三相桥式全控整流电路的设计(纯电阻负载)

课程设计报告题目三相桥式全控整流电路的设计（纯电阻负载）专业班级电气工程及自动化02学号学生姓名指导教师胡为兵指导教师职称副教授学院名称电气信息学院完成日期：2015年1月10日摘要电子技术的应用已深入到工农业经济建设,交通运输,空间技术,国防现代化,医疗,环保,和亿万人们日常生活的各个领域,进入21世纪后电力电子技术的应用更加广泛,因此对电力电子技术的研究更为重要。近几年越来越多电力电子应用在国民工业中,一些技术先进的国家,经过电力电子技术处理的电能已得到总电能的一半以上。整流电路把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。本文主要介绍三相桥式全控整流电路的主电路和触发电路的原理及控制电路图,由工频三相电压380V经升压变压器后由SCR(可控硅)再整流为直流供负载用。用Matlab/simulink进行建模仿真，观察输出波形。关键词：电力电子技术；整流电路；三相桥式电路ⅠAbstractTheapplicationofelectronictechnologyhaspenetratedintotheindustrialandagriculturaleconomicconstruction,transportation,spacetechnology,themodernizationofnationaldefense,medical,environmentalprotection,andhundredsofmillionsofpeopleinallareasofdailylife,enteraftertwenty-firstCenturypowerelectronictechnologyisusedmoreandmorewidely,sothepowerelectronictechnologyismoreimportant.Inrecentyearsmoreandmoreapplicationinthenationalpowerelectronicsindustry,someadvancedtechnologiesofthecountry,aftertheprocessingofelectricpowerelectronictechnologyhasbeenmorethanhalfthetotalenergy.Rectifiercircuitcanconvertacpowertodccircuit.Mostoftherectifiercircuitbytransformer,rectifiercircuitandfilter,etc.Itinthedcmotorspeed,generatorexcitationcontrol,electrolysis,electroplating,andotherfieldsiswidelyused.Rectifiercircuitisusuallyconsistsofmaincircuit,filterandtransformer.Sincethe1970s,themaincircuitismulti-purposesiliconrectifierdiodeandbraketubes.Filterbetweenthemaincircuitandtheload,usedtofilteroutthecommunicationcomponentofpulsatingdcvoltage.Transformersetornotdependingonthespecificsituation.Theroleofthetransformeristorealizethecommunicationbetweentheinputvoltageanddcoutputvoltagematching,andacpowergridandelectricalisolationbetweentherectifiercircuit.Thispapermainlyintroducedthethree-phasefull-bridgecontrolledrectifiercircuittothemaincircuitandtriggercircuitprincipleandcontrolcircuit,byfrequencythree-phasevoltage380Vbystep-uptransformerbySCR(SCR)andrectifiedintothedirectcurrentfortheload.ModelingandsimulationusingMatlab/simulink,andobservetheoutputwaveform.Keywords:powerelectronics;Rectifiercircuit；Three-phasebridgecircuitⅡ目录1设计任务和要求........................................................11.1课程设计的性质和目的............................................11.2设计条件：......................................................12三相全控整流电路......................................................22.1整流器件........................................................22.2整流原理........................................................22.2.1触发脉冲......................................................32.2.2带电阻负载时的工作情况........................................43三相桥式全控整流电路仿真建模..........................................73.1仿真模块........................................................83.1.1交流电压源模块................................................83.1.2晶闸管的仿真模型..............................................83.1.3同步6脉冲触发器的仿真模型...................................103.1.4常数模块参数的设置...........................................103.1.5通用桥设置...................................................113.1.6显示模块.....................................................123.1.7变压器模块...................................................123.2三相全控整流电路的matlab仿真..................................123.2.1带电阻负载的仿真.............................................123.2.2设置模型参数.................................................133.2.3纯电阻负载示波器输出波形.....................................154总结与心得...........................................................18参考文献...........................................................191设计任务和要求1.1课程设计的性质和目的性质：是电气信息专业的必修实践性环节。目的：1、培养学生综合运用知识解决问题的能力与实际动手能力；2、加深理解《电力电子技术》课程的基本理论；3、初步掌握电力电子电路的设计方法。4、培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。5、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。6、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。7、提高学生课程设计报告撰写水平。1.2设计条件：（1）电源压：交流380V/50HZ（2）输出功率：500KW（3）移相范围0º~120º2三相全控整流电路2.1整流器件晶闸管因其各方面的性能均明显胜过以前的汞弧整流器，自开发以来立即受到普遍欢迎，虽然在二十世纪八十年代以来，晶闸管的地位开始被各种性能更好的全控型器件所取代，但是由于其能承受的电压和电流容量仍然是目前电力电子器件中最高的，而且工作可靠，因此在大容量的应用场合仍然具有比较重要的地位。电力电子技术的核心是电力变换也就是变流技术。通过对晶闸管等器件的控制从而实现电力变换。晶闸管整流是电力电子技术中最基础的变流技术，通过它可实现电流从交流到直流的转换。2.2整流原理三相桥是应用最为广泛的整流电路，它是由两组三相半波整流电路串联而成的，一组为共阴极接线，另一组为共阳极接线，如图2-1所示。若工作条件相同，则负载电流Id1=Id2，如果将零线切断，不影响电路工作，成为三相桥式全控整流电路，如图2-2所示。图2-1三相半波共阴极组和共阳极组串联电路图2-2三相桥式全控整流电路阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1、VT3、VT5）称为共阴极组，阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4、VT6、VT2）称为共阳极管。此外，习惯上希望晶闸管按从1至6的顺序导通，为此将晶闸管按图示的顺序编号，经分析可知，按此编号，晶闸管的导通顺序为VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6。共阴极组正半周触发导通，共阳极组在负半周触发导通，在一个周期中变压器绕组中没有直流磁势，且每相绕组在正负半周都有电流流过，延长了变压器的导电时间，提高了变压器组的利用率。2.2.1触发脉冲三相桥式全控整流电路任意时刻都有两个晶闸管同时导通从而形成供电回路，其中共阴极组和共阳极且各1个，且不能为同一相器件。触发脉冲相位依次关60度，同一相的上下两个桥臂即VT1与VT4,VT3与VT6,VT5与VT2脉冲相差180度；共阳极组VT4、VT6、VT2的脉冲相差120度，共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲也相差120度。直流电压一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整流电路。在整流电路合闸启动过程中或电流断续时，为确保电路的正常工作，需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲，可采用宽脉冲触发或双脉冲触发，宽脉冲触发为脉冲宽度大于60度(一般取80度---100度)；双脉冲触发是在某个晶闸管触发的同时，给序号紧前的一个晶闸管补发脉冲，即用两个窄脉冲代替宽脉冲，两个窄脉冲的前沿相差60度，脉宽一般为20—30，双脉冲触发的电路较复杂，但要求的触发电路输出功率小，宽脉冲触发电路虽可少输出一半脉冲，但为了不使脉冲变压器饱合，需将铁心体积做得较大，绕组匝数较多，导致漏感增大，脉冲前沿不够陡，对