三相桥式可控整流电路设计
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
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。
三相桥式整流电路设计
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一、设计的根本要求1.1、主要技术数据1)电源电压:交流220V/50Hz2)输出电压范围50V~100V3)最大输出电流:10A4)具有过流保护功能,动作电流:12A5)具有稳压功能6)效率不低于70%1.2、主要用途三相桥式整流电路在电力电子领域中的应用及其重要,也是应用最为广泛的电路。
不仅在一般的工业领域的应用非常广泛,如中频炉、发电机励磁、自动控制等,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。
二、总体方案三、电路原理说明3.1、主电路原理说明、工作原理三相全控桥式整流电路是由一组共阴极接法的三相半波可控整流电路和一组共阳极接法的三相半波可控整流电路串起来组成的,如上图所示。
为了便于表达晶闸管的导通顺序,把共阴极组的晶闸管依次编号为VT1、VT3、VT5,而把共阳极组的晶闸管依次编号为VT4、VT6、VT2。
假设六个晶闸管换成六个整流二极管,那么电路为不可控电路。
相当于晶闸管触发角α=0°时的情况。
三相电压正、负半周各有三个自然换相点,六个自然换相点依次相差60°。
对于共阴极组,阳极电位最高的器件导通;对于共阳极组,阴极电位最低的器件导通。
六个自然换相点把一个周期分成以下六段:1)ωt1<ωt≤ωt2时,共阴极组VT1导通,共阳极组VT6导通,ud=uab。
2)ωt2<ωt≤ωt3时,共阴极组VT1导通,共阳极组VT2导通,ud=uac。
3)ωt3<ωt≤ωt4时,共阴极组VT3导通,共阳极组VT2导通,ud=ubc。
4)ωt4<ωt≤ωt5时,共阴极组VT3导通,共阳极组VT4导通,ud=uba。
5)ωt5<ωt≤ωt6时,共阴极组VT5导通,共阳极组VT4导通,ud=uca。
6)ωt6<ωt≤ωt1时,共阴极组VT5导通,共阳极组VT6导通,ud=ucb。
通过以上分析,可知三相全控桥式整流电路有以下几个根本特点:1)任何时刻必须有两个晶闸管同时导通,一个为共阴极组,一个为共阳极组,以便形成通路2)晶闸管在组内换相,同组内晶闸管的触发脉冲互差120°,由于共阴极组与共阳极组的自然换相点互差60°,所以每隔60°有一个元件换相。
实验七 三相桥式全控整流电路实验
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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。
三相桥式可控整流电路的设计
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三相桥式可控整流电路的设计
三相桥式可控整流电路技术是驱动半导体电源(VSD)的基础,由全桥整流器和可控整流元件(发光二极管、晶体管或MOSFET)组成,并在控制器中加以分析和控制。
三相桥式可控整流电路(VR)通常由六个部件组成,包括可控整流元件,正向模式整流Mosfet,静止状态模式整流Mosfet,欠压限幅器,外部控制电源,外部回路控制管脚和开关控制管脚。
通常,三相桥式可控整流电路的正向模式(正向极性模式)是非常重要的,因为它们能够用于换档控制,从而使VSD控制更加灵活。
此外,这种可控整流电路也可以被设计用来实现电网力量调整、线γ调整、电网均衡调整、电压瞬间补偿和运行比负荷调整等功能。
三相桥式可控整流电路的实现要求用户深入了解VSD技术原理,此外,桥式可控整流器设计也需要考虑到一系列的性能,包括切换时间、效率、功率行业等问题。
在设计过程中,用户可以选择合适的硬件,包括Mosfet、IGBT或发光二极管。
此外,用户可以采用不同的架构来对带负载的VR进行控制,比如中断式控制、半桥式控制、联网控制及脉冲宽度调制控制等,并在实践中加以考察和解决。
最后,为了提高电流控制精度和补偿能力,在VR设计时要考虑滤波网络、滞后控制和脉冲宽度调制等策略,并通过调整可控整流元件的开关极性以改善负载特性。
有了不同的VR架构和控制策略,用户可以设计出灵活高效的三相桥式可控整流电路,从而满足各类应用的需求,同时提高可控整流元件的可靠性和使用寿命。
实验三 三相桥式全控整流电路实验
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实验三三相桥式全控整流电路实验一、实验目的(1)加深理解三相桥式全控整流的工作原理。
(2)了解KC系列集成触发器的调整方法和各点的波形。
二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理实验线路如图3-13及图3-14所示。
主电路由三相全控整流电路及作为逆变直流电源的三相不控整流电路组成,触发电路为DJKO2-1中的集成触发电路,由KCO4、KC4l、KC42等集成芯片组成,可输出经高频调制后的双窄脉冲链。
集成触发电路的原理可参考1-3节中的有关内容,三相桥式整流及逆变电路的工作原理可参见电力电子技术教材的有关内容。
图3-13 三相桥式全控整流电路实验原理图四、实验内容三相桥式全控整流电路。
五、预习要求(1)阅读电力电子技术教材中有关三相桥式全控整流电路的有关内容。
(2))学习本教材中有关集成触发电路的内容,掌握该触发电路的工作原理。
六、思考题(1)如何解决主电路和触发电路的同步问题?在本实验中主电路三相电源的相序可任意设定吗?答:①采用宽脉冲触发或双脉冲触发发式。
在本实验中使脉冲宽度大于1/6个周期。
②在除法某个晶闸管的同时,前一个晶闸管补发脉冲,即用两个窄脉冲替代宽脉冲。
(2)在本实验的整流时,对α角有什么要求?为什么?答:在本实验的整流时,移相角度α角度为0-90度,这是因为移相角度α超过90度就会进入逆变状态。
七、实验方法(1)三相桥式全控整流电路按图3-13接线,将DJK06上的 “给定”输出调到零(逆时针旋到底),使电阻器放在最大阻值处,按下“启动”按钮,调节给定电位器,增加移相电压,使α角在30°~150°范围内调节,用示波器观察并记录α=30°、60°及90°时的整流电压U d 和晶闸管两端电压U vt 的波形,并记录相应的U d 数值于下表中。
计算公式:U d =2.34U 2cosα (0~60O) U d =2.34U 2[1+cos(a+3)] (60o ~120o) 描绘α=300、600时Ud 、Uvt 的波形。
三相桥式可控整流电路的设计
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三相桥式可控整流电路的设计一、电路原理在正半周期中,三相桥的A相导通,B相和C相不导通。
这样,电源的A相电压将通过可控硅管导通,流入负载。
此时A相到负载的通路完全打开,电流通过A相和负载之间的电感、电源的电感来流入负载,这个过程称为前向传导。
在负载的电感、负载和电源的电感之间,会形成一个短路通路,所以也称为短路传导。
在反半周期中,三相桥的A相和B相不导通,只有C相导通。
此时电源的C相电压将通过可控硅管导通,流入负载。
同样,C相到负载的通路完全打开,电流通过C相和负载之间的电感、电源的电感来流入负载,这也是前向传导。
在负载的电感、负载和电源的电感之间,也会形成一个短路通路,所以也称为短路传导。
通过控制三相全控桥中每个可控硅管的导通角度,可以实现整流电路的控制。
当可控硅管导通角度变化时,前向传导的时间会发生变化,从而控制输出电压的大小。
二、主要参数1.输入电压:三相交流电的电压,通常为220V、380V等。
2.输出电压:可控整流电路的输出电压,通常为直流电压。
3.额定电流:整流电路能够输出的最大电流。
4.可控角度:可控硅管的导通角度,通常通过控制电压触发器来实现。
5.效率:整流电路的能量转换效率。
三、设计方法设计三相桥式可控整流电路时,需要考虑以下几个方面:1.选用合适的可控硅管:可控硅管的电流和电压要能够满足实际应用的需求,同时还需考虑导通角度的控制精度和效率。
2.制定电压触发器控制策略:通过控制电压触发器的触发时刻,可以实现可控硅管的导通角度控制。
3.安装散热装置:可控硅管在工作时会产生大量的热量,需要通过合适的散热装置来进行散热,以保证整流电路的稳定性和可靠性。
4.电路保护措施:整流电路需要考虑电流、电压、温度等方面的保护措施,以防止电路故障或过载。
四、应用案例在电力调节方面,三相桥式可控整流电路可以通过调整可控硅管的导通角度,来控制交流电网向直流系统的输入功率和输出功率。
在电能调节方面,可控整流电路可以实现电能的负荷调节、电能的负荷分析和电能的远程调控。
三相桥式全控整流电路
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小结:
❖ 7. 为确保电源合闸或电流断续情况正常工作, 触发脉冲应采用双脉冲或宽度不小于60度旳 宽脉冲。
❖ 8. 在负载电流连续时,每个SCR导通120度; 三相桥式全控电路旳整流电压在一种周期内 脉动六次,对于工频电源,脉动频率为 6×50HZ=300Hz,比三相半波时大一倍。
小结:
❖ 9. 整流后旳输出电压为两相电压相减后旳波 形,即线电压。
❖ 此时,因为输出电压Ud波形连续, 负载电流波形也连续
❖ 在一种周期内每个晶闸管导通 120o,输出电压波形与电感性负 载时相同。
电阻性负载控制角α>60度
❖ 以控制角等于90度为例, 线电压过零时,负载电 压电流为0, SCR 关断, 电流波形断续
T+a,T-b导经过程
T+a,T-c导经过程
❖ 三相桥式电路中变压器绕组中,一周期既有正向电 流,又有反向电流,提升了变压器旳利用率,防止 直流磁化
❖ 因为三相桥式整流电路是两组三相半波整流电路旳 串联,所以输出电压是三相半波旳两倍。
一.电感性负载电感性负载
❖ 设电感足够大, ❖ 负载电流连续。 ❖ 1.控制角α=0 ❖ 相当于六个二极管整流
可控整流电路
三相桥式全控整流电路
第三节 三相桥式全控整流电路
❖ 一.电路构成: ❖ 共阴极三相半波+共阳极三相半波。
第三节 三相桥式全控整流电路
❖ 一.电路构成: (输出串联构成)
三相桥式全控整流电路
❖ 共阴极组电路和共阳极组电路串联,并接到变压器 次极绕组上
❖ 两组电路负载对称,控制角相同,则输出电流平均 值相等,零线中流过电流为零
❖ ◆输出电压旳脉动较小(6脉波/周期); ❖ ◆变压器利用率高,无直流磁化问题; ❖ ◆最常用(大容量负载供电,电力拖动系统)
三相桥式全控整流电路设计

1 主电路的设计与原理说明1.1 主电路图图1-1中阴极连接在一起的3个晶闸管(VT1、VT3、 VT5)为共阴极组;阳极连接在一起的3个晶闸管(VT4、VT6、VT2)为共阳极组。
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。
从后面的分析可知,按此编号,晶闸管的导通顺序为 VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6。
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。
图1-1 三相桥式全控整理电路原理图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的设计
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课程设计任务书学生姓名:杨专业班级:自动化指导教师:工作单位:信息工程系题目:三相全控桥式整流电路的设计一.初始条件:1.直流电动机额定参数: PN=10KW, UN=220V, IN =50A,n=1000r/min,电枢电阻NRa=0.5Ω,电流过载倍数λ=1.5,电枢电感LD =7mH,励磁电压UL=220V 励磁电流IL=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。
二.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)。
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。
三.时间安排:指导老师签字:年月日1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。
2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3设计方案选择及论证3.1三相桥式全控整流电路(如图3-1)应用最为广泛,共阴极组——阴极连接在一起的3个晶闸管(VT1,VT3,VT5)共阳极组——阳极连接在一起的3个晶闸管(VT4,VT6,VT2)编号:1、3、5,4、6、2阻感负载时的工作情况a≤60°时,u d波形连续,工作情况与带电阻负载时十分相似,各晶闸管的通断情况、输出整流电压u d波形、晶闸管承受的电压波形等都一样区别在于:由于负载不同,同样的整流输出电压加到负载上,得到的负载电流i d波形不同。
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。
三相桥式全控整流电路设计

三相桥式全控整流电路设计简介三相桥式全控整流电路是一种常用的交流电到直流电转换的电路,可以实现对交流电进行全波整流和调节输出直流电压的功能。
该电路由四个可控硅器件组成,通过适当的触发角控制,可以实现对整流电压的精确控制。
本文将详细介绍三相桥式全控整流电路的设计原理、工作原理、关键参数计算以及注意事项等内容。
设计原理三相桥式全控整流电路的设计基于桥式整流电路和可控硅器件。
在正半周,D1和D3导通,D2和D4截止;在负半周,D2和D4导通,D1和D3截止。
通过适当的触发角控制可控硅器件的导通时间,可以实现对输出直流电压的调节。
工作原理三相桥式全控整流电路的工作过程如下:1.当输入交流电源正半周时,S1和S3导通,S2和S4截止。
此时,在负载上产生正向直流输出。
2.当输入交流电源负半周时,S2和S4导通,S1和S3截止。
此时,在负载上产生反向直流输出。
通过调节可控硅器件的触发角,可以控制整流电路的导通时间,从而控制输出直流电压的大小。
关键参数计算在设计三相桥式全控整流电路时,需要计算以下关键参数:1.输入电压:根据实际应用需求和输入交流电源的特性确定。
2.输出电压:根据实际应用需求确定。
3.负载电阻:根据实际应用需求确定。
4.可控硅器件的触发角:根据输出直流电压的调节范围和所使用的可控硅器件的特性确定。
注意事项在设计和使用三相桥式全控整流电路时,需要注意以下事项:1.选择适当的可控硅器件:根据实际应用需求选择合适的可控硅器件,考虑其额定电流、额定电压、触发特性等参数。
2.进行散热设计:由于可控硅器件在工作过程中会产生较大的热量,因此需要进行散热设计,确保可控硅器件能够正常工作。
3.控制触发角度:通过控制可控硅器件的触发角度,可以实现对输出直流电压的精确控制。
需要合理选择触发角度,并进行相应的控制。
4.注意电路保护:在电路设计中,应考虑电路的过流保护、过压保护等功能,以确保电路的安全稳定运行。
结论三相桥式全控整流电路是一种常用的交流电到直流电转换电路,可以实现对交流电进行全波整流和调节输出直流电压的功能。
三相桥式全控整流电路的研究及触发电路设计
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三相桥式全控整流电路的研究及触发电路设计三相桥式全控整流电路是一种常见的电力电子转换器,广泛应用于交流电转直流电的场合,如电机驱动、电力调节和换流器等。
其主要特点是可以实现对输出电压的调节,从而实现对负载的精确控制。
本文将对三相桥式全控整流电路的研究及触发电路设计进行详细介绍。
首先,我们来了解三相桥式全控整流电路的基本原理。
该电路通过与交流电源相连的三个可控硅组成的桥式整流器来完成交流电的转换。
根据负载的要求,通过控制可控硅的导通角度,可以实现对负载电压和电流的调节。
对于三相桥式全控整流电路,触发电路的设计十分重要。
触发电路的作用是控制可控硅的导通角度,从而实现对输出电压的调整。
常用的触发方式有脉冲触发、调相触发和零点触发等。
脉冲触发方式是最常用的触发方式之一、其原理是通过脉冲信号的控制,使可控硅在特定的时间点上导通。
在三相桥式全控整流电路中,脉冲触发电路一般由脉冲生成电路和脉冲控制电路两部分组成。
脉冲生成电路负责产生一系列的脉冲信号,而脉冲控制电路则根据需要将脉冲信号传输给可控硅,实现其导通控制。
调相触发方式是另一种常见的触发方式。
其原理是通过改变可控硅的导通时间,实现对输出电压的调节。
调相触发电路一般由相位比较器、比例积分器和触发器等组成。
相位比较器负责将电网电压与可控硅导通信号进行比较,得到相位差信号;比例积分器将相位差信号转化为控制信号,并根据需要进行放大和积分处理;触发器则根据控制信号来控制可控硅的导通。
零点触发方式是在交流电源的零点时刻触发可控硅的导通。
其原理是在零点期间,通过触发电路产生的信号来控制可控硅的导通。
零点触发电路由延时电路和触发控制电路组成。
延时电路负责延迟一定时间后输出特定的脉冲信号,而触发控制电路则负责将脉冲信号传输给可控硅,实现其导通控制。
在三相桥式全控整流电路的设计中,需要考虑到电路的稳定性、可靠性和效率等因素。
为此,我们可以采用模拟电路设计方法,结合计算分析和实际测试,对电路进行合理选择和优化。
三相全控可控硅桥式整流电路
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三相全控可控硅桥式整流电路三相全控可控硅桥式整流电路,这名字一听就感觉有点深奥对吧?说白了,它就是一种能把我们常见的交流电转变为直流电的装置。
别看它的名字长得像是电子工程师的“黑话”,这东西其实离我们生活一点都不远,很多家用电器背后都有它的身影,甚至在工业设备中,它也是不可或缺的“功臣”。
你想啊,我们日常生活中的电是交流电,而很多设备,比如电动机、电焊机,甚至是充电器、电视机,使用的都是直流电,这两者之间的转换,就得靠这个神奇的小家伙——三相全控可控硅桥式整流电路了。
你要是问我,三相全控可控硅桥式整流电路到底是什么,怎么运作,我告诉你,别着急,慢慢来,慢慢捋。
它的“全控”和“可控”这两个字,其实很关键。
就像开车有自动挡和手动挡,三相全控可控硅桥式整流电路也能根据需求来调整,控制电流的大小和方向。
这种电路里面的可控硅,就像一个“门卫”,它能根据需要,时开时关,控制电流的流向。
当电流流过它时,它会变得“导通”,而当电流不需要通过时,它就“断开”。
这种控制方式,使得它能够把交流电转成直流电,而且效率高得很。
我们都知道,交流电是一种周期性变化的电流,它的方向和大小是不断变化的。
你看电视时的电流,或者是空调、冰箱里面的电流,都是这样变化的。
而直流电呢,就像是平稳流淌的小溪,方向不变,电流大小也是恒定的。
大部分电子设备,尤其是电池驱动的,都喜欢这种稳定的直流电。
就像你拿着手机玩游戏,手机里不可能用交流电,必须得用直流电,所以就得有这个整流的过程。
那怎么整流呢?三相全控可控硅桥式整流电路就像是一个“桥梁”,把交替的交流电转成了稳定的直流电。
它是由六个可控硅和桥式连接组成的,听起来有点复杂,但你想象一下,就是在电流的通路上,六个“门卫”按照特定的顺序,轮流控制电流的进出,确保电流稳定流向需要的方向。
这六个可控硅,控制得好,电流就能稳稳地流动,电器就能安安稳稳地工作。
如果控制不好,就像交通信号灯坏了,车流一片混乱,整流过程就可能出问题。
三相桥式可控整流电路的设计1
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三相桥式可控整流电路的设计前言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可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220V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。
-1-设计任务书1内容设计一个三相整流电源,输入为相电压220V的三相工频交流电源,输出电压电流连续可调。
可输出直流电流达5A,可输出的直流电压达300V(输出量也可以自己调整)2设计任务1.确定变压器的参数2.确定整流器件的型号3.提供可控器件的触发电路4.有保护电路的设计5.负载可以选择电阻性、阻感负载、反电势阻感负载中的任意一种6.有相关的计算数据7.画出主电路和控制电路原理图,并进行仿真8.列出主电路所用元器件的明细表第一章三相桥式可控整流电路总体设计方案1.1 方案的选择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的,输出的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。
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,所以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。
三相桥式全控整流电路
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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。
三相桥式全控整流电路毕业设计论文
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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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电力电子技术课程设计题目:三相桥式可控整流电路设计院系名称:电气工程学院专业班级:电气F1206 学生姓名:学号:指导教师:臧义教师职称:副教授评语及成绩:指导教师:日期:目录摘要: (1)引言: (1)1 课题简介 (1)1.1课题研究背景 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.3 本课题研究内容 (2)2 系统总体设计方案 (2)2.1 设计方案论证 (2)3 三相桥式可控整流电路 (4)3.1 三相桥式全控整流电路(阻性负载) (5)3.1.1带电阻负载α=0时的工作情况 (5)3.1.2带电阻负载α=30时的工作情况 (7)3.1.3带电阻负载α=60时的工作情况 (7)3.1.4带电阻负载α>60时的工作情况 (7)3.1.5 小结 (8)3.2 三相桥式全控整流电路(感性负载) (8)3.2.1带电感负载α=0时的工作情况 (8)3.2.2带电感负载α=30时的工作情况 (10)3.2.3带电感负载α=60时的工作情况 (11)3.2.4带电感负载α=90时的工作情况 (11)3.2.5三相桥式全控整流电路(a>60) (12)3.2.6三相桥式全控整流的电流有效值 (12)3 系统硬软件设计 (13)3.1 硬件设计 (13)3.1.1 电路框图 (13)3.1.2 设计方框图 (13)3.1.3 设计主电路图 (14)3.2 软件设计 (14)3.2.1 软件设计及流程 (15)4主电路保护 (17)4.1 过电压的产生和保护 (17)4.2 过电流的保护 (18)5 软硬件设计及调试 (19)5.1 仿真模型电路设计 (19)5.2 电路仿真结果 (19)5.2.1阻性负载 (19)5.2.2感性负载 (20)6 结语 (20)参考文献 (21)附录A 系统电路图 (22)附录B C8051-F020 主控制图 (23)三相桥式可控整流电路的设计摘要: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38OV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。
对三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路进行了理论分析,建立了基于Matlab/Simulink的三相桥式整流电路的仿真模型,并对其带纯电阻负载及电阻电感性负载时的工作情况进行对比分析。
关键词:MCU ;SCR;电力电子;三相桥式半控整流;三相桥式全控整流。
引言:整流电路是电力电子技术中最为重要,也是应用最为广泛的电路,它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。
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。
1 课题简介1.1课题研究背景晶闸管(Thyristor)是晶体闸流管的简称,又可称做可控硅整流器,以前被简称为可控硅晶闸管具有硅整流器件的特性,能在高电压、大电流条件下工作,且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。
三相桥式可控整流电路的设计指使用电力电子器件对三相电能进行变换和控制的技术。
1.2 国内外研究现状电力电子技术在电力系统中有非常广泛的应用。
最终用户在使用电能时常常需要进行预处理。
如降压、滤波、无功补偿等:据估计,发达国家在用户最终使用的电能中有60%以上至少经过一次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。
毫不夸张地说,离开电力电子技术,电力系统的现代化是不可想象的;直流输电(HVDC)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流装置;近年发展起来的柔性交流输电(AFCTS)可以大幅度提高电网输电能力和稳定性;手段:快速、精确、连续地控制大容量有功和无功等参数实现对系统潮流变化、功率流向、输送能力、阻尼振荡的性能加以改进和提高。
如有源滤波器(APFAetivepowerFi一ter)可进行用户端的无功补偿和谐波抑制。
1.3 本课题研究内容本文研究的内容主要是建立一个对三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路介绍,并进行了理论分析,使用电力电子器件对三相电能进行变换和控制的技术。
条件是把三相输入交流电压:380V,50Hz;使输出功率:2KW;另外添加一定的保护设施,晶闸管的过电压能力较差,当它承受超过反向击穿电压时,会被反向击穿而损坏,因此对晶闸管的电压和电流保护,防止晶闸管烧坏;2 系统总体设计方案2.1 设计方案论证三相桥式整流主要由CSR(晶闸管)器件组成,其基本结构图为图2.1晶闸管的开关特点(1) 当SCR的阳极和阴极电压UAK<0,即EA下正上负,无论门极G加什么电压,CSR始终处于关断状态;(2) UAK>0时,只有GEk>0,SCR才能导通。
说明SCR具有正向阻断能力;(3) SCR一旦导通,门极G将失去控制作用,即无论EG如何,均保持导通状态。
SCR导通后的管压降为1V左右,主电路中的电流I由R和RW以及EA的大小决定;图 2.1基本结构图(4)当UAK<0时,无论SCR原来的状态,都会使R熄灭,即此时SCR关断。
其实,在I逐渐降低(通过调整Rw)至某一个小数值时,刚刚能够维持SCR导通。
如果继续降低I,则SCR同样会关断。
该小电流称为SCR的维持电流;综上所述:SCR导通条件:UAK>0同时UGK>0,由导通一关断的条件:使流过SCR的电流降低至维持电流以下。
(一般通过减小EA,,直至EA<0来实现) 晶闸管的几种导通方式:(1) 正常触发导通:UAK>0,同时UGK>0;(2) 阳极电压作用:当UAK上升至某个大数值,使V2的漏电流由于雪崩效应而加大,同时由于正反馈而使漏电流放大,最终使SCR饱和导通;(3) dU/dt作用:如果UAK以高速率上升,则在中间结电容上产生的电流可以引起导通;(4) 温度作用:温度上升,V1,V2的漏电流加大,引起SCR导通;(5) 光触发:当强光直接照射在硅片上,产生电子空穴对,在电场的作用,产生触发SCR的电流。
目前,有一些场合使用这种方式来触发SCR,如高压直流输电(HVDC)。
这种方式可以保证控制电路和主电路之间有良好的绝缘。
这种SCR又称为光控晶闸管(LightTriggeredThyristor一LTT)。
晶闸管的基本特性:(1)承受反向电压时,无论门极是否有触发电流,晶闸管都不会导通;电子科技人学硕十学位论文:基于三相桥式可控整流电路的设计;(2)承受正向电压时,仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通;(3)晶闸管一旦导通,门极就失去控制作用;(4)要使晶闸管关断,只能使晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以F。
从这个角度可以看出,CSR是一种电流控制型的电力电子器件。
晶闸管的触发:(1)作用:产生符合要求的门极触发脉冲,保证晶闸管在需要的时刻由阻断转为导通。
(2)广义上讲,晶闸管触发电路还包括对其触发时刻进行控制的相位控制电路。
(3)晶闸管触发电路应满足下列要求:●触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通(门极电流应大于擎住电流);●触发脉冲应有足够的幅度;●不超过门极电压、电流和功率,且在可靠触发区域之内;●应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。
三相全桥按负载不同可分为带电组和带电感负载,以下分别讨论这两种负载的区别。
3 三相桥式可控整流电路三相全桥的特点:●负载容量较大,或要求直流电压脉动较小、易滤波时使用三相整流电路;●应用最为广泛;●共阴极组-----阴极连接在一起的3个晶闸管(VT1、VT3、VT5);图3 三相桥式可控整流电路●共阳极组-----阳极连接在一起的3个晶闸管(VT4、VT6、VT2);●注意编号顺序:1、3、5和4、6、2,一般不特别说明,均采用这样的编号顺序。
3.1 三相桥式全控整流电路(阻性负载)3.1.1带电阻负载α=0时的工作情况图3.1.1 三相桥式全控整流电路(带电阻负载α=0时的波形)l)带电阻负载时的工作情况(1)α=0时的情况●对于共阴极阻的3个晶闸管,阳极所接交流电压值最大的一个导通;●对于共阳极组的3个晶闸管,阴极所接交流电压值最低(或者说负得最多)的导通;●任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个SCR处于导通状态。
其余的SCR均处于关断状态;●触发角a的起点,仍然是从自然换相点开始计算,注意正负方向均有自然换相点;●从线电压波形看,侧为线电压中最大的一个,因此ud波形为线电压的包络线。
时段 1 2 3 4 5 6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ud u a-u b=u ab u a-u c=u ac u b- u c=u bc u b- u a=u ba u c- u a=u ca u c-u b=u cb表3.1.1 三相桥式全控整流电路电阻负载α=0时时晶闸管工作情况(2)三相桥式全控整流电路的特点:➢两个CSR同时导通形成供电回路,其中共阴极组和共阳极组各有一个SCR 导通,且不能为同相的两个SCR(否则没有输出)。
➢对触发脉冲的要求:●按VT1一VT2一VT3一VT4一VT5一VT6的顺序,相位依次差60;●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;●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;➢ud一周期脉动6次,每次脉动的波形都一样,所以三相全桥电路称为6脉波整流电路;➢需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲(采用两种方法:一种是宽脉冲触发(大于60);➢另一种是双脉冲触发(常用):在Ud的六个时间段,均给应该导通的CSR提供触发脉冲,而不管其原来是否导通。
所以每隔60就需要提供两个触发脉冲;➢实际提供脉冲的顺序为:1,2-2,3-3,4-4,5-5,6-6,1-1,2,不断重复。
●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为:3.1.2带电阻负载α=30时的工作情况图3.1.2三相桥式全控整流电路(带电阻负载α=30时的波形)晶闸管起始导通时刻推迟了30,组成ud的每一段线电压因此推迟30a;●从Ut1开始把一周期等分为6段,ud波形仍由6段线电压构成,每一段导通晶闸管的编号等仍符合表3.1.1的规律;●变压器二次侧电流i波形的特点:在VT1处于通态的120期间,i为正,ui波形的形状与同时段的ud波形相同,在VT;处于通态的120期间,i波形的形状也与同时段的ud波形相同,但为负值。