电力电子技术课程设计-三相桥式半控整流电路的设计

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1、 目录 1 初始条件 1 2 主要任务 1 3 设计方案 1 3.1 主电路设计 . 1 3.2 主电路原理说明 . 2 3.3 触发电路的设计 . 5 3.4 触发电路原理说明 . 6 3.5 保护电路的设计 . 7 3.5.1 过电压保护 . 7 3.5.2 过电流保护 . 9 3.6 参数计算 11 3.6.1 负载的参数计算 11 3.6.2 晶闸管的选择 12 3.6.3 变压器的选择 12 4 心得体会 . 13 参考文献 . 14 1 三相桥式半控整流电路的设计 1 初始条件 设计一个三相桥式半控整流电路， 直流电动机负载， 电机技术数据如下：VU nom 220 ， AI no

2、m 308， min 1000 r n nom ， r VC e min 196.0，18.0 a R。 2 主要任务 (1) 设计方案 (2) 完成主电路的原理分析，各主要元器件的选择 (3) 触发电路、保护电路的设计 (4) 绘制主电路及触发电路（采用集成元件）电气原理图 (5) 撰写设计说明书 3 设计方案 首先，技术要求设计一个三相桥式整流电路，这个在课本中讲过，可以通过三相变压 器、六个晶闸管、负载构成，而对于半控桥式电路，只需把其中的三个晶闸管换成二极管 即可。对于直流电动机负载，在这里我们将其简化，用电阻、电感和反电动势代替之。 3.1 主电路设计 三相半控整流电路与三相全控整流

3、电路类似，只是将全控桥中的共阳极组的三个晶闸 管用二极管替换，从而简化了整个电路。图中的三个晶闸管为共阴极连接，一般习惯上按 图中 VT1VT3VT5 的顺序导通晶闸管。 其原理图如图 1 所示。 2 图 1 三相桥式半控整流电路 3.2 主电路原理说明 图 2 单相桥式半控整流电路 在晶闸管单相全控桥中，每个导电回路中有 2 个晶闸管实际上若为了对每个导电回路 经行控制，只需 1 个晶闸管就可以了，另 1 个晶闸管可以用二极管代替，从而简化触发电 路，降低成本。如此即成为晶闸管单相桥式半控整流电路，如图 2 所示。当负载为电阻性 负载时，晶闸管单相半控桥与晶闸管单相全控桥工作过程和波形完全一

4、致。 当负载为阻感性负载时，由于电感有阻止电流变化的作用，电流变化时电感 L 两端产 a) T a b R L O b) u 2 i2 u d id V T 1 V T 2 V D 3 V D 4 V D R u 2 O u d id Id O O O O O i2 Id Id Id Id Id t t t t t t t iV T 1 iV D 4 iV T 2iV D 3 iV D R 3 生的感应电动势会阻止电流变化，假设负载电感很大，即 wLR，并且电路已处于稳态， 则负载电流 d i 连续且波形近似为一水平线，幅值为 d I 。 在 2 u 电压正半周、触发角为时，触发 VT1，VT1 和 VD4 导通。当 2 u 过零变负时，因 电感作用使电流连续，VT1 继续导通。但因 a 点电位低于 b 点电位，VD2 正偏导通，VD4 反 偏截止，电流从 VD4 转移至 VD2，此时电流不再经变压器二次绕组，而由 VT1 和 VD2 续流。 整流桥输出电压为 VT1 和 VD2 的正向压降，接近于零，整流输出电压 d u 没