中北大學(xué)電力電子課程設(shè)計三相半波可控整流電路設(shè)計

中北大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計說明書第5頁共5頁1引言隨著社會的發(fā)展，三相半波可控整流電路的控制量可以很大，輸出電壓脈動較小，易濾波，控制滯后時間短，因此在工業(yè)中幾乎都是采用三相可控整流電路。在電子設(shè)備中有時也會遇到功率較大的電源，這時為了提高變壓器的利用率，減小波紋系數(shù)，也常采用三相整流電路。另外由于三相半波可控整流電路的主要缺點在于其變壓器二次側(cè)電流中含有直流分量，為此在應(yīng)用中較少。2工作原理2.1主電路工作原理三相半波可控整流電路如圖所示。為得到零線，變壓器二次側(cè)必須接成星形，而一次側(cè)接成三角形，避免3次諧波電流流人電網(wǎng)。三個晶閘管分別接入a、b、c三相電源，它們的陰極連接在一起，稱為共陰極接法，這種接法觸發(fā)電路有公共端，連線方便。假設(shè)將電路中的晶閘管換作二極管，并用VD表示，該電路就成為三相半波不可控整流電路，以下首先分析其工作情況。此時，三個二極管對應(yīng)的相電壓中哪一個的值最大，則該相所對應(yīng)的二極管導(dǎo)通，并使另兩相的二極管承受反壓關(guān)斷，輸出整流電壓即為該相的相電壓。在一個周期中，器件工作情況如下：在ωt1～ωt2期間，α相電壓最高，VD1導(dǎo)通，ud=ua；在ωt2～ωt3期間，b相電壓最高，VD2導(dǎo)通，ud=ub；在ωt3～ωt4期間，c相電壓最高，VD3導(dǎo)通，ud=uc。此后，在下一周期相當(dāng)于ωt1的位置即ωt4時刻，VD1又導(dǎo)通，重復(fù)前一周期的工作情況。如此，一周期中VD1、VD2、VD3輪流導(dǎo)通，每管各導(dǎo)通120o。ud波形為三個相電壓在正半周期的包絡(luò)線。

在相電壓的交點ωt1、ωt2、ωt3處，均出現(xiàn)了二極管換相，即電流由一個二極管向另一個二極管轉(zhuǎn)移，稱這些交點為自然換相點。對三相半波可控整流電路而言，自然換相點是各相晶閘管能觸發(fā)導(dǎo)通的最早時刻，將其作為計算各晶閘管觸發(fā)角α的起點，即α=0o，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是變壓器二次電壓u2的過零點。2.2時工作原理如果α>30o，例如α=60o時，整流電壓的波形如上圖所示，當(dāng)導(dǎo)通一相的相電壓過零變負(fù)時，該相晶閘管關(guān)斷。此時下一相晶閘管雖承受正電壓，但它的觸發(fā)脈沖還未到，不會導(dǎo)通，因此輸出電壓電流均為零，直到觸發(fā)脈沖出現(xiàn)為止。這種情況下，負(fù)載電流斷續(xù)，各晶閘管導(dǎo)通角為90o，小于120o

3各參數(shù)計算設(shè)計條件：1.電源電壓：三相交流U2：100V/50Hz2.輸出功率：500W3.觸發(fā)角4.純電阻負(fù)載3.1負(fù)載參數(shù)的計算整流電壓平均值，電阻值：當(dāng)=時Ud=84.97VR=14.43Id=5.89A3.2變壓器參數(shù)的計算U2=100V，變壓器二次側(cè)采用星形接法，但變壓器二次側(cè)峰值為141.4V，變壓器一次側(cè)采用三角形接法，因此每相接入電壓峰值為380V，一次側(cè)電壓接電網(wǎng)電壓有效值為220V，電壓器變比則約為k=4觸發(fā)電路設(shè)計如圖為觸發(fā)電路。由三片集成觸發(fā)電路芯片KJ004和一片集成雙脈沖發(fā)生器芯片KJ041形成六路脈沖，再由六個晶閘管進(jìn)行脈沖放大，即構(gòu)成完整的觸發(fā)電路產(chǎn)生的觸發(fā)信號用接插線與主電路各晶閘管鏈接。該電路可分為同步、鋸齒波形成、移相、脈沖形成、脈沖分選及脈沖放大幾個環(huán)節(jié)。5仿真分析5.1仿真主電路圖5.2電源電壓U2波形圖5.3負(fù)載電壓、電流波形圖（上為電壓，下為電流）5.4晶閘管電流、電壓波形圖6課程設(shè)計心得體會通過本次課程設(shè)計讓我深入的學(xué)習(xí)了三相半波可控整流電路以及matlab軟件的使用，更加深刻的了解了可控電路的工作原理，并且通過波形分析更直觀的體會了整流電路的工作過程。參考文獻(xiàn)[1].王兆安.電力電子技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社.2009[2].李傳琦.電力電子技術(shù)計算機(jī)