三相半波整流电路

课程设计说明书

三相半波整流电路课程设计

院 、 部： 电气与信息工程学院

学生姓名： ***

指导教师： 桂友超 职称 副教授

专 业： 电气工程及其自动化

班 级： 电气本1103班

完成时间： 2014年6月10日

摘 要

随着时代的进步和科技的发展，拖动控制的电机调速系统在工农业生产、交通运输以及日常生活中起着越来越重要的作用，因此，对电机调速的研究有着积极的意义.长期以来，直流电机被广泛应用于调速系统中，而且一直在调速领域占居主导地位，这主要是因为直流电机不仅调速方便，而且在磁场一定的条件下，转速和电枢电压成正比，转矩容易被控制；同时具有良好的起动性能，能较平滑和经济地调节速度。因此采用直流电机调速可以得到良好的动态特性。

整流电路是出现最早的电力电子电路，将交流电变为直流电，电路形式多种多样。当整流负载容量较大，或要求直流电压脉动较小时，应采用三相整流电路。其交流侧由三相电源供电。三相可控整流电路中，最基本的是三相半波可控整流电路，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路、以及双反星形可控整流电路、十二脉波可控整流电路等，均可在三相半波的基础上进行分析。

由于直流电动机具有优良的起、制动性能，宜与在广泛范围内平滑调速。在轧钢机、矿井卷机、挖掘机、金属切削机床、造纸机、高层电梯等需要高性能可控硅电力拖动的领域中得到广泛应用。近年来交流调速系统发展很快，然而直流拖动控制系统毕竟在理论上和在时间上都比较成熟，而且从反馈闭环控制的角度来看，它又是交流拖动系统的基础，长期以来，由于直流调速拖动系统的性能指标优于交流调速系统。因此，直流调速系统一直在调速系统领域内占重要位置。国内三相半波可控整流电路技术不够熟练，设备不够先进。国外的三相半波可控整流电路设备完善技术比较熟练。

关键词：整流;三相半波可控整流电路;直流电动机

电力电子技术课程设计

题 目：三相半波整流电路的设计

* *****

学 号：***********

指导教师：***

专业班级：13级电气工程及其自动化本科2班

黑龙江工业学院

2015年12月21日 1 目录

一、目录 ………………………………………………………………………… 1

二、引言

1.1 什么是电力电子技术 …………………………………………………… 2

1.2 整流电路的应用领域及分类 …………………………………………… 2

三、设计目的及意义 …………………………………………………………… 3

四、设计的要求和内容

4.1 三相半波整流电路电阻负载原理组成 ………………………………… 3

4.2 三相半波整流电路电阻负载原理图 ………………………………… 4

4.3 三相半波整流电路原理波形分析 ……………………………………… 4

4.4 三相半波整流电路的保护电路 ………………………………………… 6

五、三相半波整流电路数量计算

5.1 输出值的计算 …………………………………………………………… 7

5.2 晶闸管电流有效值 ……………………………………………………… 8

5.3 晶闸管额定电流 ………………………………………………………… 8

六、Matlab软件电脑仿真原理图

6.1 电阻负载Matlab原理图仿真 ………………………………………… 8

6.2 阻感负载Matlab原理图仿真 ………………………………………… 9

6.3 电阻负载Matlab波形图仿真 ………………………………………… 9

七、心得体会 …………………………………………………………………… 11

八、参考文献 …………………………………………………………………… 12

直流稳压电源

1单相半波整流电路

(1) 整流电压平均值222045.02)()sin(221UUtdtUUO

(2) 整流电流平均值

LLOODRURUII245.0

(3) 流过每管电流平均值

(4) 每管承受的最高反向电压222UUUMDRM

平均电流 ID 与最高反向电压 UDRM 是选择整流二极管的主要依据

选管时应满足：IOM ID ， URWM  UDRM

2．．

试设计一台输出电压为24V，输出电流为lA的直流电源，电路形式可采用半波整流或全波整流，试确定两种电路形式的变压器副边绕组的电压有效值，并选定相应的整流二极管。

解：（1）当采用半波整流电路时，变压器副边绕组电压有效值为： oDII3.5345.0240.45o2UU(V)

整流二极管承受的最高反向电压为：

2.753.5341.122DRMUU(V)

流过整流二极管的平均电流为：

1oDIIA

因此可选用2CZ12B整流二极管，其最大整流电流为3A，最高反向工作电压为200V。

（2）当采用桥式整流电路时，变压器副边绕组电压有效值为：

)(7.269.0240.9o2VUU

整流二极管承受的最高反向电压为：)(6.377.2641.122DRMVUU

流过整流二极管的平均电流为：AII5.021oD

因此可选用四只2CZ11A整流二极管，其最大整流电流为1A，最高反向工作电压为100V。

变压器副边电流有效值为：)(11.1111.111.102AII

变压器的容量为：)(6.2911.17.2622VAIUS

3．电容滤波的计算

—般常用如下经验公式估算电容滤波时的输出电压平均值。

半波：2oUU

三相半波可控整流电路实验

一、实验目的

了解三相半波可控整流电路的工作原理，研究可控整流电路在电阻负载和电阻电感性负载时的工作情况。

二、实验所需挂件及附件

序号 型 号 备 注

1 PE01 电源控制屏 该控制屏包含“三相电源输出”，“励磁电源”,“给定“等几个模块。

2 PE-11三相可控整流电路 该挂件包含“晶闸管”

3

双踪示波器 自备

4 万用表 自备

三、实验线路及原理

三相半波可控整流电路用了三只晶闸管，与单相电路比较，其输出电压脉动小，输出功率大。不足之处是晶闸管电流即变压器的副边电流在一个周期内只有1/3时间有电流流过，变压器利用率较低。图2-7中晶闸管用PE-11正桥组的三个，电阻R用电源控制屏可调电阻器，将两个900Ω接成并联形式，Ld电感用电源控制屏面板上的700mH，其三相触发信号由PE-11内部提供，只需在其外加一个给定电压接到Uct端即可。直流电压、电流表由电源控制屏获得。

图2-9 三相半波可控整流电路实验原理图

四、实验内容

1.研究三相半波可控整流电路带电阻性负载。

2.研究三相半波可控整流电路带电阻电感性负载。

五、预习要求

阅读电力电子技术教材中有关三相半波整流电路的内容。

六、思考题 1.如何确定三相触发脉冲的相序，主电路输出的三相相序能任意改变吗？

2.根据所用晶闸管的定额，如何确定整流电路的最大输出电流？

七、实验方法

1.PE-11的“触发电路”调试

①打开PE01总电源开关，操作“电源控制屏”上的“三相电网电压指示”开关，观察输入的三相电网电压是否平衡。

②用12芯的电源线，将与电源控制屏相连,打开PE-11电源开关，拨动 “触发脉冲指示”钮子开关，使“窄”的发光管亮。

③观察A、B、C三相的锯齿波，并调节A、B、C三相锯齿波斜率调节电位器（在各观测孔左侧），使三相锯齿波斜率尽可能一致。

④将电源控制屏的上的“给定”输出Ug直接与PE-11上的移相控制电压Uct相接，将给定开关S2拨到接地位置（即Uct=0），调节PE-11上的偏移电压电位器，用双踪示波器观察A相同步电压信号和“双脉冲观察孔” VT1的输出波形，使α=170°。