三相电路课程设计

11 三相半波整流电路的负载分析1.1 引言单相整流电路线路简单，价格便宜，制造、调整、维修都比较容易，但其输出的直流电压脉动大，脉动频率低。

又因为它接在三相电网的一相上，当容量较大时易造成三相电网不平衡，因而只用在容量较小的地方。

一般负载功率超过4kw要求直流电压脉动较小时，可以采用三相可控整流电路。

半波整流电路是一种实用的整流电路。

它由电源变压器B 、整流二极管D 和负载电阻Rfz ，组成。

变压器把市电电压（多为220伏）变换为所需要的交变电压e2，D 再把交流电变换为脉动直流电。

图1 半波整流电路变压器砍级电压e2，是一个方向和大小都随时间变化的正弦波电压，它的波形如图所示。

在0～K时间内，e2为正半周即变压器上端为正下端为负。

此时二极管承受正向电压面导通，e2通过它加在负载电阻Rfz上，在π～2π时间内，e2为负半周，变压器次级下端为正，上端为负。

这时D承受反向电压，不导通，Rfz，上无电压。

在π～2π时间内，重复0～π时间的过程，而在3π～4π时间内，又重复π～2π时间的过程…这样反复下去，交流电的负半周就被"削"掉了，只有正半周通过Rfz，在Rfz上获得了一个单一右向（上正下负）的电压，如图所示，达到了整流的目的，但是，负载电压Usc。

以及负载电流的大小还随时间而变化，因此，通常称它为脉动直流。

这种除去半周、图下半周的整流方法，叫半波整流。

不难看出，半波整说是以"牺牲"一半交流为代价而换取整流效果的，电流利用率很低（计算表明，整流得出的半波电压在整个周期内的平均值，即负载上的直流电压Usc =0.45e2 ）因此常用在高电压、小电流的场合，而在一般无线电装置中很少采用。

图2 正弦波图形1.2 设计任务设计指标：输入电压：三相交流380伏、50赫兹；输出功率：2KW；输出电压：DC110V；用集成电路芯片或分立元件组成触发电路；负载性质：电阻(10Ω)、电阻(10Ω)电感(10mH)。

可编辑修改精选全文完整版教案纸三相电路的功率一、有功功率的计算三相负载接受的总有功功率等于每相负载接受的有功功率之和，即 U V W P P P P =++cos cos cos U U U V V V V V V U I U I U I ϕϕϕ=++当负载对称时，各相的有功功率是相等的，所以总的有功功率为： 3 cos P P P U I ϕ=无论负载是哪种接法，都有：33 P P L L U I U I =3cos L L P U I ϕ=公式只适用于对称三相电路。

二、无功功率的计算三相负载的无功功率等于各项无功功率之和，即：当负载对称时，各相的无功功率是相等的，所以总的无功功率可表示为： L L 3sin 3sin P P Q U I U I ϕϕ==三、视在功率的计算三相负载的视在功率为 22S P Q =+复习提问10` 课题引入5`教 案 纸教 案 内 容、 过 程教 法时间分配对称三相电路的视在功率为： 33P P L L S U I U I == 四、瞬时功率的计算三相电路的瞬时功率也为三相负载瞬时功率之和，对称三相电路各相的瞬时功率分别为：【例题】 如图所示的电路中，已知一组星形连接的对称负载，接在线电压为380 V 的对称三相电源上， 每相负载的复阻抗1216Z j =+Ω。

（1）求各负载的相电压及相电流；（2）计算该三相电路的P 、Q 和S 。

分析各种功率参数的特点，及三相功率的计算 25`教 案 纸教 案 内 容、 过 程教 法时间分配380AB U V =∠，在对称三相三线制电路中，负载电压与电源电压对应相等，且三个相电压也对称，即：'380(030)2203A U V ∠-=='220150B U V =∠- '220C U V =∠负载相电流也对称，即：'2203011831216A A U I A Z j ∠-===∠-+'1120311157B B U I A A Z==∠-=∠'1137C C U I A Z==∠）根据有功功率、无功功率和视在功率的计算公式，可得：'cos 322011cos534370A A U I ϕ⨯=⨯⨯=sin 322011sin 535800ϕ=⨯⨯=。

三相全桥不控整流电路的设计1 三相整流的原理和参数计算1.1 三相不控整流原理三相桥式不控整流电路的原理图如图1-1所示。

该电路中，某一对二极管导通是，输出直流电压等于交流侧线电压中最大的一个，改线电压既向电容供电，也向负载供电。

当没有二极管导通时，由电容向负载供电，d u 按指数规律下降。

设二极管在距线电压过零点δ角处开始导通，并以二极管6VD 和1VD 开始同时导通的时刻为零点，则线电压为在t=0时，二极管6VD 和1VD 开始导通，直流侧电压等于ab u ；下一次同时导通的一对管子是1VD 和2VD ，直流侧电压等于ac u 。

着两段导通过程之间的交替有两种情况，一种是1VD 和2VD 同时导通之前和6VD 和1VD 是关断的，交流侧向直流侧的充电电流d i 是断续的；另一种是1VD 一直导通，交替时由6VD 导通换相至2VD 导通，d i 是连续的。

介于两者之间的临界情况是，6VD 和1VD 同时导通的阶段与1VD 和2VD 同时导通的阶段在t πω+δ=2/3处恰好衔接起来，d i 恰好连续，可以确定临界条件 当wRC >wRC <d i 断续和连续的条件。

由分析可知，当空载时，输出电压平均值最大，为222.45d U U ==。

随着负载加重，输出电压平均值减小，至wRC =d i 连续情况后，输出电压波形成为线电压的包络线，其平均值为22.34d U U =。

可见，d U 在222.34~2.45U U 之间变化。

1.2 参数设计及计算由设计要求输出电压为400V ，空载是输出电压平均值最大，为222.45d U U ==。

随着系统负载加重，输出电压平均值减小，至3wRC =进入d i 连续情况后，输出电压波形成为线电压的包络线，其平均值为22.34d U U =。

取22.4d U U =,由400d U V =可知，2167U =，则线电压为290aU V =。

图1-1 三相整流原理图 如图所示，输入三相电压源，线电压290V ，50Hz 。

课程设计报告题目三相可控整流技术的工程应用学院名称电气信息学院专业班级 xxxxxxxxxxxxxxx学号 xxxxxxxxxx学生姓名 xxxxx指导教师 xxxxxxx2012年1月12日摘要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，不仅应用于一般工业，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。

关键词：电力电子三相桥式可控电路整流AbstractPower electronics technology has a very wide range of applications in the power system. It is estimated that in developed countries more than 60% of the electrical energy at least through the end-use of electricity, more than once device processing power electronic converters. Power system in the process leading to the modern power electronics technology is one of the key technologies. It is no exaggeration to say that, if you leave power electronics technology, the modernization of the electric power system is unthinkable.Rectifier circuit technology has very wide application in industrial production. Such as voltage variable speed DC power supply, electrolysis and electroplating DC power. The rectifying circuit is the AC power is converted to DC power circuit. Most of the rectifier circuit by the transformer, rectifier circuit, and filters. It has been widely used in the field of DC motor speed control, generator excitation regulator, electrolysis, electroplating.Rectifier circuit, especially the three-phase bridge controlled rectifier circuit is the most important and the most widely used application circuit in the power electronics technology is not only used in general industrial, is also widely used in the transportation, electric power systems, communication systems, energy systems and other fields. Comparative analysis and study of the three-phase bridge controlled rectifier circuit parameters and the different nature of the work load has great practical significance, this is not only an important part of the learning power electronic circuit theory and engineering practice The practical application of predictive and guiding role.Key words：Power electronic Three-phase bridge controlled circuit Rectifier目录摘要 (2)一.设计任务书 (5)二.设计说明 (6)2.1设计目的 (6)2.2作用 (6)2.3技术指标 (6)三.设计方案的选择 (7)3.1三相桥式可控整流电路原理 (7)3.2三相桥式可控整流电路原理图 (7)3.3三相桥式可控整流电路工作波形 (8)3.4总设计框图 (10)四.触发电路的设计 (11)五.保护电路的设计 (12)5.1过电压保护 (12)5.2过电流保护 (13)六.参数的计算 (14)七.器件选择清单 (15)八.三相桥式可控整流电路的工程应用 (16)九.心得体会 (16)参考文献 (17)一．设计任务书院系：xxxxxxxxx年级：xxxxxx专业班级：xxxxxxxxxx二．设计说明2.1设计目的合理运用所学知识，进行电力电子电路和系统设计的能力，理解和掌握常用的电力电子电路及系统的主电路、控制电路和保护电路的设计方法，掌握元器件的选择计算方法。