中北大學(xué)電力電子課程方案

1、個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用 1 / 7 中北大學(xué) 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 08/0908/09 學(xué)年第一學(xué)期 學(xué) 院：信息與通信工程學(xué)院 專 業(yè)： 自動(dòng)化 學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)： 課程設(shè)計(jì)題目：三相橋式全控整流電路設(shè)計(jì) 起迄日期：1 1 月 5 5 日1 1 月 1111 日 課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 中北大學(xué) 指導(dǎo)教師：劉長(zhǎng)明 系 主任：王忠慶 下達(dá)任務(wù)書日期：09 年 1 月 4 日 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 1.設(shè)計(jì)目的： 通過熟練Multisim2001軟件，EWB仿真軟件，根據(jù)所學(xué)電力電子技術(shù)課程的知識(shí), 設(shè)計(jì)一個(gè)以基礎(chǔ)為主帶有一定綜合性的應(yīng)用電路并進(jìn)行仿真。 個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用 2 / 7 2.設(shè)計(jì)內(nèi)容和要

2、求 一、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 三相橋式全控整流電路設(shè)計(jì)：畫出三相橋式全控整流電路圖，輸入交流電壓 110v，通過仿真軟件觀測(cè)電阻負(fù)載時(shí)的 a為30 ，60 ，90。時(shí)負(fù)載上的輸出電壓 波形及晶閘管端電壓的波形；分析其變化原因。 二、 實(shí)驗(yàn)原理： 1）仿真電路圖由三相電源、六個(gè)晶閘管及對(duì)應(yīng)的觸發(fā)信號(hào)源加上四通道示波器一個(gè)組 成。 2）對(duì)觸發(fā)脈沖寬度及相位的要求時(shí)門極觸發(fā)脈沖需要大于 60的寬脈沖或間隔60的雙 窄脈沖。共陰極正組每只晶閘管門極脈沖相位差為 120度。共陽(yáng)極每只晶閘管的門極脈 沖相位差為120。接在同一項(xiàng)上的晶閘管的門極脈沖的相位差為 180度。接圖的方法是 保證晶閘管的觸發(fā)順序?yàn)?-2-

3、3-4-5-6。 3）在晶閘管需導(dǎo)通的區(qū)域僅用初始的一個(gè)窄脈沖去觸發(fā)的方式稱 單窄脈沖觸發(fā)”， 每個(gè)元件除了在各自的換流點(diǎn)處有一個(gè)脈沖之外，還在 60度電角度之后的下一個(gè)導(dǎo)通 元件的導(dǎo)通時(shí)刻補(bǔ)了一個(gè)脈沖。所補(bǔ)的脈沖在電流連續(xù)的穩(wěn)態(tài)工作時(shí)并不起任何作用， 但它卻是電路啟動(dòng)及在電流斷續(xù)時(shí)使電路正常工作所不可缺少的，這種觸發(fā)方式稱之為 雙窄脈沖觸發(fā)”。若把上面的雙窄脈沖連成一個(gè)寬脈沖，電路當(dāng)然也可正常工作，這種 觸發(fā)方式稱之為 寬脈沖觸發(fā)”。由于共陰極的晶閘管是在正半周觸發(fā)，共陽(yáng)極組是在 負(fù)半周觸發(fā)，因此接在同一相的兩個(gè)晶閘管的觸發(fā)脈沖的相位應(yīng)該相差 180。 4） 由于電流斷續(xù)后， 能夠使晶閘管再

4、次導(dǎo)通， 必須對(duì)兩組中應(yīng)導(dǎo)通的一對(duì)晶閘管同時(shí) 有觸發(fā)脈沖。為了達(dá)到這個(gè)目的，可以采取兩種辦法；一種是使每個(gè)脈沖的寬度大于 60必須小于120）, 般取80100，稱為寬脈沖觸發(fā)。另一種是在觸發(fā)某一號(hào) 晶閘管時(shí)，同時(shí)給前一號(hào)晶閘管補(bǔ)發(fā)一個(gè)脈沖，使共陰極組和共陽(yáng)極組的兩個(gè)應(yīng)導(dǎo)通的 晶閘管上都有觸發(fā)脈沖，相當(dāng)于兩個(gè)窄脈沖等效地代替大于 60的寬脈沖。這種方法 稱雙脈沖觸發(fā)。整流輸出的電壓，也就是負(fù)載上的電壓。整流輸出的電壓應(yīng)該是兩相電 壓相減后的波形，實(shí)際上都屬于線電壓，波頭 、 、也、冋、也、 均為線電 壓的一部分，是上述線電壓的包絡(luò)線。相電壓的交點(diǎn)與線電壓的交點(diǎn)在同一角度位置 上，故線電壓的交點(diǎn)

5、同樣是自然換相點(diǎn)，同時(shí)亦可看出，三相橋式全控的整流電壓在一 個(gè)周期內(nèi)脈動(dòng)六次，脈動(dòng)頻率為 6 X 50=300赫，比三相半波時(shí)大一倍。 三、 三相橋式全控整流電路設(shè)計(jì)： 1、畫出三相橋式全控整流電路圖，輸入交流電壓 110V 女口圖所示：個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用 3 / 7 2、電壓波形仿真圖 a、當(dāng)a=30。時(shí)負(fù)載上的輸出電壓波形及晶閘管端電壓的波形分別如圖所示: 1 2 + * zn 時(shí)間 252.B10 ms 250 01Q ms | -2.80 ms 通道LA 102 971 V 97 094 V *5.377 V 通道“ 通道 通道LD 目辰 保存 GND 時(shí)基 通道丿 觸發(fā) A

6、刻度 10 ms/Dr 刻度 50 V/Div 沿r7亜 r YfcK F -甘 (J 水平卩 1 V Y7T A/b| *B| AC| 0 iroc -i p c r cr Sing.| Nor.lHJ 個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用 4 / 7 負(fù)載上的電壓輸出波形個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用 5 / 7 b、當(dāng)a=60。時(shí)負(fù)載上的輸出電壓波形及晶閘管端電壓的波形分別如圖所示: 1 * 2 - 時(shí)間 230 017 nw 230.017 TO 通直L匚 13.339V 13.3S9V 通道 通道LC 通道LD 保Y 7-T1 0 000 3 0.000 V GHD 個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用 6

7、 / 7 負(fù)載上的電壓輸出波形時(shí)基 刻度 110 ms/Div X位置 卩 YfT A/B | A+B | 個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用 7 / 7 1 * 創(chuàng)I : 時(shí)間 120 988 ms 通道* 73 769 V 通道 11SLC 通道 3 相反 2 220 9S8 ms 73.769 V 保存 2-T1 100.Q00 ms 9.139 i* GND C 時(shí)基 - 觸岌 A 刻度 10 mWiv I 刻度 150 WD2 n nQi Qi n n 沿 M nl Xfc |o 卜位畫o 水平|o I V YTT A/B A+B| AC| o |fnT -1 a r r r r c cr

8、r Sing-I Nor.肯動(dòng)A夕卜訓(xùn) 負(fù)載上的電壓輸出波形 c、當(dāng)a=90。時(shí)負(fù)載上的輸出電壓波形及晶閘管端電壓的波形分別如圖所示: 個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用 8 / 7 四、分析變化原因: 1）三相橋式全控整流電路在任何時(shí)刻都必須有兩個(gè)晶閘管導(dǎo)通，而且這兩個(gè)晶閘管 一個(gè)是共陰極組，另一個(gè)是共陽(yáng)極組的，只有它們能同時(shí)導(dǎo)通，才能形成導(dǎo)電回路。 2）三相橋式全控整流電路就是兩組三相半波整流電路的串聯(lián)，所以與三相半波 整流電路一樣，對(duì)于共陰極組觸發(fā)脈沖的要求是保證晶閘管 I、3和5依次導(dǎo)通，因此 它們的觸發(fā)脈沖之間的相位差應(yīng)為 120。對(duì)于共陽(yáng)極組觸發(fā)脈沖的要求是保證晶閘管 2、4和6依次導(dǎo)通，

9、因此它們的觸發(fā)脈沖之間的相位差也是 120。 3）由于共陰極的晶閘管是在正半周觸發(fā)，共陽(yáng)極組是在負(fù)半周觸發(fā)，因此接在同 一相的兩個(gè)晶閘管的觸發(fā)脈沖的相位應(yīng)該相差 180。 由于電流斷續(xù)后，能夠使晶閘管再次導(dǎo)通，必須對(duì)兩組中應(yīng)導(dǎo)通的一對(duì)晶閘 管同時(shí)有觸發(fā)脈沖。 為了達(dá)到這個(gè)目的， 可以采取兩種辦法； 一種是使每個(gè)脈沖的寬度 大于60 必須小于120） ，一般取80100，稱為寬脈沖觸發(fā)。另一種是在觸 發(fā)某一號(hào)晶閘管時(shí)，同時(shí)給前一號(hào)晶閘管補(bǔ)發(fā)一個(gè)脈沖，使共陰極組和共陽(yáng)極組的兩個(gè) 應(yīng)導(dǎo)通的晶閘管上都有觸發(fā)脈沖，相當(dāng)于兩個(gè)窄脈沖等效地代替大于 60的寬脈沖。 這種方法稱雙脈沖觸發(fā)。 、圖 紙、實(shí)物樣品等： 1）查閱資料，確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 2）說明設(shè)計(jì)原理，電路圖，軟件仿真結(jié)果。 3）撰寫課程設(shè)計(jì)說明書 個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用 9 / 7 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用 10 / 7 4. 主要參考文獻(xiàn): 電力電子技術(shù)基礎(chǔ) 冷增祥，徐以榮編 現(xiàn)代電力電子技術(shù) 張立、趙永健主編 電力電子與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)李鶴軒、張力主編 現(xiàn)代電力電子技術(shù)及應(yīng)用王唯平主編 電力電子變流技術(shù) 王兆安、黃俊主編 電力電子技