电力电子课程设计--三相桥式全控整流电路的设计

电力电子技术课程设计说明书三相桥式全控整流电路系、部：电气与信息工程系专业：自动化目录第1章绪论 (1)1. 电子技术的发展趋势 (1)2. 本人的主要工作 (2)第2章主电路的设计及原理 (3)1. 总体框图 (3)2. 主电路的设计原理 (3)2.1带电阻负载时 (4)2.2阻感负载时 (7)3. 触发电路 (8)4. 保护电路 (9)5. 参数计算 (10)5.1 整流变压器的选择 (10)5.2 晶闸管的选择 (11)5.3 输出的定量分析 (11)第3章MATLAB的仿真 (12)1. MATLAB仿真软件的简介 (12)2. 仿真模拟图 (13)3. 仿真结果 (13)第4章结束语 (15)参考文献 (16)第1章绪论1. 电子技术的发展趋势当今世界能源消耗增长十分迅速。

目前，在所有能源中电力能源约占40%，而电力能源中有40%是经过电力电子设备的转换才到使用者手中。

预计十年后，电力能源中的80%要经过电力电子设备的转换，电力电子技术在21世纪将起到更大作用。

电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行控制和转换的学科。

它包括电力电子器件、变流电路和控制电路三个部分，是电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的交叉学科。

随着科学技术的发展，电力电子技术由于和现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关，已逐步发展成为电力电子技术作为一门高技术学科，由于其在节能、减小环境污染、改善工作条件等方面有着重要的作用，现在已广泛的应用于传统工业(例如：电力、机械、交通、化工、冶金、轻纺等)和高新技术产业(例如：航天、现代化通信等)。

下面着重讨论电力电子技术在电力系统中的一些应用。

在高压直流输电(HVDC)方面的应用直流输电在技术方面有许多优点：(1)不存在系统稳定问题，可实现电网的非同期互联;(2)可以限制短路电流;(3)没有电容充电电流;(4)线路有功损耗小;(5)输送相同功率时，线路造价低;(6)调节速度快，运行可靠;(7)适宜于海下输电。

三相桥式全控整流电路设计课程设计
三相桥式全控整流电路设计课程设计主要包含以下几个步骤：
1.设计目标：明确设计的目标，如实现直流电压的可控输出、减
小谐波含量、提高系统的功率因数等。

2.电路拓扑：选择三相桥式全控整流电路作为拓扑结构。

3.器件选型：根据设计要求，选择适当的晶闸管、二极管等器
件，并确定其型号和规格。

4.参数计算：根据设计目标，计算电路的输入输出电压、电流、
功率等参数，以及晶闸管的控制角和触发脉冲等参数。

5.仿真分析：利用仿真软件对设计电路进行仿真分析，验证设计
的可行性和正确性。

6.电路板设计：根据仿真分析结果，进行电路板的设计，包括布
局、布线、元件封装等。

7.调试与测试：完成电路板制作后，进行调试和测试，确保电路
正常工作并达到设计目标。

8.总结与优化：总结设计过程中的经验和教训，优化电路设计，
提高系统的性能和可靠性。

在具体的设计过程中，可以根据实际情况进行调整和修改。

同时，需要注意安全问题，确保电路设计和使用过程中的安全可靠。

电力电子技术课程设计题目：三相桥式整流电路的设计（带阻感反电势负载）三相桥式整流电路的设计（带阻感反电势负载）2三相桥式整流电路的设计（带阻感反电势负载）摘要整流电路就是把交流电能转换成直流电能的电路，大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成，在直流电动机的调速、发电机励磁调节、电解及电镀等领域得到广泛地应用。

整流电路由主电路、滤波器和变压器组成。

本次三相桥式电路整流器的设计采用的是三相全控桥整流电路，电路设计在带反电动势负载下完成。

我在对三相桥式全控整流电路工作原理理解的基础上，设计三相桥式整流电路带电阻负载时的电路原理图，并建立基于PSIM的仿真模型，在三种不同触发角的输出波形进行对比分析，验证所设计整流电路的正确性。

关键词：电力电子，整流，三相全桥，PSIM仿真2陕西科技大学设计说明书3目录3三相桥式整流电路的设计（带阻感反电势负载）4第一章前言电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。

据估计，发达国家在用户最终使用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。

电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。

可以毫不夸张地说，如果离开电力电子技术，电力系统的现代化就是不可想象的。

整流电路技术在工业生产上应用极广。

如调压调速直流电源、电解及电镀的直流电源等。

整流电路就是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（可减小电网与电路间的电干扰和故障影响）。

整流电路的种类有很多，有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。

电力电子课程设计---三相桥式全控整流电路的设计与分析绪论电力电子技术分为电力电子器件制造技术和交流技术（整流、逆变、斩波、变频、变相等）两个分支。

它是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科。

因它本身是大功率的电技术，又大多是为应用强电的工业服务的，故常将它归属于电工类。

电力电子技术的内容主要包括电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置及其系统。

整流电路是电力电子电路中出现最早的一种，它将交流电变为直流电供给直流用电设备，应用十分广泛。

例如直流电动机、电镀、电解电源、同步发电机励磁、通信系统电源等。

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（可减小电网与电路间的电干扰和故障影响）。

整流电路的种类有很多，有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。

当整流负载容量较大或要求直流电压脉冲较小时应采用三相整流电路，其交流测由三相电源供电。

本设计要求整流电路带直流电机负载，希望获得的直流电压脉冲较小，所以用三相全控整流比较合理。

1 晶闸管的工作原理晶闸管组成的实际电路如图1-1所示：U aU图1-1 晶闸管组成的实际电路为了说明晶闸管的工作原理，可将其看成NPN 和PNP 两个三极管相连，用三极管的符号来表示晶闸管的等效电路，如图1-2（a ）所示,其工作过程如图1-2（b ）所示。

1J 2Jaab图1-2 晶闸管的等效电路当晶闸管的阳极A和阴极K之间加正向电压UZ而控制极K不加电压时，中间的PN 结处于反向偏置，管子不导通，处于关断状态。

当晶闸管的阳极A和阴极K之间加正向电压UA，且控制极G和阴极K之间也加正向电压UG时，外层靠下的PN结处于导通状态。

课程设计任务书学生姓名：杨专业班级：自动化指导教师：工作单位：信息工程系题目：三相全控桥式整流电路的设计一．初始条件：1．直流电动机额定参数： PN=10KW, UN=220V, IN =50A,n=1000r/min，电枢电阻NRa=0.5Ω，电流过载倍数λ＝1.5，电枢电感LD =7mH，励磁电压UL=220V 励磁电流IL=1.6A.2.进线交流电源：三相380V3.性能指标：直流输出电压0-220V，最大输出电流75A，保证电流连续的最小电流为5A。

使用三相可控整流电路，电动机负载，工作于电动状态。

二．要求完成的主要任务：1. 三相全控桥式主电路设计（包括整流变压器参数计算，整流元件定额的选择，平波电抗器电感量的计算等）,讨论晶闸管电路对电网及系统功率因数的影响。

2.触发电路设计。

触发电路选型（可使用集成触发器）。

3.晶闸管的过电压保护与过电流保护电路设计。

4.提供系统电路图纸不少于一张。

三．时间安排：指导老师签字：年月日1引言整流电路尤其是三相桥式可控整流电路是电力电子技术中最为重要也是应用得最为广泛的电路, 不仅用于一般工业, 也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、能源系统及其他领域. 因此对三相桥式可控整流电路的相关参数和不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有很强的现实意义, 这不仅是电力电子电路理论学习的重要一环, 而且对工程实践的实际应用具有预测和指导作用. 因此调试三相桥式可控整流电路的相关参数并对不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有一定的现实意义。

2设计的步骤⑴根据给出的技术要求，确定总体设计方案⑵选择具体的元件，进行硬件系统的设计⑶进行相应的电路设计，完成相应的功能⑷进行调试与修改⑸撰写课程设计说明书3设计方案选择及论证3.1三相桥式全控整流电路（如图3-1）应用最为广泛，共阴极组——阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1，VT3，VT5）共阳极组——阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4，VT6，VT2）编号：1、3、5，4、6、2阻感负载时的工作情况a≤60°时，u d波形连续，工作情况与带电阻负载时十分相似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压u d波形、晶闸管承受的电压波形等都一样区别在于：由于负载不同，同样的整流输出电压加到负载上，得到的负载电流i d波形不同。

目录1 方案设计 (1)2 主电路分析及元件的选择 (2)2.1 主电路的原理分析 (2)2.2 整流变压器的选择 (3)2.3 晶闸管的选择 (4)2.4 平波电抗器的参数计算 (5)3 触发电路的设计 (6)3.1 触发电路的作用及要求 (6)3.2 触发电路的选择 (7)4 保护电路设计 (11)4.1 过电压保护电路设计 (11)4.2 过电流保护电路设计 (12)4.3 缓冲电路的设计 (12)5 MATLAB仿真及结果分析 (14)5.1 MATLAB建模及仿真 (14)5.2 仿真结果及分析 (14)附录Ⅰ (17)附录Ⅱ (18)参考文献 (19)三相桥式整流电路的设计1 方案设计整流电路是电力电子电路中出现最早的一种，它将交流电变为直流电，应用广泛。

当整流负载容量较大，或要求直流电压脉冲较小时，应采用三相整流电路，其交流测由三相电源供电。

三相可控整流电路中，最基本的是三相半波可控整流电路，应用最广泛的是三相桥式全控整流电路。

本设计要求整流电路带直流电机负载，希望获得的直流电压脉冲较小，所以用三相全波整流比较合理。

三相桥式全控和三相桥式半控是常见的三相桥式可控全波整流电路。

三相半控桥式整流电路适用于中等容量的整流装置或不要求可逆的电力拖动中，它采用共阴极的三相半波可控整流电路与共阳极接法的三相半波不可控整流电路串联而成，电路兼有可控与不可控两者的特性。

共阳极组的三个整流二极管总是在自然换流点换流，使电流换到阴极点为更低的一相中去。

该电路在使用中需加设续流二极管，以避免可能发生的失控现象，所以电路不具备逆变能力。

虽然三相半控电路相应触发电路较简单，但只能用于整流不能用于逆变，现在很少使用。

本设计选择使用三相桥式全控整流电路。

整流电路的输入部分是变压器，作用是降低或减少晶闸管变流装置对电网和其它用电设备的干扰，将整流电路与电网隔离，并将电网电压值转变为整流所需输入值。

整流部分是六个晶闸管，是由共阴极的三相半波可控整流电路与共阳极接法的三相半波可控整流电路串联而成。

第1章课程设计目的与要求1.1课程设计目的“电力电子技术”课程设计是在教学及实验基础上，对课程所学理论知识的深化和提高。

因此，通过电力电子计术的课程设计达到以下几个目的：1）培养综合应用所学知识，并设计出具有电压可调功能的直流电源系统的能力；2）较全面地巩固和应用本课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌整流电路设计的基本方法。

3）培养独立思考、独立收集资料、独立设计的能力；4）培养分析、总结及撰写技术报告的能力。

1.2课程设计的预备知识熟悉电力电子技术课程、电机学课程的相关知识。

1.3 课程设计要求1、单相桥式相控整流的设计要求为：负载为感性负载,L=700mH,R=500欧姆.2、技术要求:1)、电源电压：交流100V/50Hz2)、输出功率：500W3)、移相范围0º~90º按课程设计指导书提供的课题，根据基本要求及参数独立完成设计。

第2章课程设计方案的选择2.1整流电路单相相控整流电路可分为单相半波、单相全波和单相桥式相控流电路，它们所连接的负载性质不同就会有不同的特点。

而负载性质又分为带电阻性负载、电阻-电感性负载和反电动势负载时的工作情况。

单相桥式全控整流电路（电阻-电感性负载）电路简图如下：TLu(a)图2.1此电路对每个导电回路进行控制，与单相桥式半控整流电路相比，无须用续流二极管，也不会失控现象，负载形式多样，整流效果好，波形平稳，应用广泛。

变压器二次绕组中，正负两个半周电流方向相反且波形对称，平均值为零，即直流分量为零，不存在变压器直流磁化问题，变压器的利用率也高。

单相全控桥式整流电路具有输出电流脉动小，功率因数高，变压器二次电流为两个等大反向的半波，没有直流磁化问题，变压器利用率高的优点。

单相全控桥式整流电路其输出平均电压是半波整流电路2倍，在相同的负载下流过晶闸管的平均电流减小一半，且功率因数提高了一半。

根据以上的分析，我选择的方案为单相全控桥式整流电路（负载为电阻-电感性负载）。

电力电子课程设计---三相桥式全控整流电路的设计
三相桥式全控整流电路是一种广泛应用于电力电子转换过程中的组件。

该组件在全控式电力电子系统的发展过程中发挥着重要作用。

与传统的环形整流电路相比，它能够更好地改善电力电子系统的功率因素及全控功能，以及减少噪声等。

因此，三相桥式全控整流电路在电力电子课程设计中十分重要。

首先，三相桥式全控整流电路必须更加规范地搭建电路，其搭建基本框架为三相桥式全控二极管共阴极电路，其中必要的电路元件包括导通控制器、IGBT三极管、晶闸管、电容器、三端电感等。

其次，三相桥式全控整流电路必须有一个良好的输出电压控制反馈电路，可以快速稳定地调节输出电压，从而实现电力电子转换设备的最佳状态。

此外，还需要采用丰富的调节方法来改善三相桥式全控整流电路的功率因数、波形特性及性能。

这些调节方法一般包含多相等距调节、多快调节和自适应控制。

在设计时，优化三相桥式全控整流电路的功率因数，给定输出电压条件下，需要选择恰当的IGBT数量、晶闸管的抗击穿电流、串联可控硅的电流截止比对及电容量，以及相关结构的参数等，以保证电路工作的稳定性及经济性，但其最大的难点在于如何综合应用这些调节方法，改善三相桥式全控整流电路的功率因数以及波形特性。

总之，三相桥式全控整流电路设计是一个非常复杂的过程，必须综合考虑各种参数对电路运行性能的影响，同时结合调节方法，以最大程度地改善三相桥式全控整流电路的性能，才能实现电力电子转换设备最佳状态。

三相桥式全控整流电路的设计1 主电路的设计与原理说明1.1 主电路图的确定习惯将其中阴极连接在一起的3个晶闸管（VT 1、VT 3、 VT 5）称为共阴极组；阳极连接在一起的3个晶闸管（VT 4、VT 6、VT 2）称为共阳极组。

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，即共阴极组中与a 、b 、c 三相电源相接的3个晶闸管分别为VT 1、VT 3、VT 5， 共阳极组中与a 、b 、c 三相电源相接的3个晶闸管分别为VT 4、VT 6、VT 2。

从后面的分析可知，按此编号，晶闸管的导通顺序为 VT 1－VT 2－VT 3－VT 4－VT 5－VT 6。

此主电路要求带反电动势负载，此反电动势E=60V ，电阻R=10Ω，电感L 无穷大使负载电流连续。

其原理如图1所示。

1.2 主电路原理为说明此原理，假设将电路中的晶闸管换作二极管，这种情况就也就相当于晶闸管触发角α=0o 时的情况。

此时，对于共阴极组的三个晶闸管，阳极所接交流电压值最高的一个导通。

而对于共阳极组的三个晶闸管，则是阴极所接交流电压值最低（或者说负得最多）的一个导通。

这样，任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个晶闸管处于导通状态，施加于负载上的电压为某一线电压。

α=0o 时，各晶闸管均在自然换相点处换相。

由图中变压器二绕组相电压与线电压波形的对应关系看出，各自然换相点既是相电压的交点，同时也是线电压的交点。

在分析d u 的波形时，既可从相电压波形分析，也可以从线电压波形分析。

从相电压波形看，以变压器二次侧的中点n 为参考点，共阴极组晶闸管导通时，整流输出电压 1d u 为相电压在正半周的包络线；共阳极组导通时，整流输出电压2d u 为相电压在负半周的包络线，总的整流输出电压d u =1d u -2d u是两条包络线间的差值，将其对应到线电压波形上，即为线电压在正半周的包络线。

从线电压波形看，由于共阴极组中处于通态的晶闸管对应的最大的相电压，而共阳极组中处于通态的晶闸管对应的是最小的相电压，输出整流电压 d u 为这两个相电压相减，是线电压中最大的一个，因此输出整流电压d u 波形为线电压在正半周的包络线。

三相桥式全控整流电路课程设计报告目录一、课程概述 (2)1. 课程背景与目的 (2)2. 课程设计任务及要求 (4)二、三相桥式全控整流电路基本原理 (4)1. 三相桥式整流电路结构 (6)1.1 电路组成及工作原理 (7)1.2 电路特点分析 (8)2. 三相桥式全控整流电路工作原理 (9)2.1 触发脉冲的控制 (10)2.2 整流过程的分析 (12)三、电路设计 (14)1. 电路主要参数计算 (15)1.1 输入参数设定 (17)1.2 输出参数计算 (18)1.3 散热设计考虑 (19)2. 电路元器件选择与配置 (20)2.1 整流器件的选择依据 (22)2.2 滤波电容的选择方法 (23)2.3 其他元器件的选择及布局设计 (24)四、仿真分析与实验验证 (26)1. 仿真分析 (27)1.1 仿真模型建立 (28)1.2 仿真结果分析 (29)2. 实验验证过程介绍及结果分析 (30)一、课程概述本课程设计旨在帮助学生深入理解和掌握三相桥式全控整流电路的基本原理、结构特点和工作过程，培养学生分析问题和解决问题的能力。

通过对三相桥式全控整流电路的设计与实现，使学生在理论知识与实际操作相结合的基础上，提高自己的专业素养和实践能力。

课程背景介绍：简要介绍三相桥式全控整流电路的发展历程、应用领域及其在现代电力系统中的重要性。

课程目标设定：明确本课程设计的目标，包括理论知识的学习和实际应用能力的培养。

课程内容安排：详细阐述本课程设计的主要内容，包括三相桥式全控整流电路的基本原理、结构特点、工作原理及参数计算等。

课程实验与测试：通过实验和测试，验证所学理论知识的正确性，培养学生的实际操作能力和团队协作精神。

课程总结与反思：对本课程设计的过程进行总结，分析存在的问题和不足，并提出改进措施，为今后的学习和工作打下坚实的基础。

1. 课程背景与目的随着现代电力电子技术的飞速发展，整流电路在各个领域的应用越来越广泛。

三相全控整流电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解三相全控整流电路的基本原理和组成。

2. 学生能够掌握三相全控整流电路的电路图及其工作过程。

3. 学生能够解释三相全控整流电路中各元件的作用及其相互关系。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，正确绘制并分析三相全控整流电路。

2. 学生能够通过实验操作，验证三相全控整流电路的输出波形及其特点。

3. 学生能够解决实际应用中与三相全控整流电路相关的问题，具备一定的电路分析与设计能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力电子技术领域的兴趣，激发他们的求知欲和探索精神。

2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验操作的安全性和准确性。

3. 培养学生的团队协作精神，学会与他人共同分析问题、解决问题。

课程性质：本课程为电子技术专业课程，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。

学生特点：学生已具备一定的电子技术基础，具有较强的逻辑思维能力和动手能力。

教学要求：结合课程性质、学生特点，本课程要求学生在掌握理论知识的基础上，注重实践操作，培养实际应用能力。

通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面均取得具体的学习成果。

后续教学设计和评估将围绕这些具体学习成果展开。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 三相全控整流电路基本原理- 介绍三相交流电源及其特点- 三相全控整流电路的工作原理- 三相全控整流电路的组成及各元件功能教学内容关联教材章节：第三章第三节“三相全控整流电路”2. 三相全控整流电路分析与设计- 电路图绘制及电路参数计算- 输出电压和电流波形的分析- 三相全控整流电路的触发角度与输出电压关系教学内容关联教材章节：第三章第四节“三相全控整流电路的分析与设计”3. 实践操作与实验- 三相全控整流电路的搭建与调试- 观察不同触发角度下的输出波形- 分析实验数据，验证理论分析结果教学内容关联教材章节：第三章实验“三相全控整流电路实验”教学进度安排：第一周：基本原理学习，电路组成和元件功能介绍第二周：电路分析与设计，触发角度与输出电压关系探讨第三周：实践操作与实验，观察与分析实验现象，总结实验结果三、教学方法为了提高教学质量，充分调动学生的学习兴趣和主动性，本章节将采用以下多样化的教学方法：1. 讲授法：- 对于三相全控整流电路的基本原理、组成和元件功能等理论知识点，采用讲授法进行教学。

电力电子三相桥式全控整流电路的设计一、设计原理三相桥式全控整流电路由六个可控硅器件组成，分别连接在电源的三个相线和负载之间。

通过对六个可控硅器件的控制，可以实现对电源电压的全波整流，并将交流电转换为直流电供给负载。

由于可控硅器件具有可控导通和关断的特性，因此可以实现对整流电路的控制。

二、工作方式三相桥式全控整流电路的工作方式主要分为两个阶段：正半周期和负半周期。

在正半周期中，当Uab > Ubc > Uca时，可控硅器件S1和S2导通，S3和S4关断，S5和S6的导通与关断由控制信号决定。

在负半周期中，当Uab < Ubc < Uca时，可控硅器件S1和S2关断，S3和S4导通，S5和S6的导通与关断由控制信号决定。

通过不断调整控制信号，可以实现对整流电路的输出电压的控制。

三、电路参数计算1.电源电压：根据实际应用需求，确定电源电压的额定值，通常为220V或380V。

2.负载电流：根据负载的功率需求和额定电压，计算负载电流的额定值。

3.可控硅器件参数：选取合适的可控硅器件，根据其额定电流和额定电压，确定器件的参数。

4.电感参数：根据负载电流的频率和电感的自感系数，计算电感的参数。

5.电容参数：根据负载电流的频率和电容的容量，计算电容的参数。

四、性能指标1.效率：计算整流电路的输入功率和输出功率的比值，即效率。

2.谐波失真：通过谐波分析，计算整流电路输出电压的谐波含量，衡量电路输出电压的质量。

3.稳定性：通过控制信号的调整，使得整流电路输出电压的波动尽可能小，保证电路的稳定性。

4.抗干扰能力：通过合理的电路设计和控制策略，提高电路的抗干扰能力，减少外部干扰对电路的影响。

五、总结三相桥式全控整流电路是一种常见的电能变换电路，广泛应用于工业和电力系统中。

本文详细介绍了该电路的设计原理、工作方式、电路参数计算以及相关的性能指标。

在实际应用中，需要根据具体的需求和要求进行电路设计，并通过实验和测试来验证电路的性能。

电力电子技术课程设计——三相桥式全控整流电路的设计与仿真————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第一章绪言1.1设计背景目前，各类电力电子变换器的输入整流电路输入功率级一般采用不可控整流或相控整流电路。

这类整流电路结构简单，控制技术成熟,但交流侧输入功率因数低，并向电网注入大量的谐波电流。

据估计，在发达国家有60%的电能经过变换后才使用，而这个数字在本世纪初达到95%。

电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。

据估计，发达国家在用户最终使用的电能中，有60％以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理.电力系统在通向现代化的进程中,电力电子技术是关键技术之一.可以毫不夸张地说，如果离开电力电子技术，电力系统的现代化就是不可想象的。

而电能的传输中，直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势，其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电.通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源,现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。

大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。

在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，现在已逐渐取代了线性电源.因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源，所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。

近年发展起来的柔性交流输电(FACTS）也是依靠电力电子装置才得以实现的。

随着社会生产和科学技术的发展，整流电路在自动控制系统、测量系统和发电机励磁系统等领域的应用日益广泛。

常用的三相整流电路有三相桥式不可控整流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路，由于整流电路涉及到交流信号、直流信号以及触发信号，同时包含晶闸管、电容、电感、电阻等多种元件，采用常规电路分析方法显得相当繁琐，高压情况下实验也难顺利进行.Matlab提供的可视化仿真工具Simulink可直接建立电路仿真模型，随意改变仿真参数,并且立即可得到任意的仿真结果，直观性强，进一步省去了编程的步骤。

三相桥式全控整流电路实验实验目的1．熟悉触发电路及晶闸管主回路组件。

2．熟悉三相桥式全控整流及有源逆变电路的接线及工作原理。

二、实验内容1．三相桥式全控整流电路2. 三相桥式有源逆变电路3．观察整流或逆变状态下，模拟电路故障现象时的波形。

三、实验线路及原理主电路由三相全控变流电路及三相不控整流桥组成。

触发电路为集成电路，可输出经高频调制后的双窄脉冲链。

三相桥式整流及有源逆变电路的工作原理可参见“电力电子技术”的有关教材。

1）电源控制屏位于NMCL-32/MEL-002T等2）L平波电抗器位于NMCL-331R可调电阻位于NMEL-03/43）dU）位于NMCL-31A4）G给定（g6）U位于NMCL-33或NMCL-33F中ct7）晶闸管位于NMCL-33或NMCL-33F中8）二极管位于NMCL-33或NMCL-33F中四、实验设备和仪器1.教学实验台主控制屏2.触发电路及晶闸主回路组件3.电阻负载组件4.变压器组件5.双踪示波器（自备）6.万用表（自备）五、实验方法1．未上主电源之前，检查晶闸管的脉冲是否正常。

（1）用示波器观察触发电路及晶闸管主回路的双脉冲观察孔，应有间隔均匀，相互间隔60度的幅度相等的双脉冲。

（2）检查相序，用示波器观察触发电路及晶闸管主回路，中同步电压观察口“1”，“2”间隔120°。

脉冲观察孔，“1” 脉冲超前“2” 脉冲60°（及“1”号脉冲的第二个脉冲波与“2”号脉冲的第一个脉冲波相重叠）则相序正确，否则，应调整输入电源（任意对换三相插头中的两相电源）。

（3）用示波器观察每只晶闸管的控制极，阴极，应有幅度为1V—2V的脉冲。

（4）将调速系统控制单元的给定器输出Ug接至触发电路及晶闸管主回路面板的Uct端，调节偏移电压Ub，在Uct=0时，使α=150°。

2．三相桥式全控整流电路按图1接线,并将RD调至最大。

（感性负载时将700mH电感串入电阻负载）合上控制屏交流主电源。

毕业设计毕业论文三相桥式全控整流电路的设计三相桥式全控整流电路的设计姓名:班级:学号:指导教师:辽宁工程技术大学课程设计成绩评定表评定评定指标标准合格不合格单元电路及合理性整体设计方案正确性评创新性是否进行仿真定或实践技术指标或性能仿真或实践标符合设计要求有完成结果准格式正确设计报告内容充实语言流畅总成绩日期年月日课程设计任务书一、设计题目三相桥式全控整流电路带反电动势负载的设计二、设计任务1. 反电动势负载，E=60V，电阻R=10Ω，电感L无穷大使负载电流连续;U2. =220V，晶闸管导通角α=30?。

2只要设计一个带反电动势负载的三相桥式全控整流电路，对电路的带负载能力、输入与输出功率因数、谐波含有率及畸变等指标不作详细的规定。

三、设计计划第1天查阅相关材料，熟悉设计任务;第2天:主电路的确定;第3天:触发电路开关器件的选择;第4天:保护电路的设计及参数计算;第5天:设计总体电路图四、设计要求1. 主电路的设计及原理说明;2(触发电路设计，每个开关器件触发次序及相位分析;3(保护电路的设计，过流保护，过电压保护原理分析;4(各参数的计算(包括触发角的选择，输出平均电压，输出平均电流，输出有功指导教师:教研室主任:时间: 年月日摘要在某种程度上，随着性能优良的电力MOSFET和IGBT的推广应用，特别是近年来IGBT的制造及应用技术的进一步成熟，晶闸管相控整流电路的应用似乎受到了限制。

但是，由于晶闸管的耐高电压、大电流的能力在所有电力电子器件中具有无可比拟的优势，因此，使用晶闸管作开关器件的三相全控整流电路一般用于大功率的场合。

本次设计三相全控整流电路，主要设计触发电路，开关器件的选择。

为了防止电网电压及其他影响，又设计了过电压保护和过电流保护以及缓冲电路和滤波电路。

整体电路的设计是本设计的重点，具体参数的计算也是本设计的重点。

关键词:主电路;晶闸管;触发电路;保护电路目录第一章系统设计设计思路及系统框图...........................................................1 第二章主电路原理及电路图.. (2).3 第三章触发电路.....................................................................................3.1 触发电路的选择.................................................................................3 3.2 触发电路原理...........................................................................,,......3 第四章开关器件触发次序及相位分析...........................................................5 第五章保护电路原理及电路图.. (6)5.1 过电压保护.......................................................................................6 5.2过电流保护........................................................................................6 第六章缓冲电路及滤波网络 (8)6.1缓冲电路………………………………………………………………..…..….………8 6.2滤波电路 (8)第七章电路参数的计算..............................................................................9 第八章元器件参数的计算与选型................................................................10 8.1 晶闸管的选型.................................................................................. 10 8.2 主变压器的选型................................................................................10 8.3 触发电路各元件的参数.. (10)10 8.4 阀侧整流式阻容保护电路参数..............................................................8.5 快速熔断器的选型.............................................................................11 8.6 霍尔元件及其调理电路的参数..............................................................11 8.7 缓冲电路元器件参数..........................................................................11 8.8 网侧RC星型吸收与滤网络参数............................................................11 第九章应用举例. (12)结论 (1)3 体会 (1)4 参考文献 (15)三相桥式全控整流电路的设计第一章系统设计设计思路及系统框图根据任务书的要求，本设计需要设计一个带反电动势负载的三相桥式全控整流电路，对电路的其他指标都未做出详细的规定。