电力电子课程设计---三相桥式全控整流电路

题    目 三相桥式全控整流电路电阻性负载  

姓    名  

学    号 

指导教师  

           二О一О年  7  月  10  日

设计题目：三相桥式全控整流电路电阻性负载

设计条件：

（1）电网：380V，50Hz；

（2）晶闸管单相桥式全控整流电路；

（3）负载阻值：20Ω；负载工作电压：50V~300V可调。

设计任务：

（1）电源变压器设计，计算变压器容量、变比、2次侧电压有效值；

（2）晶闸管选择，计算晶闸管额定电压、额定电流；

（3）主电路图设计。

一、基本原理

１.三相桥式全控整流电路特性分析

三相桥式全控整流电路图是应用最为广泛的整流电路，其电路图如下：

图1

（1）三相桥式全控整流电路的特点：

一般变压器一次侧接成三角型，二次侧接成星型，晶闸管分共阴极和共阳极。一般1、3、5为共阴极，2、4、6为共阳极。

①2管同时通形成供电回路，其阴极组和共阳极组各1，且不能为同1相器件。

②对触发脉冲的要求：

1)按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60。

2)共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120。

3)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。

③Ud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。

④需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲，可采用两种方法：一种是宽脉冲触发一种是双脉冲触发（常用）

⑤晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同。

（2）带电阻负载时的工作情况：

(1)当≤60时，ud波形均连续，对于电阻负载，id波形与ud波形形状一样，也连续

   波形图： =0（图1）、=30（图2）、=60（图3） 

(2)当>60时，ud波形每60中有一段为零，ud波形不能出现负值

   波形图： =90（图4） 

(3)带电阻负载时三相桥式全控整流电路角的移相范围是120 

（3）晶闸管及输出整流电压的情况如表1所示 ：

表1

                      图2 =0º

                        图3 =30º

                         图4 =60º

                         图5 =90º

二、 三相桥式全控整流电路定量分析

(1)当整流输出电压连续时（即带电阻负载a≤60时）的平均值为： 

(2)带电阻负载且a >60时，整流电压平均值为：

当时，，从公式亦可看出电阻负载的最大移相范围是120°。

输出电流平均值为 ：Id=Ud /R 

3、电源变压器2次侧电压有效值

     按 0计算

     V

     取

4、晶闸管额定电流、额定电压的选择

     三相桥式电路与三相半波电路相比，在输出电压相同的情况下，三       相桥式晶闸管要求的最大正反向电压可比三相半波线路中的晶闸管低一半。

①晶闸管承受最大反向向电压为变压器二次线电压峰值，即

②晶闸管的最大正向电压等于变压器二次相电压的峰值，即

③输出电压Ud为0~200V，负载电阻R=2，输出负载电流为：

④晶闸管上流过电流为：

选用晶闸管时，额定电压要留有一定裕量通常取额定电压为正常工作时晶闸管所承受峰值电压的2~3倍。额定电流也要留一定裕量，一般取额定电流为通态平均电流的1.5~2倍。

晶闸管的额定电压： V  取额定电压480V

晶闸管的额定电流： 取额定电流为50A

5、电源变压器设计:

    2次侧电压有效值: 

    变压器容量：  取35KVA

     变比： 

 三、设计总结：

     在做电力电子课程设计的过程中我更能认真和全面的对所学知识有一个全面和系统更深刻的了解和掌握。在这个过程中我们查阅了大量的资料和工具书增长了我们的知识，开阔了我们的视野。

    这次的设计中我也发现自己对一些基本的概念和原理还有模糊的地方，在同学和老师的帮助下，应用的过程中不断发现问题解决问题，所以这次课程设计收获很大。

参考文献：

1 王兆安  黄俊 电力电子技术 机械工业出版社

2 孙树朴       电力电子技术 中国矿业大学出版社 

3邵丙衡       电力电子技术 中国铁道出版社