三相可控整流電路特性仿真研究

1、-大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題 目 名 稱 三相可控整流電路特性仿真研究 題 目 類 別 畢業(yè)設(shè)計(jì) 院 （系） 電子信息學(xué)院 專 業(yè) 班 級 - 學(xué) 生 姓 名 - 指 導(dǎo) 教 師 - 輔 導(dǎo) 教 師 - 開題報(bào)告日期 2016年3月26日 三相可控整流電路特性仿真研究學(xué)生：- 學(xué)院（系）：電子信息學(xué)院 指導(dǎo)教師：- 工作單位：電子信息學(xué)院一、題目來源來源于實(shí)際生產(chǎn)/實(shí)踐二、研究目的和意義電子技術(shù)的應(yīng)用已深入到工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)建設(shè),交通運(yùn)輸、空間技術(shù)、國防現(xiàn)代化、醫(yī)療、環(huán)保及億萬人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)領(lǐng)域,進(jìn)入21世紀(jì)后電力電子技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛,因此對電力電子技術(shù)的研究更為重要。三相橋式可控整流電路是電 力

2、電子技術(shù)中最為重要，也是應(yīng)用得最為廣泛的電路，不僅應(yīng)用于一般工業(yè)領(lǐng)域，也廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、能源系統(tǒng)及其他領(lǐng)域。因此對三相橋式可控整流電路的相關(guān)參數(shù)和不同性質(zhì)負(fù)載的工作情況進(jìn)行對比分析與研究具有一定的現(xiàn)實(shí)意義，這不僅是電力電子電路理論學(xué)習(xí)的重要一環(huán)，而且對工程實(shí)踐的實(shí)際應(yīng)用具有預(yù)測和指導(dǎo)作用。近幾年越來越多電力電子應(yīng)用在國民工業(yè)中,一些技術(shù)先進(jìn)的國家,經(jīng)過電力電子技術(shù)處理的電能已得到總電能的一半以上。整流電路可以將交流電源變換成直流電源。隨著社會生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,整流電路在自動控制系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。常用的三相整流電路有三相橋式不可控整流

3、電路、三相橋式半控整流電路和三相橋式全控整流電路,由于整流電路涉及到交流信號、直流信號以及觸發(fā)信號，同時(shí)包含晶閘管、電容、電感、電阻等多種元件，采用常規(guī)電路分析方法顯得相當(dāng)繁瑣，高壓情況下實(shí)驗(yàn)也難順利進(jìn)行，但是使用三相橋式可控整流電路就顯得簡單明了，常規(guī)的電路分析不能解決的問題也就迎刃而解。可控整流電路在直流電動機(jī)控制、可變直流電源、高壓直流輸電、電化學(xué)加工處理方面得到廣泛的應(yīng)用。 三、閱讀的主要參考文獻(xiàn)及資料名稱1 張成.基于TRIZ矛盾矩陣的常規(guī)電力電子拓?fù)涞臉?gòu)造D. 華南理工大學(xué) 2013 2 劉晉.基于嵌入式操作系統(tǒng)的電力電子控制平臺的研制D. 華北電力大學(xué)北京 2003 3 賈周,王

4、金梅,封俊寶.三相橋式可控整流電路的MATLAB仿真J. 蘇州科技學(xué)院學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版). 2009(02) 4 賈周,王金梅.基于MATLAB的單相橋式整流電路研究J. 電源世界. 2009(06) 5 賈周,王金梅,封俊寶.三相橋式可控整流電路的仿真及實(shí)驗(yàn)裝置開發(fā)J. 淮陰工學(xué)院學(xué)報(bào). 2009(03) 6 賈周,王金梅.三相橋式可控整流電路的MATLAB仿真研究J. 電源世界. 2009(08) 7 劉玉娟.單相橋式全控整流電路的MATLAB仿真分析J. 中國現(xiàn)代教育裝備. 2010(05) 8 黃江波.基于Matlab的三相橋式全控整流電路的仿真研究J. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2010(08

5、) 9 臧小惠.基于Simulink的三相橋式全控整流電路的建模與仿真J. 內(nèi)江科技. 2007(02) 10 高娟.基于Matlab/Simulink的整流電路的建模與仿真J. 青島職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2007(02) 四、國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向4.1 三相橋式可控整流電路的研究現(xiàn)狀 三相橋式可控整流電路出現(xiàn)前的時(shí)期，用于電力變換的電子技術(shù)已經(jīng)存在:1904年出現(xiàn)了電子管(Valve)，能在真空中對電子流進(jìn)行控制，并應(yīng)用于通信和無線電，從而開了電子技術(shù)之先河。后來出現(xiàn)了水銀整流器(mercury-vapour thyratrons)其性能和晶閘管很相似。在30年代到50年代是水

6、銀整流器發(fā)展迅速并大量應(yīng)用的時(shí)期。它廣泛用于電化學(xué)工業(yè)、電氣鐵道直流變電所以及軋鋼用直流電動機(jī)的傳動，甚至用于直流輸電、各種整流電路、逆變電路、周波變流電路的理論己經(jīng)發(fā)展成熟并廣為應(yīng)用。在晶閘管出現(xiàn)以后的相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)，所使用的電路形式仍然是這些形式;交流電變?yōu)橹绷麟姷姆椒ǔy整流器外，還有發(fā)展更早的電動機(jī)一直流發(fā)電機(jī)組，即變流機(jī)組。和旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組相對應(yīng)，靜止變流器的稱呼從水銀整流器開始并沿用至今。1947年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明.鼓生置(transistor)，引發(fā)了電子技術(shù)的一場革命。晶閘管可通過門極控制開通，但通過門極不能控制關(guān)斷，屬于半控型器件目前山于其能承受的電壓、電流容量仍是目前器件

7、中最高的，而且工作可靠，所以許多大容量場合仍大量使用SCR。 4.2 電力電子器件的發(fā)展趨勢與研究的主攻方向 電力電子器件發(fā)展的趨勢是:大容量、高頻率、易驅(qū)動、低損耗、小體積(高芯片利用率)、模塊化。新的控制技術(shù)的使用，以減小電力電子器件的開關(guān)損耗，如軟開關(guān)技術(shù):通過諧振電路使得器件在零電壓(ZVS)或零電流(ZCS)的狀態(tài)下進(jìn)行開關(guān)。電力電子應(yīng)用系統(tǒng)向著高效、節(jié)能、小型化和智能化的方向發(fā)展。 5、 主要研究內(nèi)容、需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路5.1 本課題將要解決的主要問題 1.了解三相橋式可控整流電路工作原理 2.可控整流電路的特點(diǎn) 3.可控整流電路整體結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計(jì)方案 5.2 解決這些

8、問題的方法 1.三相橋式可控整流電路工作原理 在三相橋式全控整流電路中,對共陰極組和共陽極組是同時(shí)進(jìn)行控制的,控制角都是。由于三相橋式整流電路是兩組三相半波電路的串聯(lián),因此整流電壓為三相半波時(shí)的兩倍。很顯然在輸出電壓相同的情況下,三相橋式晶閘管要求的最大反向電壓,可比三相半波線路中的晶閘管低一半。為了分析方便,使三相全控橋的六個(gè)晶閘管觸發(fā)的順序是1-2-3-4-5-6 ,晶閘管是這樣編號的,晶閘管KP1和KP4接a相,晶閘管KP3和KP6接b相晶管KP5和KP2接c相。晶閘管KP1、KP3、KP5組成共陰極組,而晶閘管KP2、KP4、KP6組成共陽極組。為了搞清楚變化時(shí)各晶閘管的導(dǎo)通規(guī)律,分析

9、輸出波形的變化規(guī)則,下面研究幾個(gè)特殊控制角,先分析=0的情況,也就是在自然換相點(diǎn)觸發(fā)換相時(shí)的情況。 2.可控整流電路的特點(diǎn) 三相橋式全控整流電路是由三相半波可控整流電路演變而來的,它由三相半波共陰極接法和三相半波共陽極接法的串聯(lián)組合。其工作特點(diǎn)是任何時(shí)刻都有不同組別的兩只晶閘管同時(shí)導(dǎo)通,構(gòu)成電流通路,因此為保證電路啟動或電流斷續(xù)后能正常導(dǎo)通,必須對不同組別應(yīng)到導(dǎo)通的一對晶閘管同時(shí)加觸發(fā)脈沖,所以觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)大于/3的寬脈沖。寬脈沖觸發(fā)要求觸發(fā)功率大,易使脈沖變壓器飽和,所以可以采用脈沖列代替雙窄脈沖,每隔/3換相一次,換相過程在共陰極組和共陽極組輪流進(jìn)行,但只在同一組別中換相。 3.可控整

10、流電路整體結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計(jì)方案 該電路由兩部分組成:主回路;控制回路。主回路:主回路由工頻電壓交流380伏經(jīng)空氣開關(guān)(過流、過壓保護(hù))到繼電器送到升壓變壓器選用380伏、650伏、800伏的電壓的等級并經(jīng)快速熔斷器(FUSE)后由三相橋式整流電路整流為直流電壓到負(fù)載。該電路的保護(hù)功能是:過電壓保護(hù);過電流保護(hù)。 主電路是一次線路和二次線路構(gòu)成，一次線路是由380伏的三相工業(yè)電壓經(jīng)變壓器升為380伏650伏800伏三檔按工藝要求需要的檔次。再經(jīng)SCR三相橋式整流為直流電壓后由互感器到負(fù)載。 首先，對三相橋式全控整流電路(電阻性負(fù)載)和三相橋式全控整流電路，三相全橋電感性負(fù)載)進(jìn)行初步了解，了解其工作特性。 其次，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析，分析設(shè)計(jì)的原電路圖，確定改造方案。設(shè)計(jì)方框圖，主電路圖。 對系統(tǒng)的誤差及干擾進(jìn)行分析，對系統(tǒng)誤差分析并處理，找到誤差的來源。對系統(tǒng)誤差進(jìn)行合成，繪制硬件原理圖。 最終進(jìn)行軟件結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的調(diào)試。 六、完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所需具備的工作條件：電腦1臺，相關(guān)書籍資料七、工作的主要階段、進(jìn)度與時(shí)間安排 1. 準(zhǔn)