中北大學-電力電子課程設計

1、中北大學課程設計任務書 08/09 學年第 一 學期學 院： 信息與通信工程學院 專 業(yè)： 自動化 學 生 姓 名： 學 號： 課程設計題目： 三相橋式全控整流電路設計 起 迄 日 期： 1 月 5 日 1 月 11 日 課程設計地點： 中北大學 指 導 教 師： 劉長明 系 主 任： 王忠慶 下達任務書日期: 09 年1月 4日課 程 設 計 任 務 書1設計目的： 通過熟練Multisim2001軟件，EWB仿真軟件，根據(jù)所學電力電子技術課程的知識，設計一個以根底為主帶有一定綜合性的應用電路并進行仿真。2設計內(nèi)容和要求一、實驗內(nèi)容：三相橋式全控整流電路設計：畫出三相橋式全控整流電路圖，輸入

2、交流電壓110v，通過仿真軟件觀測電阻負載時的為30，60，90時負載上的輸出電壓波形及晶閘管端電壓的波形；分析其變化原因。二、實驗原理：1仿真電路圖由三相電源、六個晶閘管及對應的觸發(fā)信號源加上四通道示波器一個組成。2對觸發(fā)脈沖寬度及相位的要求時門極觸發(fā)脈沖需要大于60的寬脈沖或間隔60的雙窄脈沖。共陰極正組每只晶閘管門極脈沖相位差為120度。共陽極每只晶閘管的門極脈沖相位差為120。接在同一項上的晶閘管的門極脈沖的相位差為180度。接圖的方法是保證晶閘管的觸發(fā)順序為1-2-3-4-5-6。3在晶閘管需導通的區(qū)域僅用初始的一個窄脈沖去觸發(fā)的方式稱“單窄脈沖觸發(fā) ，每個元件除了在各自的換流點處有

3、一個脈沖之外，還在60度電角度之后的下一個導通元件的導通時刻補了一個脈沖。所補的脈沖在電流連續(xù)的穩(wěn)態(tài)工作時并不起任何作用，但它卻是電路啟動及在電流斷續(xù)時使電路正常工作所不可缺少的，這種觸發(fā)方式稱之為“雙窄脈沖觸發(fā)。 假設把上面的雙窄脈沖連成一個寬脈沖，電路當然也可正常工作，這種觸發(fā)方式稱之為“寬脈沖觸發(fā) 。由于共陰極的晶閘管是在正半周觸發(fā)，共陽極組是在負半周觸發(fā)，因此接在同一相的兩個晶閘管的觸發(fā)脈沖的相位應該相差180。4由于電流斷續(xù)后，能夠使晶閘管再次導通，必須對兩組中應導通的一對晶閘管同時有觸發(fā)脈沖。為了到達這個目的，可以采取兩種方法；一種是使每個脈沖的寬度大于60必須小于120，一般取8

4、0100，稱為寬脈沖觸發(fā)。另一種是在觸發(fā)某一號晶閘管時，同時給前一號晶閘管補發(fā)一個脈沖，使共陰極組和共陽極組的兩個應導通的晶閘管上都有觸發(fā)脈沖，相當于兩個窄脈沖等效地代替大于60的寬脈沖。這種方法稱雙脈沖觸發(fā)。整流輸出的電壓，也就是負載上的電壓。整流輸出的電壓應該是兩相電壓相減后的波形，實際上都屬于線電壓，波頭、均為線電壓的一局部，是上述線電壓的包絡線。相電壓的交點與線電壓的交點在同一角度位置上，故線電壓的交點同樣是自然換相點，同時亦可看出，三相橋式全控的整流電壓在一個周期內(nèi)脈動六次，脈動頻率為6 50=300赫，比三相半波時大一倍。3、 三相橋式全控整流電路設計：1、畫出三相橋式全控整流電路

5、圖，輸入交流電壓110v如下圖：2、電壓波形仿真圖a、當=30時負載上的輸出電壓波形及晶閘管端電壓的波形分別如下圖： 負載上的電壓輸出波形 晶閘管端的電壓波形b、當=60時負載上的輸出電壓波形及晶閘管端電壓的波形分別如下圖： 負載上的電壓輸出波形 晶閘管端的電壓波形c、當=90時負載上的輸出電壓波形及晶閘管端電壓的波形分別如下圖： 負載上的電壓輸出波形 晶閘管端的電壓波形四、分析變化原因： 1三相橋式全控整流電路在任何時刻都必須有兩個晶閘管導通，而且這兩個晶閘管一個是共陰極組，另一個是共陽極組的，只有它們能同時導通，才能形成導電回路。 2 三相橋式全控整流電路就是兩組三相半波整流電路的串聯(lián)，所

6、以與三相半波整流電路一樣，對于共陰極組觸發(fā)脈沖的要求是保證晶閘管l、3和5依次導通，因此它們的觸發(fā)脈沖之間的相位差應為120。對于共陽極組觸發(fā)脈沖的要求是保證晶閘管2、4和6依次導通，因此它們的觸發(fā)脈沖之間的相位差也是120。3由于共陰極的晶閘管是在正半周觸發(fā)，共陽極組是在負半周觸發(fā)，因此接在同一相的兩個晶閘管的觸發(fā)脈沖的相位應該相差180。4三相橋式全控整流電路每隔60有一個晶閘管要換流，由上一號晶閘管換流到下一號晶閘管觸發(fā)，觸發(fā)脈沖的順序是：1234561，依次下去。相鄰兩脈沖的相位差是60。 (5) 由于電流斷續(xù)后，能夠使晶閘管再次導通，必須對兩組中應導通的一對晶閘管同時有觸發(fā)脈沖。為了

7、到達這個目的，可以采取兩種方法；一種是使每個脈沖的寬度大于60必須小于120，一般取80100，稱為寬脈沖觸發(fā)。另一種是在觸發(fā)某一號晶閘管時，同時給前一號晶閘管補發(fā)一個脈沖，使共陰極組和共陽極組的兩個應導通的晶閘管上都有觸發(fā)脈沖，相當于兩個窄脈沖等效地代替大于60的寬脈沖。這種方法稱雙脈沖觸發(fā)。 6依據(jù)上述條件，再根據(jù)出發(fā)角的不同，即可得出負載電壓變化時的波形以及晶閘管端的電壓波形，且它們都為線電壓。3設計工作任務及工作量的要求包括課程設計計算說明書(論文)、圖紙、實物樣品等：1查閱資料，確定系統(tǒng)設計方案2說明設計原理，電路圖，軟件仿真結(jié)果。3撰寫課程設計說明書課 程 設 計 任 務 書4主要參考文獻：?電力電子技術根底? 冷增祥，徐以榮編?現(xiàn)代電力電子技術? 張立、趙永健主編?電力電子與運動控制系統(tǒng)?李鶴軒、張力主編?現(xiàn)代電力電子技術及應用?王唯平主編?電力電子變流技術? 王兆安、黃俊主編?電力電子技術? 丁道宏主編5設計成果形式及要求：課程設計說明書1