《電力電子技術(shù)》課程設(shè)計.doc

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1、《電力電子技術(shù)》課程設(shè)計專業(yè)：班級：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：祝敏時間：2013年12月11日----2013年12月26日目錄1.原理及方案選擇22.主電路的設(shè)計與器件的選擇22.1三相全控橋工作原理22.2三相全控橋的工作特點(diǎn)32.3阻感負(fù)載時的波形分析42.4參數(shù)計算73.觸發(fā)電路的設(shè)計93.1集成觸發(fā)電路93.2集成觸發(fā)器電路圖93.3觸發(fā)電路104.保護(hù)電路的設(shè)計114.1晶閘管的保護(hù)電路114.2交流側(cè)保護(hù)電路124.3直流側(cè)阻容保護(hù)電路135.三相橋式整流電路MATLAB仿真145.1電路的構(gòu)成及其工作原理145.2整體電路圖155.3參數(shù)的設(shè)置155.4仿真結(jié)

2、果165.5仿真結(jié)果分析20參考文獻(xiàn)21三相橋式整流電路的設(shè)計1.原理及方案選擇三相橋式全控整流電路系統(tǒng)通過變壓器與電網(wǎng)連接，經(jīng)過變壓器的耦合，晶閘管主電路得到一個合適的輸入電壓，使晶閘管在較大的功率因數(shù)下運(yùn)行。變流主電路和電網(wǎng)之間用變壓器隔離，還可以抑制由變流器進(jìn)入電網(wǎng)的諧波成分。保護(hù)電路采用RC過電壓抑制電路進(jìn)行過電壓保護(hù)，利用快速熔斷器進(jìn)行過電流保護(hù)。利用一個同步變壓器對觸發(fā)電路定相，保證觸發(fā)電路和主電路頻率一致，觸發(fā)晶閘管，使三相全控橋?qū)⒔涣髡鞒芍绷?，帶動直流電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。2.主電路的設(shè)計與器件的選擇設(shè)計要求是設(shè)計一三相橋式整流電路，負(fù)載為直流電動機(jī)，電機(jī)技術(shù)數(shù)

3、據(jù)如下：,,,，2.1三相全控橋工作原理如圖2-1所示，為三相橋式全控帶電動機(jī)負(fù)載，根據(jù)要求要考慮電動機(jī)的電樞電感與電樞電阻，故為阻感負(fù)載。習(xí)慣將其中陰極連接在一起的3個晶閘管稱為共陰極組；陽極連接在一起的3個晶閘管稱為共陽極組。共陰極組中與a、b、c三相電源相接的3個晶閘管分別為VT1、VT3、VT5，共陽極組中與a、b、c三相電源相接的3個晶閘管分別為VT4、VT6、VT2。晶閘管的導(dǎo)通順序為VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6。變壓器為型接法。變壓器二次側(cè)接成星形得到零線，而一次側(cè)接成三角形避免3次諧波流入電網(wǎng)。圖2-1三相橋式全控整流電路帶電動機(jī)負(fù)載原

4、理圖2.2三相全控橋的工作特點(diǎn)三相橋式全控整流電路帶電動機(jī)負(fù)載原理圖如圖2-1所示，它主要是在不同階段通過控制共陰極與共陽極的晶閘管導(dǎo)通與關(guān)斷來實現(xiàn)整流作用的，現(xiàn)具體介紹不同階段各晶閘管的工作情況，如表格2-2所示表2-2三相橋式全控整流電路阻感負(fù)載（觸發(fā)角α=0°）時晶閘管工作情況⑴2個晶閘管同時通形成供電回路，其中共陰極組和共陽極組各1個，且不能為同一相器件。⑵對觸發(fā)脈沖的要求：按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的順序，相位依次差60°共陰極組VT1、VT3、VT5的脈沖依次差120°共陽極組VT4、VT6、VT2的脈沖也依次差120°°同一相的上下兩

5、個橋臂，即VT1與VT4，VT3與VT6，VT5與VT2，脈沖相差180°。⑶一周期脈動6次，每次脈動的波形都一樣,故該電路為6脈波整流電路。⑷晶閘管承受的電壓波形與三相半波時相同，晶閘管承受最大正、反向電壓的關(guān)系也相同。2.3阻感負(fù)載時的波形分析三相橋式全控整流電路大多用于向阻感負(fù)載和反電動勢阻感負(fù)載供電（即用于直流電機(jī)傳動），下面主要分析阻感負(fù)載時的情況，帶反電動勢阻感負(fù)載的情況，與帶阻感負(fù)載的情況基本相同。1.當(dāng)α≤60°時，波形連續(xù)，電路的工作情況與帶電阻負(fù)載時十分相似，各晶閘管的通斷情況、輸出整流電壓波形、晶閘管承受的電壓波形等都一樣。區(qū)別在于負(fù)載不同時，同樣

6、的整流輸出電壓加到負(fù)載上，得到的負(fù)載電流波形不同，電阻負(fù)載時波形與的波形形狀一樣。而阻感負(fù)載時，由于電感的作用，使得負(fù)載電流波形變得平直，當(dāng)電感足夠大的時候，負(fù)載電流的波形可近似為一條水平線。圖2-2和圖2-3分別給出了三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載α=0°和α=30°的波形。圖2-2三相全控橋式帶阻感負(fù)載（α=0°）時波形圖圖2-3三相全控橋式帶阻感負(fù)載（α=30°）時的波形圖2．定量計算當(dāng)α≤時，波形連續(xù)，電路的工作情況與帶電阻負(fù)載時十分相似，整流輸出電壓連續(xù)時的平均值為：（2-3-1）當(dāng)α＞時，帶電阻負(fù)載，整流電壓平均值為：（2-3-2）輸出電流平均值為（2-3-

7、3）當(dāng)整流變壓器為星型接法，帶阻感負(fù)載時，變壓器二次側(cè)電流波形如圖2-3所示，為正負(fù)半周各寬120°，前沿相差180°的矩形波，其有效值為：（2-3-4）三相橋式全控整流電路接，反電動勢阻感負(fù)載時，在負(fù)載阻感足夠大足以使負(fù)載電流連續(xù)的情況下電路工作情況與電感性負(fù)載相似，電路中各處電壓電流波形均相同，僅在計算時有所不同，接反電動勢阻感負(fù)載的為：（2-3-5）晶閘管的參數(shù)：（1）電壓額定：晶閘管在三相橋式全控整流過程中承受的峰值電壓考慮安全裕量，一般晶閘管的額定電壓為工作時所承受峰值電壓的2～3倍。即（2）電流額定：通態(tài)平均電流，考慮安全裕量