1、 1 课程设计任务书课程设计任务书 学生姓名：学生姓名： 专业班级：专业班级： 自动化 06xx 班 指导教师：指导教师： 工作单位：工作单位： 自动化学院 题目：题目：三相桥式全控整流电路的设计（带反电动势负载） 初始条件：初始条件： 1 反电动势负载，E=60V，电阻 R=10，电感 L 无穷大使负载电流连续； 2 U2=220V，晶闸管触发角=30； 3 其他器件如晶闸管自己选取。 要求完成的主要任务：要求完成的主要任务：（包括课程设计工作得及其技术要求，以及说明书撰写待具 体要求） 1. 主电路的设计及原理说明； 2. 触发电路设计，每个开关器件触发次序及相位分析； 3. 保护电路的设
2、计，过流保护，过电压保护原理分析； 4. 各参数的计算（输出平均电压，输出平均电流，输出有功功率计算，输出波形分析） ； 5. 应用举例； 6. 心得小结。 时间安排：时间安排： 7 月 6 日 查阅资料 7 月 7 日 方案设计 7 月 8 日- 9 日 馔写电力电子课程设计报告 7 月 10 日 提交报告，答辩 指导教师签名：指导教师签名： 年年 月月 日日 系主任（或责任教师）签名：系主任（或责任教师）签名： 年年 月月 日日 2 摘要摘要 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
3、等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20 世纪 70 年 代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间，用 于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用 是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔 离（可减小电网与电路间的电干扰和故障影响） 。整流电路的种类有很多，有半波整 流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、 三相桥式全控整流电路等。 关键词：整流，变压，触发，过电压，保护电路。 3 目 录 1 主电路设计及原理 1 1.1 主电路设计 1 1
4、.2 主电路原理说明 1 2 触发电路的设计 5 2.1 电路图的选择 5 2.2 触发电路原理说明 6 3 保护电路的设计 8 3.1 过电压保护 8 3.2 过电流保护 10 4 各参数的计算 12 4.1 输出值的计算 12 4.2 输出波形的分析 14 5 应用举例 15 6 心得体会 16 参考文献 17 1 三相桥式全控整流电路的设计 1 主电路设计及原理 1.1 主电路设计 其原理图如图 1 所示。 图 1 三相桥式全控整理电路原理图 习惯将其中阴极连接在一起的 3 个晶闸管（VT1、VT3、 VT5）称为共阴极组；阳极连 接在一起的 3 个晶闸管（VT4、VT6、VT2）称为共
5、阳极组。此外，习惯上希望晶闸管按从 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。从后面的分析可知，按此编号，晶闸管的导通顺序为 VT1VT2 VT3VT4VT5VT6。 1.2 主电路原理说明 整流电路的负载为带反电动势的阻感负载。假设将电路中的晶闸管换作二极管，这种 情况也就相当于晶闸管触发角 =0 o时的情况。此时，对于共阴极组的 3 个晶闸管，阳极 所接交流电压值最高的一个导通。而对于共阳极组的 3
6、个晶闸管，则是阴极所接交流电压 值最低（或者说负得最多）的一个导通。这样，任意时刻共阳极组和共阴极组中各有 1 个 晶闸管处于导通状态， 施加于负载上的电压为某一线电压。 此时电路工作波形如图 2 所示。 2 图 2 反电动势 =0 o 时波形 =0 o时，各晶闸管均在自然换相点处换相。由图中变压器二绕组相电压与线电压波形 的对应关系看出，各自然换相点既是相电压的交点，同时也是线电压的交点。在分析 ud 的波形时，既可从相电压波形分析，也可以从线电压波形分析。从相电压波形看，以变压 器二次侧的中点 n 为参考点，共阴极组晶闸管导通时，整流输出电压 ud1 为相电压在正半 周的包络线；共阳极组导通时，整流输出电压 ud2 为相电压在负半周的包络线，总的整流 输出电压 ud = ud1ud2 是两条包络线间的差值，将其对应到线电压波形上，即为线电压 在正半周的包络线。 直接从线电压波形看，由于共阴极组中处于通态的晶闸管对应的最
