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12脉波KGPS中频电源控制原理KGPS系列感应加热晶闸管变频装置是利用晶闸管将三相工频交流电能转换为几百或几千赫的单相交流电能。
具有控制方便、运行可靠、效率高等特点，有利于提高产品的产量和质量。
本装置采用全数字控制，扫频启动方式，无须同步变压器等，线路简单，调试方便，负载适应能力强，启动可靠。
应用于铸钢、不锈钢、合金钢的冶炼，真空冶炼，感应加热等不同场合。
1．主电路原理1.1整流电路原理整流电路主要是将50HZ的交流电整流成直流。
由12个晶闸管组成的12脉波串联全控整流电路，输入工频电网电压(400V)，控制可控硅的导通，实现输出0～510V 连续可调的直流电压。
(如图)六相12脉波全控整流桥工作原理当触发脉冲在任意控制角时，其输出直流电压为：Ud = 1.35UaCosaX2式中：Ua = 三相进线电压a-控制角1.2逆变电路原理：该产品采用了并联逆变器，这种逆变器对负载变化适应能力强，见图（4）所示。
它的主要作用是将三相整流电压Ud逆变成单相400-10KC的中频交流电。
一般，由于功率大小、进线电压等原因，逆变可控硅的数量有，四只、八只、十六只三种，即采用单管、串管、并管等技术。
但为了分析方便，将其等效为图（4）电路。
下面分析一下逆变器的工作过程，假设图（4）中，先是①②导通③④截止，则直流电流Id经电抗器Ld，可控硅①②流向Lc谐振回路，Lc产生谐振，振荡电压正弦波。
此时电容器两端的电压极性为左正右负，如果在电容器两端电压尚未过零时之前的某一时刻产生脉冲去触发可控硅③④，此时形成可控硅①②③④同时导通状态，由于可控硅③④的导通，电容器两端的电压通过可控硅③④加在可控硅①②上使可控硅①②两端承受反压而关断，也就是说可控硅①②将电流换给了③④。
换流以后，直流电流Id经电抗器Ld、可控硅③④反向流向LC谐振回路。
电容器两端的电压继续按正弦规律变化，而电容器两端电压极性为左负右正，负载回路中的电流也改变了方向。
12脉波整流电路原理12脉波整流电路是一种用于将交流电转换为直流电的电路。
它通过使用12个二极管和一个中心引线，使得输出电压具有更高的平均值和更低的纹波。
本文将详细介绍12脉波整流电路的原理及其工作过程。
让我们来了解一下什么是脉波整流。
脉波整流是一种将交流电转换为直流电的技术。
通常，交流电的电压在正半周和负半周之间交替变化，而直流电的电压保持恒定。
脉波整流电路通过使用二极管来实现这一转换过程。
12脉波整流电路利用了三相交流电的特点。
三相交流电是指由三个相位相差120度的正弦波组成的电信号。
在12脉波整流电路中，三相交流电首先通过一个变压器，将其转换为低电压高电流的形式。
然后，通过连接12个二极管和一个中心引线，将交流电转换为直流电。
具体来说，当A相的电压最大时，通过A相的二极管将电流导通，此时B相和C相的二极管处于关断状态。
当A相的电压下降到零并开始变为负值时，A相的二极管关闭，B相的二极管导通。
在这一过程中，电流通过负载的方向保持不变，从而实现了整流的目的。
接下来，当B相的电压最大时，通过B相的二极管将电流导通，此时A相的二极管和C相的二极管处于关断状态。
当B相的电压下降到零并开始变为负值时，B相的二极管关闭，C相的二极管导通。
同样地，电流通过负载的方向保持不变。
当C相的电压最大时，通过C相的二极管将电流导通，此时A相和B相的二极管处于关断状态。
当C相的电压下降到零并开始变为负值时，C相的二极管关闭，A相的二极管导通。
电流继续通过负载的方向保持不变。
通过这样的循环过程，交流电被转换为具有更高平均值的直流电。
由于12脉波整流电路中使用了12个二极管，相比于6脉波整流电路，纹波更小，输出电压更稳定。
总结一下，12脉波整流电路是一种将交流电转换为直流电的电路。
它利用了三相交流电的特点，通过连接12个二极管和一个中心引线，将交流电转换为具有更高平均值和更低纹波的直流电。
这种电路在工业和电力系统中得到广泛应用，用于稳定供电和保护电子设备。
（1）得到相位彼此相差30o 、大小相等的12相电压。
（2）强化三相桥式全控整流电路的调试方法、仿真过程，了解触发电路与主电路的同步问题。
（3）通过仿真掌握两重12脉冲整理电路的组成，两重12脉波整流电路对交流电压、主电路、控制驱动电路的要求。
二、仿真原理采用多重连接不仅可以减少交流输出电流的谐波，同时也可减少直流输出电压中的谐波幅值并提高纹波频率，因而可减少平波电抗器。
为了简化分析，下面均不考虑变压器漏抗引起的重叠角，并假设整流变压器各绕组的相电压之比为1:1：√3.如图（1）所示是移相30o 构成串联两重链接电路的原理图，利用变压器二次绕组接法的不同，使两组三相交流电源间相位错开30o ，从而使输出整流电压ud 在每个交流电源周期中脉动12次，故该电路为12脉冲整流电路。
整流变压器二次绕组分别采用星形和三角形接法构成30o 、大小相等的两组电压，接到相互串联的2组整流桥。
因绕组接法不同，为得到两组大小相等的线电压，变压器绕组和两个二次绕组的匝数比设置为1:1：√3.图（1）所示是移相30o构成串联两重链接电路的原理图根据仿真原理图可得，整个系统包含三相电压源、三相变压器、控制系统、两个三相整流电路和负载。
其中三相电压源相与相间的有效值为220V ；变压器1的变比为1:1且原边和副变的接法均为星形，变压器2的变比为1：√3且原边和副变的接法分别为为星形和三角形，通过上边的接法两个变压器副变的电压相位角相差30o 和电压的线电压相等，负载采用阻性负载。
++-A B a2b2a3b3根据上面的仿真原理分析，在Matlab 软件中搭建了整个系统的仿真模型图，如图（2）所示。
三相变压器用两个单相变压器代替但是匝数比和绕组连接方式不变，三相整流桥利用搭建的子系统代替，控制电路也利用子系统来代替。
下面重点介绍控制子系统和三相整流电路。
图（2）仿真模型图控制电路需要跟随电压的输入，产生正确的触发脉冲来控制晶闸管的导通和关断。
12脉波整流变压器结构型式的选择
在大型的电化学或电冶金用直流电源系统中，同相逆并联12脉波整流机
组是组成24相、36相、48相整流系统的基本组成单元。
12脉波整流机组主电路的连接型式有两种方案：一种是由一台整流变压器与两台整流装置组成的单机组12脉波整流电路（简称单机组12脉波整流电路）；另一种是由置于同一
油箱内的两台完全独立的整流变压器与两台整流装置组成的双机组等值12脉
波整流电路（简称等值12脉波整流电路）。
二者的连接方式如图1、图2所示。
上述两种连接方式的整流电路，对12脉波整流输出电压（电流）波形的对
称性以及对网侧谐波电流的影响是不同的，应引起设计人员和用户的注意。
1两种连接方式对谐波电流的影响
理想情况下，12脉波整流电路运行过程中，不会在网侧产生5次和7次谐波电流。
但单机组12脉波整流电路，由于变压器两个阀侧绕组的输出电压和阻
抗不容易做到很一致，使得运行时存在着严重的负荷分配不均的问题。
需要通过晶闸管相控或饱和电抗器的励磁调节来纠正这种偏差，从而导致二个三相桥晶闸管导通的相位差不能严格地保持为30°，使得网侧仍然存在5次和7 次谐波电流。
对于等值12脉波整流电路，由于变压器两个阀侧绕组的输出电压和阻抗容
易做到一致，而不会破坏12脉波的对称性。
图1单机组12脉波整流电路
图2等值12脉波整流电路
2阀侧绕组之间负荷电流分配不均的问题
2.1单机组12脉波整流电路单机组12脉波整流电路，其整流变压器网侧只。
.辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：并联多重12脉可控整流电路（220Ｖ／200Ａ）院（系）：电气工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：（签字）起止时间：课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：电气注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算摘要近些年来随着电力电子技术的快速发展，电力电子技术已广泛应用于各个领域。
直流整流器是以电力电子技术为基础发展起来的。
它是利用电力电子技术的基本特点以小信号输入控制很大的功率输出，放大倍数极高，这就是电力电子设备成为强、弱电之间接口的基础。
利用这一特点能获得节能、环保、高效、高可靠性、安全良好的经济效益。
整流电路是将交流电能变为直流电能的一种装置，整流电路是电力电子电路中出现最早的一种。
它的发展还与其他许多基础学科有着紧密的联系，如微电子技术、计算机技术、拓扑学、仿真技术、信息处理与通信技术等等。
每一门学科或专业技术的重大发展和突破都为电力电子技术的发展带来了巨大的推动力。
关键词:整流电路；触发电路；保护电路；MATLAB仿真目录第1章绪论 (1)1.1电力电子技术概况 (1)1.2本文设计内容 (1)第2章并联多重12脉整流电路设计 (3)2.1并联多重12脉整流电路总体设计方案 (3)2.2具体电路设计 (4)2.2.1主电路设计 (4)2.2.1触发电路设计 (5)2.2.2保护电路设计 (6)2.3元器件型号选择 (7)2.3.1主电路参数选择 (7)2.3.2晶闸管参数选择 (8)2.4系统调试或仿真、数据分析 (9)2.4.1 MATLAB仿真软件简介 (9)2.4.2并联12脉波整流电路建模 (9)2.4.3并联12脉波整流电路仿真波形及数据分析 (10)第3章课程设计总结 (12)参考文献 (13)第1章绪论1.1电力电子技术概况随着工业技术的飞速发展，人们对所使用的电能的质量要求越来越高；在能源日益危机的今天，以高效节能、优质合理使用电能为特点的电力电子装置得到了前所未有的发展。
2-1与信息电子电路中的二极管相比，电力二极管具有怎样的结构特点才使得其具有耐受高压和大电流的能力？答：1.电力二极管大都采用垂直导电结构，使得硅片中通过电流的有效面积增大，显著提高了二极管的通流能力。
2.电力二极管在P区和N区之间多了一层低掺杂N区，也称漂移区。
低掺杂N区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体，由于掺杂浓度低，低掺杂N区就可以承受很高的电压而不被击穿。
2-2. 使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流（脉冲）。
或：uAK>0且uGK>0。
2-3. 维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。
要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。
2-7 与信息电子电路中的二极管相比，电力二极管具有怎样的结构特点才使得它具有耐受高电压电流的能力？答1.电力二极管大都采用垂直导电结构，使得硅片中通过电流的有效面积增大，显著提高了二极管的通流能力。
2.电力二极管在P区和N区之间多了一层低掺杂N区，也称漂移区。
低掺杂N区由于掺杂浓度低而接近于无掺杂的纯半导体材料即本征半导体，由于掺杂浓度低，低掺杂N区就可以承受很高的电压而不被击穿。
2-8 试分析IGBT和电力MOSFET在内部结构和开关特性上的相似与不同之处.IGBT比电力MOSFET在背面多一个P型层，IGBT开关速度小，开关损耗少具有耐脉冲电流冲击的能力，通态压降较低，输入阻抗高，为电压驱动，驱动功率小。
开关速度低于电力MOSFET。
电力MOSFET 开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好。
所需驱动功率小且驱动电路简单，工作频率高，不存在二次击穿问题。
IGBT驱动电路的特点是:驱动电路具有较小的输出电阻，ⅠGBT是电压驱动型器件，IGBT的驱动多采用专用的混合集成驱动器。
双桥十二脉动整流器原理0引言十二脉冲整流技术的发展由来已久，早在70年代初期，当大功率可控硅发展成熟之际，人们就已经发现了可控硅整流器在将交流电转换为直流电的同时，产生了大量的谐波电流注入到电网中，随之而来的就是谐波电流对电网中的其它负载产生的影响，为此，人们寻求一种解决方法，希望去除掉整流器产生的谐波电流。
在当时的技术水平和条件下，只有两种解决方案：其一是采用两套整流器通过不同相位的叠加，以便消除H5、H7次谐波，也就是12脉冲整流器；另外一种方案就是采用LC型的无源滤波器，试图消除（主要是）H5和（部分的）H7以及少量的其它更高次的谐波。
这在当时算是比较先进的技术。
1十二脉冲整流器原理12脉冲是指在原有6脉冲整流的基础上，在输入端增加移相变压器后在增加一组6脉冲整流器，使直流母线电流由12个可控硅整流完成，因此又称为12脉冲整流。
两个三相整流电路就是通过变压器的不同联结构成12相整流电路。
桥1的网侧电流傅立叶级数展开为：iIA=iIa=2´31/2/p´Id(sinwt-1/5sin5wt-1/7sin7wt+1/11sin11wt+1/13sin13wt-1/17 Sin17wt-1/19sinwt+…)桥II网侧线电压比桥I超前30°，因网侧线电流比桥I超前30°：iIA=2´31/2/p´Id(sinwt+1/5sin5wt+1/7sin7wt+1/11sin11wt+1/13sin13wt+1/17Sin17 wt+1/19sinwt+…)故合成的网侧线电流iA=iIA+iIIA=4´31/2/p(sinwt+1/11sinwt+1/13sin13wt+…)可见，两个整流桥产生的5、7、17、19、…次谐波相互抵消，注入电网的只有12k±1（k为正整数）次谐波，且其有效值与与谐波次数成反比，而与基波有效值的比值为谐波次数的倒数。
12脉波整流电路原理1. 引言在电力系统中，交流电是主要的供电方式。
然而，很多电子设备和电路需要直流电来工作。
因此，需要将交流电转换为直流电。
脉波整流电路是一种常用的将交流信号转换为直流信号的方法之一。
脉波整流电路采用了整流器来实现这个目标。
其中，12脉波整流电路是一种特殊类型的整流器，它能够提供更稳定和纯净的直流输出。
本文将详细解释12脉波整流电路的基本原理，并逐步介绍其工作过程、构成要素以及相关特性。
2. 整流器基础知识在开始讨论12脉波整流电路之前，我们先了解一些关于整流器的基础知识。
2.1 整流器概述整流器是一种将交变信号转换为直变信号的装置。
它通过改变输入信号中负半周和正半周之间的幅值和/或相位差来实现这个目标。
2.2 单相桥式整流器单相桥式整流器是最简单且最常见的整流器类型之一。
它由四个二极管和一个负载组成。
输入信号通过两个并联的二极管，然后再通过另外两个并联的二极管。
这样，无论输入信号的极性如何，都可以得到一个单方向的输出信号。
然而，单相桥式整流器的输出信号仍然包含有交流成分。
为了进一步减小交流成分，我们可以使用12脉波整流电路。
3. 12脉波整流电路原理3.1 构成要素12脉波整流电路由以下几个主要构成要素组成：•变压器•整流桥•滤波电容•负载下面将逐一介绍这些构成要素。
3.1.1 变压器变压器是整个系统的核心部件。
它用于将输入的交流电转换为合适的电压级别，并提供给整流桥。
变压器通常由一个铁芯和两个或多个线圈组成。
其中，一个线圈称为初级线圈，另一个或多个线圈称为次级线圈。
3.1.2 整流桥整流桥是12脉波整流电路中非常重要的部件之一。
它由四个二极管组成，通常采用硅二极管。
整流桥的作用是将输入信号中的负半周和正半周分别转换为单方向的信号。
3.1.3 滤波电容滤波电容用于进一步平滑输出信号，减小其交流成分。
它通过在整流后的直流信号上存储能量，并在负载需要时释放能量。
滤波电容的容值越大，输出信号中的交流成分越小。
1、单相半波可控整流电路——阻性负载，触发角α2、单相半波可控整流电路——阻感负载，触发角α3、单相半波可控整流电路——阻感负载有续流二极管，触发角α4、单相桥式全控整流电路——纯阻性负载，触发角α5、单相桥式全控整流电路——带反电动势负载，触发角α6、单相桥式全控整流电路——阻感性负载，触发角α7、单相全波可控整流电路(单相双半波可控整流电路）——阻性负载，触发角α8、单相桥式半控整流电路——阻性负载，触发角α9、单相桥式半控整流电路——阻感负载，有续流二极管，触发角α10、单相桥式半控整流电路另一种接法1、三相半波可控整流电路——纯阻性负载R 1）纯电阻负载，触发角为0度2）纯阻性负载，触发角30度3）纯阻性负载，触发角大于30度电流断续，以60度为例2、三相半波可控整流电路——阻感负载1）阻感负载，触发角60度（当触发角α≤30° 时，整流电压波形与纯阻性负载时相同，因为两种负载情况下，负载电流均连续）。
3、三相桥式全控整流电路1）纯电阻负载，触发角0度纯阻性负载，0度触发角时晶闸管工作情况2）纯阻性负载，触发角30度3）纯阻性负载，触发角60度4）纯阻性负载，触发角90度5）阻感负载，触发角0度6）阻感负载，触发角30度7）阻感负载，触发角90度4、考虑变压器漏感时的三相半波可控整流电路及波形各种整流电路换相压降和换相重叠角的计算5、电容滤波的不可控整流电路（单相桥式整流电路）6、感容滤波的二极管整流电路7、带平衡电抗器的双反星型可控整流电路触发角为0度时，两组整流电压电流波形平衡电抗器作用下输出电压的波形和电抗器上的电压波形平衡电抗器作用下，两个晶闸管同时导通的情况当触发角为30度、60度、90度时，双反星形电路的输出电压波形8、多重化整流电路（并联多重联结的12脉波整流电路）9、移相30度串联2重联结电路移相30度串联2重联结电路电流波形三相桥式整流电路工作于有源逆变状态时的电压波形。
