输出电压U d在0～210V连续可调。
•最大整流输出电流20A。
•负载为阻感负载，且电感值较大（工作时可认为负载电流是连续平滑的直流）。
2）主要设计内容•整流变压器额定参数的计算（选择变压器次级额定电压和变比，初、次级绕组的导线直径。
计算时取导线电流密度为5A/mm2）；•晶闸管器件的电流、电压定额等参数的计算；•集成触发电路的设计。
（包括：触发电路的定向【参教材】；触发电路采用集成触发电路）。
二、课程设计报告的主要内容1）选题背景及意义简单介绍。
2）设计方案的确定。
（确定主电路拓扑结构，确定控制方案等）。
3）主电路工作原理及过程的分析。
给出详细的电路工作原理和过程分析。
4）功率器件定额参数的计算。
主要包括：【1】电力电子器件电压、电流等定额计算（注意留余量：电压2-3倍，电流1.5-2倍）；【2】变压器的参数计算等；【3】电容器，电抗器等参数的计算等。
5）控制系统（电路）的设计等。
6）结束语。
（课程设计的结论概括，设计体会等）。
7）附录（包括：电路图和元器件明细表等）。
8）参考文献。
注：在报告的最后给出完整的主电路原理图和控制电路原理图等；并列出所用元器件明细表。
要求插图及图表规范，文字通顺，逻辑性强；提交的毕业设计报告字数不得少于4000字。
2电力电子技术课程设计3 3目录一、选题背景及意义 (1)二、设计方案.................................................................. 2 1 方案分析...................................................................3 2 方案选择. (4)三、电路工作原理及过程的分析 (5)1 00α=电路工作原理及过程的分析.................................................................5 2 030α=电路工作原理及过程的分析. (6)3 060α≥电路工作原理及过程的分析 (7)四、功率器件定额参数的计算..................................................8 5 变压器额定参数计算............................................................................9 6 晶闸管额定参数计算..........................................................................10 6 平波电抗参数计算..........................................................................11 6 滤波电容参数计算.. (11)五、保护电路设计 (12)六、控制系统（电路）设计 (12)七、结束语 (16)八、附录 (17)九、参考文献 (13)一、选题背景及意义目前，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。
二、方案选择1．方案分析单相可控电路与三相可控电路相比，有结构简单，输出脉动大，脉动频率低的特点，其不适于容量要求高的情况，而三相可控整流电路有与之基本相反的特点，对于相当于反电动势负载的电动机来说，它能满足其电流容量较大，电流脉动小且连续不断的要求。
2．方案选择课设题目中给出的正是要求为220V、20A的直流电动机供电，它的容量为S= kw，属于高容量，所以应选用三相可控整流电路整流。
另外三相桥式整流电压的脉动频率比三相半波高一倍，因而所需平波电抗器的电感量也减小约一半。
三相半波虽具有接线简单的特点，但由于其只采用三个晶闸管，所以晶闸管承受的反向峰值电压较高，并且电流是单方向的，存在直流磁化问题。
基于以上原因，最终我选择三相桥式全控电路为电机整流。
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。
虽然三相桥式全控整流电路的晶闸管的数目比三相半波可控整流电路的少，但是三相桥式全控整流电路的输出电流波形便得平直，当电感足够大时，负载电流波形可以近似为一条水平线。
在实际应用中，特别是小功率场合，较多采用单相可控整流电路。
当功率超过4KW时，考虑到三相负载的平4电力电子技术课程设计5 5衡，因而采用三相桥式全控整流电路。
三． 主电路原理分析目前在各种整流电路中，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路，其原理图如图书（1），习惯将其中阴极连接在一起的3个晶闸管135()VT VT VT 、、称为共阴极组，阳极连接在一起的3个晶闸管462()VT VT VT 、、称为共阳极组。
此外，习惯上希望晶闸管按从至的顺序导通，为此将按图示的顺序编号，即共阴极组中与三相电源相接的3个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135VTVT VT ，，，共阳极组中与a,b,c 三相电源相接的3个晶闸管分别为462VT VT VT ，，。
按此编号，晶闸管的导通顺序为123456VT VT VT VT VT VT -----。
1）下面对其带阻感负载时工作情况进行分析：先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00α=时的情况。
此时，对于共极组的3个晶闸管，阴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的一个导通。
这样，任意时刻共阳极组和共阴组中各有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。
（1）00α=时，各晶闸管均在自然换相点处换相。
由图中变压器二次绕组相电压与线电压波形的对应关系，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，既可以从相电压波形分析，也可以从线电压波形分析。
直接从线电压波形看，由于共阴极组中处于通态的晶闸管对应的是最大的相电压，而共阳极组中处于通态的晶闸管对应的是最小的相电压，输出整流电压波形为线电压在正半周期的包络线。
图3为︒=0α时，即在自然换相点触发换相时，把一个周期等份6段。
在第1段期间，a 相电位高，因而共阴极组的晶闸管1VT 被触发导通，b 相电位最低。
所以共阳极组的晶闸管6VT 被触发导通，这时电流由a 相经1VT 流向负载，再经6VT 流入b 相，变压器a,b 两相工作。
经过.60角后，进入第2段工作时期。
此时a 相电位仍然最高，晶闸管1VT 继续导通，但是c 相电位却变成最低。
当经过自然换相点时，触发c 相晶闸管2VT ，电流从b 相换到c 相，承受反向电压而关断。
这时电流由a 相流出经1VT 、负载R,L 、2VT 流回电源c 相，变压器a,c 两相工作，再经过.60后，进入第3段时期。
此时b 相电位最高，共阴极组经过自然换相点时触发导通晶闸管3VT ，电流即从a 相换到b 相，c 相晶闸管2VT 电位仍然最低而继续导通，这时变压器b,c 两相工作。
在第3段期间，b 相电位最高，晶闸管3VT 仍然继续导通，这时a 相电位却变成最低，所以晶闸管4VT 导通，这时电流由b 相流出经3VT 、负载R,L 、晶闸管4VT 流回b 相电源，变压器b,a 两相工作。
在第4段期间，c 相电位最高，晶闸管5VT 导通，b 相电位最低，晶闸管6VT 导通，电流由c 相流出经5VT 、负载R,L 、晶闸管6VT 流回电源b 相，变压器c,b 两相工作。
图3：6（2）030α=，下面给出其波，与00α=相比，一周期中d u 波形仍由段线电压构成，每一段导通晶闸管等仍符合表的规律。
区别在于，晶闸管起始导通时刻推迟了030，组成d u 的每一段线电压因此推迟030，d u 平均值降低。
阻感负载时，由于电感的作用，使得负载电流波形变得平直，当电感足够大的时候，负载电流的波形可近似为一条水平线。
图4为︒=30α时，把一个周期同样等份6段。
在第1段期间，a 相电位高，因而晶闸管1VT 被触发导通，b 相电位最低。
这时晶闸管6VT 被触发导通，这时电流由a 相经1VT 流出而流向负载R,L ，再经6VT 流入b 相，变压器a,b 两相工作。
在第2段工作时期,此时a 相电位仍然最高，晶闸管1VT 继续导通，a 相电位最低。
因而晶闸管2VT 被触发导通，电流由a 相流出经晶闸管1VT 流入负载，经过2VT 流入c 相，变压器c,a 两相工作，在第3段工作时期，b 相电位最高，因而晶闸管3VT 被触发导通，a 相电位最低，晶闸管4VT 被触发导通，电流由b 相经3VT 流出，经过负载，经过4VT 流入a 相，这时变压器b,a 两相工作。