三相半波可控整流电路的设计

武汉理工大学《电力电子技术》课程设计书II前言本课程设计的题目是三相半波可控整流电路的设计，三相半波可控整流电路是最基本的三相可控整流电路。需要设计的此三相半波可控整流电路带阻感负载，电感为极大值，根据这些条件及三相半波可控整流电路的工作原理设计出该三相半波可控整流电路图。用PSIM仿真软件对设计结果进行校验，验证其正确性。在设计电路与仿真结果的过程中，将更清晰的了解三相半波可控整流电路的原理。武汉理工大学《电力电子技术》课程设计书III目录1电路设计参数说明......................................................................................................................12电路原理图设计..........................................................................................................................12.1电路工作原理说明..............................................................................................................12.2电路图的设计......................................................................................................................23电路仿真......................................................................................................................................24电路各参数计算..........................................................................................................................35心得与体会..................................................................................................................................4参考文献.........................................................................................................................................4武汉理工大学《电力电子技术》课程设计书1三相半波可控整流电路的设计1电路设计参数说明三相半波可控整流电路：U2=200V，带电阻电感负载，R=8Ω，L值极大，当α＝75°。要求：①仿真ud、id和iVT1的波形；②计算Ud、Id、IdT和IVT。2电路原理图设计2.1电路工作原理说明三相半波可控整流电路如图2-1所示。为得到零线，变压器二次侧必须接成星形，而一次侧接成三角形，避免3次谐波流入电网。三个晶闸管按共阴极接法连接,这种接法触发电路有公共端，连线方便。如果负载为阻感负载，L值很大，整流电流id的波形基本是平直的，流过晶闸管的电流接近矩形波。30时，整流电压波形与电阻负载时相同,负载电流均连续。30时，例如60时的波形如图2-2所示。当2u过零时，由于电感的存在，阻止电流下降，因而1VT继续导通，直到下一相晶闸管2VT的触发脉冲到来，才发生换流，由2VT导通向负载供电，同时向1VT施加反压使其关断。这种情况下du波形中出现负的部分，若增大，du波形中负的部分面积增多，至90时，波形中正负面积相等，du的平均值为零。阻感负载时的移相范围为90~0。图2-2中di波形有一定的脉动。这是电路工作实际情况，因为负载中电感量不肯呢过也不必非常大，往往只要能保证负载电流连续即可，这样di实际上是波动的，不是完水平的直线。图2-1三相半波可控整流电路武汉理工大学《电力电子技术》课程设计书2图2-2三相半波整流电路阻感负载时60的波形2.2电路图的设计根据电路设计参数说明，本设计负载为U2=200V，带电阻电感负载，R=8Ω，且L值极大，则根据公式RfL102求得H26.0502810f2R10L，取L=0.3H。利用PSIM软件设计仿真电路。本电路采用用驱动模块GATING来控制触发角，驱动模块只能接在门极上。由于75，则设置1VT，2VT，3VT的导通角分别为75，195，315。又由于驱动模块GATING在一个周期的触发中，还需要一个关断角，因此设置一个距离触发角较小的角作为关断角，以5为差值，关断角分别为80，200，320。根据上述电路工作原理及参数说明绘制电路图如下：图2-3三相半波可控整流电路仿真图3电路仿真以下为设计要求中需要的du，di，1VTi的波形：武汉理工大学《电力电子技术》课程设计书3图3-1三相半波可控整流电路阻感负载75时du，di，1VTi的波形根据设计的电路仿真波形发现，其与三相半波可控整流电路带阻感负载原理描述一致，该电路设计可行。该电路的工作原理与60时的工作原理类似，仅仅由于75，使得du波形中负的部分面积增多。晶闸管1VT在距自然换相点75处被触发导通，一周期中1VT，2VT，3VT轮流导通120。一个晶闸管从触发开始，在正半轴上方导通75，在2u过零后，由于电感的存在，阻止电流下降，因而继续导通，导通45，直到下一个晶闸管的触发脉冲到来才发生换流，由下一个晶闸管导通向负载供电，同时向前一个晶闸管施加反压使其关断。4电路各参数计算整流电压平均值dU：VUUd56.6075cos20017.1cos17.12整流电流平均值dI：ARUIdd57.7856.60晶闸管电流的平均值：AIIddVT58.275.73131晶闸管电流的有效值：AIIdVT37.457.73131武汉理工大学《电力电子技术》课程设计书4晶闸管的额定电流：AIIIdVTAVVT92.257.7386.0368.057.1)(5心得与体会通过这次课程设计，我学到了很对。首先，我接触到了一个心得电路设计仿真软件PSIM。在学习与运用该软件的过程中我遇到了很多不理解的问题，通过老师同学的帮助以及自己查询资料，问题都得到了解决。其次，我对三相半波可控整流电路有了更多的理解。在学习三相半波可控整流电路中遇到的似懂非懂的地方通过课程设计我都明白理解了。最后，我认识到课程设计的目的不仅仅是考察我对所学知识的理解能力与运用能力，也能够提高我自主学习的能力。参考文献[1]王兆安刘进军主编.电力电子技术（第五版）.北京：机械工业出版社,2014