三相桥式全控整流电路设计_副本

电子技术课程设

计说明书

三相桥式全控整流电路设计

学 院：

专

指导教师：

二〇一三年 一 月

信息与通信工程 电气工程及其自动化

中北大学

电子技术课程设计任务书

2012/2013 学年第一学期

学院：信息与通信工程

专业：电气工程及其自动化

学生姓名：学号：

课程设计题目：三相桥式全控整流电路设计

起迄日期: 12月24日~ 01月4 日

课程设计地点:电气工程系软件实验室

指导教师:石喜玲

系主任：王忠庆

下达任务书日期: 2012 年 12 月 24日

课程设计任务书

课程设计任务书

目录

1 引言 (1)

1.1 设计的目的 (1)

1.2 设计的意义 (1)

2 系统总体方案 (2)

2.1总体框图 (2)

2.2 三相全控桥式整流电路原理 (2)

3 硬件电路设计及描述 (3)

3.1 主电路的设计 (3)

3.2触发电路的设计 (4)

4 电路仿真及结果分析 (5)

4.1 电路仿真 (5)

4.2 结果分析 (7)

5课程设计体会 (8)

参考文献 (8)

第一章绪论

1.1设计的目的

通过Matlab的可视化仿真工具Simulink建立三相桥式全控整流电路的仿真模型，进行仿真，可以让我们熟悉MATLAB应用技术在电气工程与自动化中得应用，熟悉运用MATLAB及Simulink程序，熟悉三相桥式全控整流电路，通过分析输出波形，可以让我们知道在真实情况下三相桥式全控整流电路的各个器件的运行情况。

1.2 设计的意义

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。中国是能耗大国，能源利用率很低，而能源储备不足，直流电是一种能够储备的能源，它不仅用于一般工业，也广泛用于交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源系统等，在照明、空调等家用电器及其他领域中也有着广泛应用。

1.3 本人所做的工作及系统的主要功能

在研究三相全控整流电路理论基础上，进行原理图的设计以及参数的计算设定。使所达到的功能与课程设计的要求相符。然后采用Matlab的可视化仿真

工具Simulink建立三相桥式全控整流电路的仿真模型，对输出电压、控制角、故障现象以及负载特性等进行了动态仿真与研究，得到相应的实验波形图，并观察是否与理论值的差异。三相桥式全控整流电路在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、高压直流输电系统、新能源发电技术、通用电源、电解、电镀、金属精炼以及化学气体的生产等领域得到广泛应用。

第二章系统总体方案

2.1 总体框图

图2.1 总体框图

2.2 三相桥式全控整流电路的原理

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。习惯将电路中阴极连在一起的三个晶闸管（VT1、VT3、VT5）称为共阴极组；阳极连在一起的三个晶闸管（VT4、VT6、VT2）称为共阳极组。（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°。

图2.2三相桥式全控整流电路原理图

第三章硬件电路设计及描述

3.1主电路的设计

图3.1 主电路

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、