电力电子课程设计---三相桥式电路整流器的设计

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1、电力电子技术课程设计说明书 1 摘 要 本次三相桥式电路整流器的设计采用的是三相全控桥整流电路，电路设计在带阻感负 载下完成。系统电路设计任务主要包括，三相桥式整流器主电路设计，晶闸管相控触发电 路设计，过电流和过电压保护电路设计三个部分，因而整个系统设计就大体从这三个电路 部分来设计完成。 整个系统设计除了对整体硬件电路的设计，主要是电路图的确定，还要对系统电路特 性参数计算分析以及所用器件型号参数进行计算确定，包括晶闸管承受的峰值电压和额定 电流、负载两端平均电压、保护电路电阻电容值等。 关键词：电力电子 晶闸管 三相桥式 触发电路 整流电路 电力电子技术课程设计说明书 2 目 录 1 设

2、计目的与要求 1 2 主电路设计 . 1 2.1 带电阻负载时的工作情况 2 2.2 带阻感负载时的工作情况 3 3.3 主电路参数选择 4 3 相控触发电路设计 . 5 3.1 触发电路集成块介绍 5 3.2 触发电路总述 7 4 保护电路设计 8 4.1 过电压保护 8 4.2 过电流保护 9 设计心得体会 . 12 参考文献 13 电力电子技术课程设计说明书 1 三相桥式电路整流器的设计 1 设计目的与要求 本次课程设计的目的主要是通过数字滤波系统设计环节的实际训练，加深学生对电 力电子技术这门课程基础知识和基本理论的理解和掌握，尤其是加深对整流电路这一知 识的掌握，培养学生综合运用所学

3、知识的能力，促进学生养成严谨求实的科学态度。 本次课程设计的任务是设计一个三相桥式电路整流器，包括主电路、触发电路以及保 护电路的设计，并根据已知条件计算电路其他参数，包括触发角的选择，输出平均电压， 输出平均电流，输出波形分析，器件额定参数确定等。 2 主电路设计 大功率的直流电流用户在大多数情况下都是从交流电网获得的能量，因此，如何从三 相交流电得到大功率的直流电就成为人们不得不解决的一个问题，三相整流电路就是在这 个大背景下出现的。三相桥式整流电路是目前各种三相整流电路中应用最为广泛的一种整 流电路，本次设计任务就是设计出一个满足性能要求的三相桥式整流电路，设计主电路图 如图 1 所示。

4、 图 1 三相桥式整流器主电路图 电力电子技术课程设计说明书 2 三相桥式整流电路最主要的组成部分是 6 个双向可控晶闸管， 其三个一组共分为两组， 其中阴极连接在一起的 3 个晶闸管（VT1，VT3，VT5）称为共阴极组；而阳极连接在一起 的 3 个晶闸管（VT4，VT6，VT2）称为共阳极组；其编号为 1、3、5，4、6、2，如图 1 所 示。现将三相桥式整流电路的工作原理和本次设计主电路参数的选择介绍如下。 2.1 带电阻负载时的工作情况 首先从晶闸管触发角为 0时开始讨论， 此时相当于将电路中的晶闸管换作二极管。 对于共阴极阻的 3 个晶闸管，阳极所接交流电压值最大的一个导通；对于共阳极组的 3 个 晶闸管，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，其 工作波形如图 2 所示。 图 2 三相桥式全控整流电路带电阻负载 0时的波形 0时，各晶闸管均在自然换相点处换相。从相电压波形看，共阴极组晶闸管导通 时， 为相电压的正包络线，