中北大學-電力電子課程設計

1、北大學課程設計任務08/09學年第學期院:信息與通信工程學院業(yè):自動化姓名:學號:課程設計題目:相橋式全控整流電路設計起迄日期:1月5日 1月 11日課程設計地點:中北大學指導教師:劉長明系 主 任:王忠慶F達任務書日期：09 年1月4日課程設計任務書1 .設計目的：vrrwr W vr wr -W 、 vrF vr W W vrF vr W、 vrF wr r vrF vr W、 vrF vr -W、 vrF vr Wr vrP wr -W、 vr 通過熟練Multisim2001軟件，EWB仿真軟件，根據(jù)所學電力電子技術課程的知識， 設計一個以基礎為主帶有一定綜合性的應用電路并進行仿真。2

2、. 設計內(nèi)容和要求一、實驗丙容：三相橋式全控整流電路設計：畫出三相橋式全控整流電路圖，輸入交流電壓 110v , 通過仿真軟件觀測電阻負載時的 a為30 °，60 °，90。時負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、實驗原理：(1) 仿真電路圖由三相電源、六個晶閘管及對應的觸發(fā)信號源加上四通道示波器一個組 成。(2) 對觸發(fā)脈沖寬度及相位的要求時門極觸發(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。共陽極每只晶閘管的門極脈沖相位差為120。接在同一項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

3、晶閘管的觸發(fā)順序為1-2-3-4-5-6。(3) 在晶閘管需導通的區(qū)域僅用初始的一個窄脈沖去觸發(fā)的方式稱 單窄脈沖觸發(fā)”， 每個元件除了在各自的換流點處有一個脈沖之外， 還在60度電角度之后的下一個導通元 件的導通時刻補了一個脈沖。所補的脈沖在電流連續(xù)的穩(wěn)態(tài)工作時并不起任何作用，但它卻是電路啟動及在電流斷續(xù)時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寬脈沖，電路當然也可正常工作，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)，共陽極組是在負半周觸發(fā)，因此接在同一相的兩個晶閘管的觸發(fā)脈沖的相位應該相差180°。(4)

4、由于電流斷續(xù)后，能夠使晶閘管再次導通，必須對兩組中應導通的一對晶閘管同時有觸發(fā)脈沖。為了達到這個目的，可以采取兩種辦法；一種是使每個脈沖的寬度大于60(必須小于120。)，一般取80°100°,稱為寬脈沖觸發(fā)。另一種是在觸發(fā)某一號晶 閘管時，同時給前一號晶閘管補發(fā)一個脈沖，使共陰極組和共陽極組的兩個應導通的晶 閘管上都有觸發(fā)脈沖，相當于兩個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，也就是負載上的電壓。整流輸出的電壓應該是兩相電壓相 減后的波形，實際上都屬于線電壓，波頭 Uab、Uac、Ubc、Wa、Uca、均為線電壓的一 部分，是上

5、述線電壓的包絡線。相電壓的交點與線電壓的交點在同一角度位置上，故線 電壓的交點同樣是自然換相點，同時亦可看出，三相橋式全控的整流電壓在一個周期內(nèi) 脈動六次，脈動頻率為6 X 50=300赫，比三相半波時大一倍。三、三相橋式全控整流電路設計:0V1、畫出三相橋式全控整流電路圖，輸入交流電壓110V如圖所示：3t3M3if;0飛二4-D':*Ml=-VIr©nU 6 V4丄? SCm*I： V » V-4iBf匸X£C1 -嚴;cK3E F-京_ -b Jllfl U £fl 他:*LT11£»9 I 1 aqLIT .5M r-

6、aTlSgS-X:T-T2、電壓波形仿真圖w：-1 Vi V- 恤i沁T臨"E-g -I- V i V - ijauf 1!刻廈10' ms/BvWf A/B I A+B50 VOv刻度W立S卩AC I 0 IFdT - I QC 廣負載上的電壓輸出波形馳岌沿廳工水平FoSing.I War.甌|兒列召晶閘管端的電壓波形c、當a=90。時負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:J1 時閭 l20.Mfi ni3 i| 22MSfi ms lOO.DO'Qi ms1*1*2藝2-T1時基盍憾 |10 rrWiv 就位S P yir A/l mb|lilLA

7、通諂LB通道LC 通追LDn?&9 V7J.7&9 V9.l3&SJfi通道鼻F,C' V/DrvACA L =.A亠丄dQI 0 IIdT二J芬廣廣亡廣負載上的電壓輸出波形L -相良保存硼f沿 嚇工 水平 fo$ngNm.I自動| 帥訓V晶閘管端的電壓波形四、分析變化原因：(1) 三相橋式全控整流電路在任何時刻都必須有兩個晶閘管導通，而且這兩個晶閘 管一個是共陰極組，另一個是共陽極組的，只有它們能同時導通，才能形成導電回路。(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，對于共陰極組觸發(fā)脈沖的要求是保證晶閘管I、3和5依

8、次導通，因此它2、們的觸發(fā)脈沖之間的相位差應為120。對于共陽極組觸發(fā)脈沖的要求是保證晶閘管 4和6依次導通，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)， 共陽極組是在負半周觸發(fā)，因此接在同一相的兩個晶閘管的觸發(fā)脈沖的相位應該相差180。(4) 三相橋式全控整流電路每隔 60。有一個晶閘管要換流，由上一號晶閘管換流 到下一號晶閘管觸發(fā)，觸發(fā)脈沖的順序是：1-2- 3- 4- 5- 6-1,依次下去。相鄰兩脈 沖的相位差是60。(5) 由于電流斷續(xù)后，能夠使晶閘管再次導通，必須對兩組中應導通的一對晶閘 管同時有觸發(fā)脈沖。為了達到這個目的，可以采取兩種辦法

9、；一種是使每個脈沖的寬度 大于60。(必須小于120。)，一般取80°100。，稱為寬脈沖觸發(fā)。另一種是在觸發(fā) 某一號晶閘管時，同時給前一號晶閘管補發(fā)一個脈沖，使共陰極組和共陽極組的兩個應 導通的晶閘管上都有觸發(fā)脈沖，相當于兩個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)。(6) 依據(jù)上述條件，再根據(jù)出發(fā)角的不同，即可得出負載電壓變化時的波形以及晶 閘管端的電壓波形，且它們都為線電壓。3. 設計工作任務及工作量的要求包括課程設計計算說明書(論文)、圖紙、實物樣品等：(1) 查閱資料，確定系統(tǒng)設計方案(2) 說明設計原理，電路圖，軟件仿真結(jié)果。(3) 撰寫課程設計說明書課程設計任務書4. 主要參考文獻：I A I電力電子技術基礎冷增祥，徐以榮編現(xiàn)代電力電子技術張立、趙永健主編電力電子與運動控制系統(tǒng)李鶴軒、張力主編現(xiàn)代電力電子技術及應用王唯平主編電力電子變流技術王兆安、黃俊主編電力電子技術丁道宏主編5. 設計成果形式及要求:課程設計說明書1份 設計原理分析1份 電路及仿真結(jié)果1份6. 工作計劃及進度:I