电力电子技术基础课程设计--三相半波可控整流电路的设计（电阻性负载）

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1、 1 1 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 专专 业业 自动化 班班 级级 1 班 姓姓 名名 设设 计计 起起 止止 日日 期期 2012.12.24201212.28 设计题目：设计题目：三相半波可控整流电路的设计（电阻性负载） 设计任务（主要技术参数） ：设计任务（主要技术参数） ： 1.主要技术参数主要技术参数 （已知条件）（已知条件） 输入电压为 380V，60Hz，输出功率为 2kw 晶闸管的重复峰值电压为： 222 45.2632UUUU RM =2.45 380=931V 2.利用软件画出电路原理图并仿真利用软件画出电路原理图并仿真 3.编写设计说明书编写设计说明书 指

2、导教师评语：指导教师评语： 成绩：成绩： 签字：签字： 年年 月月 日日 课程设计说明书用纸 NO.1 2 沈 阳 大 学 2 1 1课程设计目的课程设计目的 随着社会生产和科学技术的发展，整流电路在自动控制系统、测量系统和发 电机励磁系统等领域的应用日益广泛。 常用的三相整流电路有三相桥式不可控整 流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路，由于整流电路涉及到 交流信号、直流信号以及触发信号，同时包含晶闸管、电容、电感、电阻等多种 元件，采用常规电路分析方法显得相当繁琐，高压情况下实验也难顺利进行。 Matlab 提供的可视化仿真工具 Simtlink 可直接建立电路仿真模型，随意改

3、变仿 真参数， 并且立即可得到任意的仿真结果， 直观性强， 进一步省去了编程的步骤。 本文利用 Simulink 对三相桥式全控整流电路进行建模，对不同控制角、桥故障 情况下进行了仿真分析，既进一步加深了三相桥式全控整流电路的理论，同时也 为现代电力电子实验教学奠定良好的实验基础。 电力电子技术课程是一门学科必修课，电力电子技术课程设计是电力电 子技术课程理论教学之后的一个实践教学环节。 其目的是训练学生综合运用学过 的交流电路原理的基础知识，独立完成查找资料、选择方案、设计电路、撰写报 告的能力。通过设计能够使学生巩固、加深对交流电路基本原理的理解，提高学 生运用电路基本理论分析和处理实际问

4、题的能力， 培养学生的创新精神和创新能 力，为今后的学习和工作打下坚实的基础。 2 2设计方案论证设计方案论证 2.12.1 当电路带电阻负载时的工作情况当电路带电阻负载时的工作情况 2.1.12.1.1 原理说明原理说明 整流变压器副边接成星形，有个公共零点，所以也叫三相零式电路。图中， uA，uB，uC 分别表示三相对 0 点的相电压 (u2p)，电源的三个相电压分别通过 VSl、VS2、VS3 晶闸管向 负载电阻 R 供给直流电流，改变触发脉冲的相位即可以获得大小可调的直流电 压。 课程设计说明书用纸 NO.2 2 沈 阳 大 学 2 图 1 三相半波可控整流电路原理图 对于 VS1、V

5、S2、VS3，只有在 1、2、3 点之后对应于该元件承受正向电压期 间来触发脉冲，该晶闸管才能触发导通，1、2、3 点是相邻相电压波形的交点， 也是不可控整流的自然换相点。对三相可控整流而言，控制角 就是从自然换 相点算起的。控制角 02/3，导通角 0 2/3。晶闸管承受的最大正向电 压 .承受的最大反向电压： 2.1.22.1.2 负载电压负载电压 当 0 /6 时 图 2 电路输出电压波形 在一个周期内三相轮流导通，负载上得到脉动直流电压 Ud，其波形是连续 的。电流波形与电压波形相似，这时，每只晶闸管导通角为 120，负载上电压 平均值为： 课程设计说明书用纸 NO.3 3 沈 阳 大

6、 学 3 当 /6 5/6 时 图 3 电路输出电压波形 2.22.2 带阻感负载时的工作情况带阻感负载时的工作情况 2.2.12.2.1 原理说明原理说明 电感性负载由于电感的存在使得电流始终保持连续， 所以每只晶闸管导通角 为 2/3，输出电压的平均值为： 当 =/2 时， Ud =0， 因此三相半波整流电感负载时的控制角为 0 /2 正向承受的最大电压为 反向承受的最大电压为 图 4 是电路接线图 图 4 阻感负载接线图 课程设计说明书用纸 NO.4 4 沈 阳 大 学 4 图 5 输出电压波形 3 3. .设计结果与分析设计结果与分析 3.13.1 仿真模型仿真模型 根据原理图利用 MATLAB/SIMULINK 软件中， 电力电子模块库建 立相应的仿 真模型如图 5 图 6 仿真模型图 课程设计说明书用纸