遼寧工程技術大學
《電力電子技術》課程設計
設計題目： 三相橋式全控整流電路的設計
院（系、部）： 電氣與控制工程學院
專業班級
姓名學號
指導教師：
日期： 2015-1-15
電氣工程系課程設計標準評分模板
摘要本文主要介紹三相橋式全控整流電路帶電阻負載的主電路和觸發電路的原理及控制電路圖,並用matlab對設計好的三相橋式全控電路進行**，改變觸發角得到三相電源電壓，三相電源電流，負載電壓，負載電流以及出發脈衝訊號的波形。通過對電力電子的**和分析，可知三相橋式全控整流電路的輸出電壓受控制角和負載特性的影響，在應用matlab的視覺化**工具simulink對三相橋式全控整流電路的**結果進行了詳細分析，並採用常規電路分析方法所得到的輸出電壓波形進行比較，進一步驗證了**結果的正確性。
關鍵詞：三相整流；閘流體；matlab；
目錄1 設計方案1
2 電路的設計2
2.1主電路2
2.1.1三相橋式全控整流電路圖2
2.1.2工作特點2
2.1.3定量分析3
2.2觸發電路3
2.3保護電路4
2.3.1閘流體的保護電路4
2.3.2交流側保護電路5
2.3.3直流側保護電路6
3 matlab**7
心得體會11
參考文獻12
1 設計方案
整個設計主要分為主電路、觸發電路、保護電路三個部分。框圖中沒有表明保護電路。當接通電源時，三相橋式全控整流電路主電路通電，同時通過同步電路連線的整合觸發電路也通電工作，形成觸發脈衝，使主電路中閘流體觸發導通工作。
圖1-1
2 電路的設計
2.1 主電路
2.1.1 三相橋式全控整流電路圖
圖2-1
如圖2-1所示，為三相橋式全控帶電阻負載。習慣將其中陰極連線在一起的3個閘流體稱為共陰極組；陽極連線在一起的3個閘流體稱為共陽極組。共陰極組中與a、b、c三相電源相接的3個閘流體分別為vt1、vt3、vt5， 共陽極組中與a、b、c三相電源相接的3個閘流體分別為vt4、vt6、vt2。
閘流體的導通順序為 vt1－vt2－vt3－vt4－vt5－vt6。
2.1.2 工作特點
（1） 2個閘流體同時通形成供電迴路，其中共陰極組和共陽極組各1個，且不能為同1相器件。
（2） 對觸發脈衝的要求：
按vt1-vt2-vt3-vt4-vt5-vt6的順序，相位依次差60o。共陰極組vt1、vt3、vt5依次差120o。共陽極組vt4、vt6、vt2也依次差120o。
同一相的上下兩個橋臂，即vt1與vt4，vt3與vt6，vt5與vt2，脈衝相差180o。
（3） ud一週期脈動6次，每次脈動的波形都一樣, 故該電路為6脈波整流電路。
（4）閘流體承受的電壓波形與三相半波時相同，閘流體承受最大正、反向電壓的關係也相同。
2.1.3 定量分析
（1）當整流輸出電壓連續時（即帶阻感負載時，或帶電阻負載，時）的平均值為：
2-1）
（2）帶電阻負載且時，整流電壓平均值為：
2-2）
輸出電流平均值2-3）
（3）閘流體額定電流、額定電壓的選擇
①閘流體承受最大正向電壓為變壓器二次線電壓峰值，即
2-4)
②閘流體陽極與陰極間的最大正向電壓等於變壓器二次相電壓的峰值，即
2-5）
③輸出電壓ud為0~200v，負載電阻r=10，輸出負載電流為：
2-6）
選用閘流體時，額定電壓要留有一定裕量通常取額定電壓為正常工作時閘流體所承受峰值電壓的2~3倍。額定電流也要留一定裕量，一般取額定電流為通態平均電流的1.5~2倍。
2.2 觸發電路
三相橋式全控觸發電路由3個kj004整合塊和1個kj041整合塊（kj041內部是由12個二極體構成的6個或門）及部分分立元件構成，可形成六路雙脈衝，再由六個電晶體進行脈衝放大即可，分別連到vt1，vt2，vt3，vt4，vt5，vt6的門極。6路雙脈衝模擬整合觸發電路圖如圖2-2所示：
圖2-2
2.3 保護電路
2.3.1 閘流體的保護電路
（1）閘流體的過電流保護：過電流可分為過載和短路兩種情況，可採用多種保護措施。對於閘流體初開通時引起的較大的di/dt，可在閘流體的陽極迴路串聯入電感進行抑制；對於整流橋內部原因引起的過流以及逆變器負載迴路接地時可以採用接入快速熔短器進行保護。
如圖2-3所示：
圖2-3
（2）閘流體的過電壓保護：閘流體的過電壓保護主要考慮換相過電壓抑制。閘流體元件在反向阻斷能力恢復前，將在反向電壓作用下流過相當大的反向恢復電流。
當阻斷能力恢復時，因反向恢復電流很快截止，通過恢復電流的電感會因高電流變化率產生過電壓，即換相過電壓。為使元件免受換相過電壓的危害，一般在元件的兩端併聯rc電路。如圖2-4所示：
圖2-4
2.3.2 交流側保護電路
閘流體裝置在執行過程中會受到由交流供電電網進入的操作過電壓和雷擊過電壓的侵襲，同時裝置自身執行中以及非正常執行中也有過電壓出現，所以要進行過電壓保護，可採用如圖2-5所示的反向阻斷式過電壓抑制rc保護電路。整流電路正常工作時，保護三相橋式整流器輸出端電壓為變壓器次級電壓的峰值，輸出電流很小，從而減小了保護元件的發熱。過電壓出現時，該整流橋用於提供吸收過電壓能量的通路，電容將吸取過電壓能量轉換為電場能量；過電壓消失後，電容經 、 放電，將儲存的電場能量釋放，逐漸將電壓恢復到正常值。
圖2-5
2.3.3 直流側保護電路
直流側也可能發生過電壓，在圖2-6中，當快速熔斷器熔斷或直流快速開關切斷時，因直流側電抗器釋放儲能，會在整流器直流輸出端造成過電壓。另外，由於直流側快速開關（或熔斷器）切斷負載電流時，變壓器釋放的儲能也產生過電壓，儘管交流側保護裝置能適當地保護這種過電壓，仍會通過導通的閘流體反饋到直流側來，為此，直流側也應該設定過電壓保護，用於抑制過電壓。
圖2-6
3 matlab**
三相橋式全控整流電路**圖：
圖2-7
示波器從上到下依次表示為三相電源電壓，三相電源電流，負載電壓，負載電流以及出發脈衝訊號的波形。
（1）-
（2）（3）
（4）心得體會
通過此次電力電子課程設計我不但得到了將知識融入實際的機會，同時也鞏固了自己本學期所學的知識。這次我的課程設計題目是三相橋式全控整流電路的設計。通過對三相橋式全控整流電路的研究，更加深刻的理解了整流電路的線路、原理，以及觸發電路，加深了對觸發電路的功能了解。
還有保護電路，認識了保護電路的重要，並對其深入了研究。整個課程設計的過程中，雖然遇到了很多棘手的問題，但通過查閱書刊以及網上查閱資料最終得到了有效的解決，感覺收穫很多。本設計要用matlab進行**。
在**實驗中比較關鍵的是引數的設定。**做完了之後是做硬體實驗。通過此次課程設計，熟悉了matlab和protel的使用方法,它們都是與我們專業密切聯絡的軟體。
其中掌握了用matlab對電力電子電路進行**，觀察波形，調整引數等操作。
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