电力电子课程设计报告
题目三相桥式全控整流电路设计
学院：电子与电气工程学院
年级专业：2015级电气工程及其自动化
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指导教师：高婷婷，林建华
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摘要
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同时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。
关键词：电力电子，三相，整流
目录
1 设计的目的和意义 (1)
2 设计任务与要求 (1)
3 设计方案 (1)
3.1三相全控整流电路设计 (1)
3.1.1三相全控整流电路图原理分析 (2)
3.1.2整流变压器的设计 (2)
3.1.3晶闸管的选择 (3)
3.2 保护电路的设计 (4)
3.2.1变压器二次侧过压保护 (4)
3.2.2 晶闸管的过压保护 (4)
3.2.3 晶闸管的过流保护 (5)
3.3 触发电路的选择设计 (5)
4 实验调试与分析 (6)
4.1三相桥式全控整流电路的仿真模型 (6)
4.2仿真结果及其分析 (7)
5 设计总结 (8)
6 参考文献 (9)
1 设计的目的和意义
本课程设计属于《电力电子技术》课程的延续，通过设计实践，进一步学习掌握《电力电子技术》，更进一步的掌握和了解他三相桥式全控整流电路。通过设计基本技能的训练，培养学生具备一定的工程实践能力。通过反复调试、训练、便于学生掌握规系统的电子电力方面的知识，同时也提高了学生的动手能力。
2 设计任务与要求
三相桥式全控整流电路要求输入交流电压2150,10,0.5U V R L H
==Ω=为阻
感性负载。
1.写出三相桥式全控整流电路阻感性负载的移相围，并计算出直流电压的变化围
2.计算α=60°时，负载两端电压和电流，晶闸管平均电流和有效电流。
3.画出α=60°时，负载两端
d
U 和晶闸管两端
1
VT U 波形。
4.分析纯电阻负载和大电感负载以及加续流二极管电路的区别。
5.晶闸管的型号选择。
3 设计方案
3.1三相全控整流电路设计
图1.三相桥式全控整流电路的阻感性负载
3.1.1三相全控整流电路图原理分析
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VT1、VT3、VT5，共阳极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT4、VT6、VT2。编号如图示，晶闸管的导通顺序为VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6。其工作特点是任何时刻都有不同组别的两只晶闸管同时导通，构成电流通路，因此为保证电路启动或电流断续后能正常导通，必须对不同组别应到导通的一对晶闸管同时加触发脉冲，所以触发脉冲的宽度应大于π／3的宽脉冲。宽脉冲触发要求触发功率大，易使脉冲变压器饱和，所以可以采用脉冲列代替双窄脉冲；每隔π／3换相一次，换相过程在共阴极组和共阳极组轮流进行，但只在同一组别中换相。
接线图中晶闸管的编号方法使每个周期6个管子的组合导通顺序是VT1-
VT2-VT3-VT4-VT5-VT6；共阴极组T1，T3，T5的脉冲依次相差2π／3；同一相的上下两个桥臂，即VT1和VT4，VT3和VT6，VT5和VT2的脉冲相差π，给分析带来了方便；当α=O时，输出电压Ud一周期的波形是6个线电压的包络线。所以输出脉动直流电压频率是电源频率的6倍，比三相半波电路高l倍，
脉动减小，而且每次脉动的波形都一样，故该电路又可称为6脉动整流电路。同理，三相半波整流电路称为3脉动整流电路。α>0时，Ud 的波形出现缺口，随着α角的增大，缺口增大，输出电压平均值降低。当α=2π／3时，输出电压为零，所以电阻性负载时，α的移相围是O ～2π／3；当O ≤α≤π／3时，电流连续，每个晶闸管导通2π／3；当π／3≤α≤2π／3时，电流断续，个晶闸管导通小于2π／3.23α=π／3是电阻性负载电流连续和断续的分界点。
3.1.2整流变压器的设计
三相桥式全控整流电路应选用三相变压器星形接法如图1所示。 主电路种影响整流变压器次级电压2U 精确计算的主要因素是
2
U 值的大小
要保证满足负载所要求的最大平均电压d
U ，当整流输出电压连续时（即带阻感
负载时）的平均值为
2
2.3430
3.97d U U V ==
2）二次电流
2
I 和一次电流1I
的计算 直流输出平均电流为
303.966
30.396610d d U I A R =
==
3）变压器容量的计算变压为
20.81624.804d I I A
==
2233*150*24.80411.1618S U I kw
===
3.1.3 晶闸管的选择
合理地选择晶闸管，可以在保证晶闸管装置可靠运行的前提下降低成本，获得较好的技术经济指标。在采用普通型（KP 型）晶闸管的整流电路种，应正确
