1、- 1 -三相半波可控整流电路课程设计报告题 目： 三相半波可控整流电路 专 业： 电气工程及自动化 班 级： 电 气 0804 姓 名： 崔永兴 学 号： 0801120414 2011 年 1 月 5 日- 2 -课程设计任务书题 目设 计 时 间设 计 目 的：设 计 要 求：总体方案实现：指导教师评语：- 3 -项目小组参加人员及分工序号 姓名 学号 工作任务1 崔永兴 0801120414 组长，数据计算器件选择2 任智 0801120413 组员，查找资料3 文晨 0801120426 组员，电路图，波形图制作- 4 -目 录摘 要 5一 课程设计的目的 5二 主电路设计及原理 5
2、2.1 主电路设计 52.2 主电路原理说明 6三 各参数的计算 93.1 输出值的计算 93.2 晶闸管的有效值 10四 器件额定参数计算 104.1 变压器参数 104.2 晶闸管参数 114.3 变压器容量 114.4 晶闸管额定电压 114.5 晶闸管额定电流 11五 心得体会 12六 参考文献 13- 5 -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 、
3、 电 镀 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
4、 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 。一 课程设计的目的当整流负载容量较大，或要求直流电压较小时，应采用三相整流电路，其交流侧由三相电源供电。三相可控整流电路中，最基本的是三相半波可控整流电路，应为三相桥式全控整流电路等都是在三相半波可控整流电路的基础上进行的。所以我们了解其原理，参数计算，器件选取等。关 键
5、词 ： 整 流 ， 变 压 ， 触 发 ， 晶 闸 管 ， 额 定 。二 主电路设计及原理2.1 主电路设计其原理图如图 1 所示。图 1 三相半波可控整流电路原理图- 6 -为了得到零线，整流变压器的二次绕组必须接成星形，而一次绕组多接成三角形，使其 3 次谐波能够通过，减少高次谐波的影响。三个晶闸管的阳极分别接入 u、v、w 三相电源，它们的阴极连接在一起，称共阴极接法，这对触发电路有公共线者连线较方便，用得较广。2.2 主电路原理说明图 1.1 三相半波可控整流电路共阴极接法电阻负载 时的波形- 7 -图 1.2 三相半波可控整流电路共阴极接法电阻负载 时的波形图 1.3 三相半波可控整
6、流电路共阴极接法电阻负载 时的波形- 8 -稳定工作时，三个晶闸管的触发脉冲互差 120，规定 t=/6 为控制角 的起点，称为自然换相点。三相半波共阴极可控整流电路自然换相点是三相电源相电压正半周波形的交叉点，在各相相电压的 /6 处，即t1、t2、t3 ，自然换相点之间互差 2/3，三相脉冲也互差 120。在 t1 时刻触发 VT1，在 t1t2 区间有 uuuv、uuuw，u 相电压最高，VT1 承受正向电压而导通，输出电压 uduu。其他晶闸管承受反向电压而不能导通。VT1 通过的电流 iT1 与变压器二次侧 u 相电流波形相同，大小相等。在 t2 时刻触发 VT2，在 t2t3 区间
7、 v 相电压最高，由于uuuv，VT2 承受正向电压而导通， uduv。VT1 两端电压 uT1=uu-uv= uuv ，例如 = ，如上图 1.3 所示，当导通的一相的相电压过零变负时，该相晶闸管关断，此时下一相晶闸管虽然承受正向电压，但它的触发脉冲还未到，不会导通，姑输出电压和电流都为零，直到下一相触发脉冲出现为止，显然电流断续，各晶闸管导电时间都小于 。如果 角继续增大，那么整流电压将越来越小。当 =时，整流输出电压为零。故电阻负载时要求的移相范围为 。150 150下面分两种情况来计算整流电压的平均值：（1） 30 时，负载电流连续，有：当 时， 为最大， 。0dUd02=1.7U56
8、d 2 21sin()1.7cos2/3td公式 3-1- 10 -（2） a30时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有：当 时， 015dU=0负载电流的平均值 为 IdUI=R由于晶闸管是交替工作的，流过晶闸管的平均电流为 dT1I33.2 晶闸管的有效值：（1） 30 时（2） a30时，四 器件额定参数计算4.1 变压器参数有要求之电压在 50-300V 连续可调，当 = 时， =300V。由公式 3-1， =0dUdU：21.7cosU6d2 21sin()0.6751cos(/6)/3tdU公式 3-256 2T2sin31()cos2UtUI dtRR6T2sin35111(
9、)cos2in264UtI dRR公式 3-3公式 3-4- 11 -则， =2U1.7cosd得之：二次侧有效值 =256.4V，考虑到一定的裕量取 =290V。2 2U三相交流电源，线电压为 380V，则一次侧的有效值 =220V。变压器变比 K=1= =0.7612U094.2 晶闸管参数把 =290V， =300V 代入公式 3-1 知：控制角 ；把 =290V， =50V2d 0=282Ud代入公式 3-2 知：控制角 ；0=18考虑到一定的电压裕量，取 ，按此时的取值范围电压的调节范围为：05；满足裕量要求。034dU控制角的移相范围： 00281晶闸管最大有效值：（把 = 代入公
10、式 3-3） =20ATmaxI二次侧有效值： = =34.6A2ITmax34.3 变压器容量由 ，把 、 代入知： =17.399KVA2SUI2I2S3UI故变压器额定容量取 20KVA4.4 晶闸管额定电压晶闸管电压定额（一般取额定电压为正常工作电压时晶闸管所承受峰值电压的2-3 倍）=(23) NU26=（14202131）V故晶闸管的额定电压取为 2KV4.5 晶闸管额定电流- 12 -晶闸管通态平均电流：A20=1.71.57.T(AV)I考虑裕量，晶闸管电流定额（一般取其平均电流的 1.52 倍）=(1.52) =(19.125.4)ANIT(AV)I故晶闸管的额定电流取为 2
11、0A五 心得体会设计，给人以创作的冲动。在画家眼里，设计是一幅清明上河图或是一幅向日葵；在建筑师眼中，设计是昔日鎏金般的圆明园或是今日一塑自由女神像；在电子工程师心中，设计是贝尔实验室的电话机或是华为的程控交换机。凡此种种，但凡涉及设计都是一件良好的事情，因为她能给人以美的幻想，因为她能给人以金般财富，因为她能给人以成就之感，更为现实的是她能给人以成长以及成长所需的营养，而这种营养更是一种福祉，一辈子消受不竭享用不尽。我就是以此心态对待此次电子技术课程设计的，所谓“态度决定一切”，于是偶然又必然地收获了诸多，概而言之，大约以下几点： 一、温故而知新。课程设计发端之始，思绪全无，举步维艰，对于理
12、论知识学习不够扎实的我深感“书到用时方恨少”，于是想起圣人之言“温故而知新”，便重拾教材与实验手册，对知识系统而全面进行了梳理，遇到难处先是苦思冥想再向同学请教，终于熟练掌握了基本理论知识，而且领悟诸多平时学习难以理解掌握的较难知识，学会了如何思考的思维方式，找到了设计的灵感。二、思路即出路。当初没有思路，诚如举步维艰，茫茫大地，不见道路。在对理论知识梳理掌握之后，茅塞顿开，柳暗花明，思路如泉涌，高歌“条条大路通罗马”。顿悟，没有思路便无出路，原来思路即出路。 三、实践出真知。文革之后，关于真理的大讨论最终结果是“实践是检验真理的唯一标准”，自从耳闻以来，便一直以为马克思主义中国化生成的教条。
13、时至今日，课程设计基本告成，才切身领悟“实践是检验真理的唯一标准”，才明晓实践出真知。 - 13 -四、创新求发展。“创新”目前在我国已经提升到国家发展战略地位，足见“创新”的举足轻重。我们要从小处着手，顺应时代发展潮流，在课程设计中不忘在小处创新，未必是创新技术，但凡创新思维亦可，未必成功，只要实现创新思维培育和锻炼即可。 五、过而能改，善莫大焉。至善至美，是人类永恒的追求。但是，不从忘却“金无足赤，人无完人”，我们换种思维方式，去恶亦是至善，改错亦为至美。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。六 参考文献1王兆安、黄俊,电力电子技术.机械工业出版社，北京，2010 2王维平,现代电力电子技术及应用.东南大学出版社，南京，2004 3叶斌,电力电子应用技术及装置.铁道出版社，北京，20044马建国,孟宪元.电子设计自动化技术基础.清华大学出版社,北京，20085丁道宏，电力电子技术，航空工业出版社，北京，1998
