电力电子技术课程设计--三相整流电路课程设计
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由图分析可得：6个晶闸管的脉冲按VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6的顺序，相位依次差60°；共阴极组和阳极组依次差120°；同一相的上下两个桥臂脉冲相差180°。 整流输出电压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。
在整流电路合闸启动过程中或电流断续时，为确保电路的正常工作，需保证同时导通的2个晶闸管均有触发脉冲。为此，可采用两种方法：一种是使脉冲宽度大于60°，称为宽脉冲触发。另一种方法是，在触发某个晶闸管的同时，给序号紧前的一个晶闸管补发脉冲。即用两个窄脉冲代替宽脉冲，两个窄脉冲的前沿相差60°，脉宽一般为20°~30°，称为双脉冲触发。双脉冲电路较复杂，但要求的触发电路输出功率小。宽脉冲触发电路虽可少输出一半脉冲，但为了不使脉冲变压器饱和，需将铁心体积做得较大，绕组匝数较多，导致漏感增大，脉冲前沿不够陡，对于晶闸管串联使用不利，故采用双脉冲触发。α＝0°时晶闸管承受的电压波形如图所示。
输出电流平均值为Id =Ud/R。
当整流变压器为图1中所示采用星形联结，带阻感负载时，变压器二次侧电流波形如图7中所示，为正负半周各宽120°、前沿相差180°的矩形波，其有效值为
晶闸管电压、电流等的定量分析与三相半波时一致。
晶闸管的参数：
（1）电压额定：晶闸管在三相桥式全控整流过程中承受的峰值电压Utn= U2考虑安全裕量，一般晶闸管的额定电压为工作时所承受峰值电压的2~3倍。即U额=(2~3)Utn。
图一总体结构框图
二、主电路设计
1.三相交流输入
由电网提供的380V三相交流连接到三相变压器一次侧，而三相变压器二次侧则接三相桥式整流主电路。必须注意的是，为了避免三次谐波电流流入，一次侧接成三角形。三相变压器二次侧为星形连接。
图2三相整流主电路
2.主电路工作过程分析
现在以晶闸管触发角α=0°分析主电路工作原理：此时，对于共阴极组的3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3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。此时电路工作波形如图3所示。
2.基本原理和框图
在三相整流电路中，由电网提供的380V三相交流连接到三相变压器一次侧，而三相变压器二次侧则接三相桥式整流主电路。通过控制电路调节触发角α的大小来改变三相整流电路输出电压的大小。而在控制电路与主电路之间设计了一个驱动电路，它相当于接口。与此同时为保证电路能够正常工作还设置了保护电路。总体结构框图如下
表1 三相桥式整流电路电阻负载α°时晶闸管工作情况
时 段
1
2
3
4
5
6
共阴极组中
导通的晶闸管
VT1
VT1
VT3
VT3
VT5
VT5
共阳极组中
导通的晶闸管
VT6
VT2
VT2
VT4
VT4
VT6
整流输出电压ud
ua-ub=uab
ua-uc=uac
ub-uc=ubc
ub-ua=uba
uc-ua=uca
uc-ub=ucb
星期三：书写设计报告；
星期四：书写设计报告；
星期五：答辩。
参考文献
一、设计总体思路，基本原理和框图
1．设计总体思想
依据所学知识，在比较了几种方案后，本次课程设计采用ATMEL89S52单片机控制的三相桥式可控整流电路触发电路的设计方法，包括三相桥式全控整流电路、同步信号的检测、脉冲的形成与放大、键盘电路、保护电路等内容。
3.定量分析与参数设定
在以上的分析中已经说明，整流输出的波形在一周期内脉动6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1/6周期）进行计算即可。此外，以线电压的过零点为时间坐标的零点，于是可得当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负
载α≤60°时）的平均值为
电阻负载且α>60°时，整流电压平均值为
湖南工程学院
课 程 设 计 任 务 书
课程名称电力电子技术
题目三相整流电路的设计
专业班级
学生姓名学号
指导老师
审批
任务书下达日期2012年6月4日
设计完成日期2012年6月17日
设计内容与设计要求
一．设计内容
1.设计出三相整流电路的主电路。
2．设计三相整流电路的控制电路。
3.设计三相整流电路的驱动电路。
图中还给出了晶闸管VT1流过电流 iVT 的波形，由此波形可以看出，晶闸管一周期中有120°处于通态，240°处于断态，由于负载为电阻，故晶闸管处于通态时的电流波形与相应时段的ud波形相同。
当触发角α改变时，电路的工作情况将发生变化。正是触发角是可以改变的，这样才有通过控制触发角以达到控制三相整流输出的目的，从而使得输出的电压ud、输出电流id及id都发生相应的改变。其分析原理及方法都与触发角α=0°一样，此处略。
4.设计总体思路，基本原理和框图；
5.电路设计；
6.编写设计说明书；
7.总结与体会；
8.附录；
9.参考文献；
10.三相整流电路原理图。
进度安排
十六周星期一：下达设计任务书，介绍课题内容与要求；
十六周星期一——十六周星期五：查找资料，确定设计方案，画出草图。
十七周星期一上午——星期二下午：电路设计，打印出图纸。
二．设计要求
1.给出整பைடு நூலகம்设计框图，画出三相整流电路的总体原理图；
2.说明所选器件的型号，特性。
3.给出具体电路画出电路原理图；
4.编写设计说明书；
5.课程设计说明书要求用手写，所绘原理图纸用计算机打印。
（16K）
主要设计条件
1．提供计算机一台；
说明书格式
1.课程设计封面；
2.任务书；
3.说明书目录；
图3三相桥式整流电路带阻性负载α=0°时的波形
α=0°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。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ud1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ud2为相电压在负半周的包络线，总的整流输出电压ud=ud1－ud2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。将波形中的一个周期等分为6段，每段为60°度，如图3所示，分析有每一段中导通的晶闸管及输出整流电压的情况，如表1所示。
在整流电路合闸启动过程中或电流断续时，为确保电路的正常工作，需保证同时导通的2个晶闸管均有触发脉冲。为此，可采用两种方法：一种是使脉冲宽度大于60°，称为宽脉冲触发。另一种方法是，在触发某个晶闸管的同时，给序号紧前的一个晶闸管补发脉冲。即用两个窄脉冲代替宽脉冲，两个窄脉冲的前沿相差60°，脉宽一般为20°~30°，称为双脉冲触发。双脉冲电路较复杂，但要求的触发电路输出功率小。宽脉冲触发电路虽可少输出一半脉冲，但为了不使脉冲变压器饱和，需将铁心体积做得较大，绕组匝数较多，导致漏感增大，脉冲前沿不够陡，对于晶闸管串联使用不利，故采用双脉冲触发。α＝0°时晶闸管承受的电压波形如图所示。
输出电流平均值为Id =Ud/R。
当整流变压器为图1中所示采用星形联结，带阻感负载时，变压器二次侧电流波形如图7中所示，为正负半周各宽120°、前沿相差180°的矩形波，其有效值为
晶闸管电压、电流等的定量分析与三相半波时一致。
晶闸管的参数：
（1）电压额定：晶闸管在三相桥式全控整流过程中承受的峰值电压Utn= U2考虑安全裕量，一般晶闸管的额定电压为工作时所承受峰值电压的2~3倍。即U额=(2~3)Utn。
图一总体结构框图
二、主电路设计
1.三相交流输入
由电网提供的380V三相交流连接到三相变压器一次侧，而三相变压器二次侧则接三相桥式整流主电路。必须注意的是，为了避免三次谐波电流流入，一次侧接成三角形。三相变压器二次侧为星形连接。
图2三相整流主电路
2.主电路工作过程分析
现在以晶闸管触发角α=0°分析主电路工作原理：此时，对于共阴极组的3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3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。此时电路工作波形如图3所示。
2.基本原理和框图
在三相整流电路中，由电网提供的380V三相交流连接到三相变压器一次侧，而三相变压器二次侧则接三相桥式整流主电路。通过控制电路调节触发角α的大小来改变三相整流电路输出电压的大小。而在控制电路与主电路之间设计了一个驱动电路，它相当于接口。与此同时为保证电路能够正常工作还设置了保护电路。总体结构框图如下
表1 三相桥式整流电路电阻负载α°时晶闸管工作情况
时 段
1
2
3
4
5
6
共阴极组中
导通的晶闸管
VT1
VT1
VT3
VT3
VT5
VT5
共阳极组中
导通的晶闸管
VT6
VT2
VT2
VT4
VT4
VT6
整流输出电压ud
ua-ub=uab
ua-uc=uac
ub-uc=ubc
ub-ua=uba
uc-ua=uca
uc-ub=ucb
星期三：书写设计报告；
星期四：书写设计报告；
星期五：答辩。
参考文献
一、设计总体思路，基本原理和框图
1．设计总体思想
依据所学知识，在比较了几种方案后，本次课程设计采用ATMEL89S52单片机控制的三相桥式可控整流电路触发电路的设计方法，包括三相桥式全控整流电路、同步信号的检测、脉冲的形成与放大、键盘电路、保护电路等内容。
3.定量分析与参数设定
在以上的分析中已经说明，整流输出的波形在一周期内脉动6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1/6周期）进行计算即可。此外，以线电压的过零点为时间坐标的零点，于是可得当整流输出电压连续时（即带阻感负载时，或带电阻负
载α≤60°时）的平均值为
电阻负载且α>60°时，整流电压平均值为
湖南工程学院
课 程 设 计 任 务 书
课程名称电力电子技术
题目三相整流电路的设计
专业班级
学生姓名学号
指导老师
审批
任务书下达日期2012年6月4日
设计完成日期2012年6月17日
设计内容与设计要求
一．设计内容
1.设计出三相整流电路的主电路。
2．设计三相整流电路的控制电路。
3.设计三相整流电路的驱动电路。
图中还给出了晶闸管VT1流过电流 iVT 的波形，由此波形可以看出，晶闸管一周期中有120°处于通态，240°处于断态，由于负载为电阻，故晶闸管处于通态时的电流波形与相应时段的ud波形相同。
当触发角α改变时，电路的工作情况将发生变化。正是触发角是可以改变的，这样才有通过控制触发角以达到控制三相整流输出的目的，从而使得输出的电压ud、输出电流id及id都发生相应的改变。其分析原理及方法都与触发角α=0°一样，此处略。
4.设计总体思路，基本原理和框图；
5.电路设计；
6.编写设计说明书；
7.总结与体会；
8.附录；
9.参考文献；
10.三相整流电路原理图。
进度安排
十六周星期一：下达设计任务书，介绍课题内容与要求；
十六周星期一——十六周星期五：查找资料，确定设计方案，画出草图。
十七周星期一上午——星期二下午：电路设计，打印出图纸。
二．设计要求
1.给出整பைடு நூலகம்设计框图，画出三相整流电路的总体原理图；
2.说明所选器件的型号，特性。
3.给出具体电路画出电路原理图；
4.编写设计说明书；
5.课程设计说明书要求用手写，所绘原理图纸用计算机打印。
（16K）
主要设计条件
1．提供计算机一台；
说明书格式
1.课程设计封面；
2.任务书；
3.说明书目录；
图3三相桥式整流电路带阻性负载α=0°时的波形
α=0°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。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ud1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ud2为相电压在负半周的包络线，总的整流输出电压ud=ud1－ud2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。将波形中的一个周期等分为6段，每段为60°度，如图3所示，分析有每一段中导通的晶闸管及输出整流电压的情况，如表1所示。