三相可控整流電路特性仿真研究

1、-大學畢業(yè)設計開題報告題 目 名 稱 三相可控整流電路特性仿真研究 題 目 類 別 畢業(yè)設計 院 （系） 電子信息學院 專 業(yè) 班 級 - 學 生 姓 名 - 指 導 教 師 - 輔 導 教 師 - 開題報告日期 2016年3月26日 三相可控整流電路特性仿真研究學生：- 學院（系）：電子信息學院 指導教師：- 工作單位：電子信息學院一、題目來源來源于實際生產/實踐二、研究目的和意義電子技術的應用已深入到工農業(yè)經濟建設,交通運輸、空間技術、國防現代化、醫(yī)療、環(huán)保及億萬人們日常生活的各個領域,進入21世紀后電力電子技術的應用更加廣泛,因此對電力電子技術的研究更為重要。三相橋式可控整流電路是電 力

2、電子技術中最為重要，也是應用得最為廣泛的電路，不僅應用于一般工業(yè)領域，也廣泛應用于交通運輸、電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、能源系統(tǒng)及其他領域。因此對三相橋式可控整流電路的相關參數和不同性質負載的工作情況進行對比分析與研究具有一定的現實意義，這不僅是電力電子電路理論學習的重要一環(huán)，而且對工程實踐的實際應用具有預測和指導作用。近幾年越來越多電力電子應用在國民工業(yè)中,一些技術先進的國家,經過電力電子技術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。隨著社會生產和科學技術的發(fā)展,整流電路在自動控制系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和發(fā)電機勵磁系統(tǒng)等領域的應用日益廣泛。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繁瑣，高壓情況下實驗也難順利進行，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?？煽卣麟娐吩谥绷麟妱訖C控制、可變直流電源、高壓直流輸電、電化學加工處理方面得到廣泛的應用。 三、閱讀的主要參考文獻及資料名稱1 張成.基于TRIZ矛盾矩陣的常規(guī)電力電子拓撲的構造D. 華南理工大學 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. 蘇州科技學院學報(工程技術版). 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驗裝置開發(fā)J. 淮陰工學院學報. 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. 現代電子技術. 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)技術學院學報. 2007(02) 四、國內外現狀和發(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狀 三相橋式可控整流電路出現前的時期，用于電力變換的電子技術已經存在:1904年出現了電子管(Valve)，能在真空中對電子流進行控制，并應用于通信和無線電，從而開了電子技術之先河。后來出現了水銀整流器(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)展迅速并大量應用的時期。它廣泛用于電化學工業(yè)、電氣鐵道直流變電所以及軋鋼用直流電動機的傳動，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發(fā)展成熟并廣為應用。在晶閘管出現以后的相當一段時期內，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)展更早的電動機一直流發(fā)電機組，即變流機組。和旋轉變流機組相對應，靜止變流器的稱呼從水銀整流器開始并沿用至今。1947年美國貝爾實驗室發(fā)明.鼓生置(transistor)，引發(fā)了電子技術的一場革命。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、易驅動、低損耗、小體積(高芯片利用率)、模塊化。新的控制技術的使用，以減小電力電子器件的開關損耗，如軟開關技術:通過諧振電路使得器件在零電壓(ZVS)或零電流(ZCS)的狀態(tài)下進行開關。電力電子應用系統(tǒng)向著高效、節(jié)能、小型化和智能化的方向發(fā)展。 5、 主要研究內容、需重點研究的關鍵問題及解決思路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 3.可控整流電路整體結構分析及設計方案 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進行控制的,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,因此整流電壓為三相半波時的兩倍。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。為了搞清楚變化時各晶閘管的導通規(guī)律,分析

9、輸出波形的變化規(guī)則,下面研究幾個特殊控制角,先分析=0的情況,也就是在自然換相點觸發(fā)換相時的情況。 2.可控整流電路的特點 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組合。其工作特點是任何時刻都有不同組別的兩只晶閘管同時導通,構成電流通路,因此為保證電路啟動或電流斷續(xù)后能正常導通,必須對不同組別應到導通的一對晶閘管同時加觸發(fā)脈沖,所以觸發(fā)脈沖的寬度應大于/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行,但只在同一組別中換相。 3.可控整

10、流電路整體結構分析及設計方案 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伏經空氣開關(過流、過壓保護)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載。該電路的保護功能是:過電壓保護;過電流保護。 主電路是一次線路和二次線路構成，一次線路是由380伏的三相工業(yè)電壓經變壓器升為380伏650伏800伏三檔按工藝要求需要的檔次。再經SCR三相橋式整流為直流電壓后由互感器到負載。 首先，對三相橋式全控整流電路(電阻性負載)和三相橋式全控整流電路，三相全橋電感性負載)進行初步了解，了解其工作特性。 其次，系統(tǒng)的設計分析，分析設計的原電路圖，確定改造方案。設計方框圖，主電路圖。 對系統(tǒng)的誤差及干擾進行分析，對系統(tǒng)誤差分析并處理，找到誤差的來源。對系統(tǒng)誤差進行合成，繪制硬件原理圖。 最終進行軟件結構和系統(tǒng)的調試。 六、完成畢業(yè)設計（論文）所需具備的工作條件：電腦1臺，相關書籍資料七、工作的主要階段、進度與時間安排 1. 準