三相半波整流論文

1、鄭州航空航天大學(xué)電力電子課程設(shè)計說明書2008級 電氣工程及其自動化 專業(yè)0706072班級題 目三相半波可控整流電路電阻性負(fù)載姓 名 學(xué)號指導(dǎo)教師二O 一二年十二月十二_日設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：三相半波可控整流電路電阻性負(fù)載設(shè)計條件：（1）電網(wǎng)：380V，50Hz；（2）晶閘管單相橋式全控整流電路；（3） 負(fù)載阻值：10Q；負(fù)載工作電壓：50V300V可調(diào)。設(shè)計任務(wù)：（1）電源變壓器設(shè)計，計算變壓器容量、變比、2次側(cè)電壓有效值；（2）晶閘管選擇，計算晶閘管額定電壓、額定電流；（3）主電路圖設(shè)計。提?。海?）電源變壓器2次側(cè)電壓有效值應(yīng)當(dāng)滿足負(fù)載電壓的要求，所留裕量適當(dāng)即可；（2）根據(jù)變壓器2次

2、側(cè)電壓有效值可以得到控制角的移相范圍；（3）當(dāng)控制角為最大值時，電流波形系數(shù)最大，選擇晶閘管時，應(yīng)當(dāng)在此情況下考 慮其額定電流。注意：（1）應(yīng)當(dāng)給出具體的計算過程和分析過程；（2）涉及電流、電壓計算時，必須用波形圖配合說明計算過程；（3）選型參數(shù)（額定電壓、額定電流、容量等）應(yīng)當(dāng)取整。基本原理三相半波可控整流電路如圖1。為了得到零線，整流變壓器的二次繞組必須接成星形，而一次繞組為了能讓3次諧波通過， 并減少高次諧波的影響，多接成三角形。三個晶閘管的陽極分別接入u、v、w三相電源， 它們的陰極連接在一起，這種接線方式稱為共陰極接法，這種接線方式用的比較普遍。根據(jù)相電壓的波形，如圖2， t1 12

3、期間，u相電壓比v、w相都高。如果在 t1時刻觸發(fā)晶閘管VT1，可使 VT1導(dǎo)通，此時負(fù)載上得到u相電壓。在 12 - 13期間，v相電壓最高，在 12時觸發(fā) 晶閘管VT2，使VT2導(dǎo)通。此時VT1受反壓而關(guān)斷，負(fù)載上得到v相電壓。同理，在 13 時刻觸發(fā)VT3，VT3導(dǎo)通，并關(guān)斷VT2，使負(fù)載得到w相電壓。在此之后，各個晶閘管按 同樣的規(guī)律依次觸發(fā)導(dǎo)通，同時關(guān)斷前一個導(dǎo)通的晶閘管。輸出的整流波形是一個比單相脈 動小些的直流電壓，如圖3.從以上圖中可以看出，各晶閘管上的觸發(fā)脈沖應(yīng)和電源相序相同。各個觸發(fā)脈沖之間依 次間隔120 ，負(fù)載電流是連續(xù)的。在各相電壓的交點(diǎn)處 t1、 12、 13是各相

4、晶閘管能導(dǎo)通的最早時間，將其作為計算 各晶閘管觸發(fā)角a的起點(diǎn)，即a= 00，要改變觸發(fā)角只能是在此基礎(chǔ)上增大，即沿時間 坐標(biāo)軸向右移。若在自然換相點(diǎn)處觸發(fā)相應(yīng)的晶閘管導(dǎo)通，則電路的工作情況與以上分析的 二極管整流工作情況一樣。由單相可控整流電路可知，各種單相可控整流電路的自然換相點(diǎn) 是變壓器二次電壓u 2的過零點(diǎn)。計算控制角：1.當(dāng)以V 300時，VT在:+a至公+a范圍內(nèi)導(dǎo)通，故166U = -2 6 心 v：2U sin td (t) =，；U cosa = 1.17U cos a6 +&當(dāng)a = 0時，Ud最大，其值為1.17U2。將Ud = 50V和Ud = 300V帶入方程求解此方程

5、中a值。U d = 50V 時，U 2 cos a = 42.74 ；U d = 300V 時，U 2 cos a = 256.41 ； 則U2值大于256V，取U2 =29V， 則當(dāng) Ud = 300V 時，a = 28.36。當(dāng)U d = 50V時，a= 31.790，由于前提是a V 300，所以不可取此控制角。2.當(dāng)以 300時，七斷續(xù)，u相位減至0時VT】關(guān)斷，利用公式得Ud = j 菅 克U2sin wtd(t) = 21U21 + cos(: +a) = 0.675U21 + cos(? + a) 6 +a將U d = 50V和U d = 300V分別代入方程得U 21 + co

6、s(g + a) = 74.07- z7i 、U 1 + cos( + a) = 444.44因為a 300 則cos(+a) 296.29V 取整數(shù)U = 310V，6322當(dāng)Ud = 300V時a = 34.530滿足條件當(dāng) Ud = 50V 時 a = 46.180 ； 則控制角范圍是34.53046.180當(dāng)波形系數(shù)最大，即控制角最小時計算數(shù)值。當(dāng)a = 34.530時，ud最大，則負(fù)載電壓有效值1&；5（妊碩）勺（敬）二1.1277*310=349.587；負(fù)載電流有效值I = U = 349.587 = 34.96A R 10電流平均值I = Ud =平=31A d R 10波形系

7、數(shù)K =3 =羽.96 = 1.12774f f 31變壓器容量 S =囪 I= *2*310*34.96 = 18770VA2晶閘管承受的最大反向電壓為變壓器二次線電壓峰值，即URM =423U2 = 759.2V由于晶閘管陰極與零線間最低電壓為零，而晶閘管陽極與零線間的最大正向電壓等于變壓器二次相電壓的峰值，即Ufm =&U = 1.41*310 = 438.34V晶閘管電壓選取應(yīng)為計算值的2 3倍故晶閘管電壓選取為1350V1 , 310 晶閘管最大平均電流為3*有=10.33 A因晶閘管的選擇要有一定裕量即其選值為最大電流平均電流的23倍故所選晶閘管的電流電流為31A其電壓值應(yīng)大于Ufm0取其電壓為750V總結(jié)：數(shù)據(jù)匯總：變壓器容量：S = 18770VA變壓器變比：380/300變壓器二次側(cè)有效電壓：310V晶閘管承受的最大反向電壓：Urm = 759.2V晶