中北大學(xué)-電力電子課程設(shè)計

1、中北大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書 08/09 學(xué)年第 一 學(xué)期學(xué) 院： 信息與通信工程學(xué)院 專 業(yè)： 自動化 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號： 課程設(shè)計題目： 三相橋式全控整流電路設(shè)計 起 迄 日 期： 1 月 5 日 1 月 11 日 課程設(shè)計地點： 中北大學(xué) 指 導(dǎo) 教 師： 劉長明 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 任 務(wù) 書1設(shè)計目的： 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，設(shè)計一個以根底為主帶有一定綜合性的應(yīng)用電路并進(jìn)行仿真。2設(shè)計內(nèi)容和要求一、實驗內(nèi)容：三相橋式全控整流電路設(shè)計：畫出三相橋式全控整流電路圖，輸入

2、交流電壓110v，通過仿真軟件觀測電阻負(fù)載時的為30，60，90時負(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、實驗原理：1仿真電路圖由三相電源、六個晶閘管及對應(yīng)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。接圖的方法是保證晶閘管的觸發(fā)順序為1-2-3-4-5-6。3在晶閘管需導(dǎo)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

3、一個脈沖之外，還在60度電角度之后的下一個導(dǎo)通元件的導(dǎo)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)。 假設(shè)把上面的雙窄脈沖連成一個寬脈沖，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)，共陽極組是在負(fù)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(yīng)該相差180。4由于電流斷續(xù)后，能夠使晶閘管再次導(dǎo)通，必須對兩組中應(yīng)導(dǎo)通的一對晶閘管同時有觸發(fā)脈沖。為了到達(dá)這個目的，可以采取兩種方法；一種是使每個脈沖的寬度大于60必須小于120，一般取8

4、0100，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(yīng)導(dǎo)通的晶閘管上都有觸發(fā)脈沖，相當(dāng)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(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，實際上都屬于線電壓，波頭、均為線電壓的一局部，是上述線電壓的包絡(luò)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 50=300赫，比三相半波時大一倍。3、 三相橋式全控整流電路設(shè)計：1、畫出三相橋式全控整流電路

5、圖，輸入交流電壓110v如下圖：2、電壓波形仿真圖a、當(dāng)=30時負(fù)載上的輸出電壓波形及晶閘管端電壓的波形分別如下圖： 負(fù)載上的電壓輸出波形 晶閘管端的電壓波形b、當(dāng)=60時負(fù)載上的輸出電壓波形及晶閘管端電壓的波形分別如下圖： 負(fù)載上的電壓輸出波形 晶閘管端的電壓波形c、當(dāng)=90時負(fù)載上的輸出電壓波形及晶閘管端電壓的波形分別如下圖： 負(fù)載上的電壓輸出波形 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(dǎo)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(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

6、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l、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。對于共陽極組觸發(fā)脈沖的要求是保證晶閘管2、4和6依次導(dǎo)通，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(fù)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(yīng)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：1234561，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(dǎo)通，必須對兩組中應(yīng)導(dǎo)通的一對晶閘管同時有觸發(fā)脈沖。為了

7、到達(dá)這個目的，可以采取兩種方法；一種是使每個脈沖的寬度大于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(yīng)導(dǎo)通的晶閘管上都有觸發(fā)脈沖，相當(dāng)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(fù)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(shè)計工作任務(wù)及工作量的要求包括課程設(shè)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(shè)計方案2說明設(shè)計原理，電路圖，軟件仿真結(jié)果。3撰寫課程設(shè)計說明書課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書4主要參考文獻(xiàn)：?電力電子技術(shù)根底? 冷增祥，徐以榮編?現(xiàn)代電力電子技術(shù)? 張立、趙永健主編?電力電子與運動控制系統(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?電力電子技術(shù)? 丁道宏主編5設(shè)計成果形式及要求：課程設(shè)計說明書1