電力電子課程設(shè)計(jì)---三相橋式全控整流電路的設(shè)計(jì)與分析(參考版)
2025-01-16 13:48本頁(yè)面
【正文】 三相橋式全控整流電路的設(shè)計(jì)與分析 20 參考文獻(xiàn) [1]王兆安、黃俊 ,電力電子技術(shù) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [2]王維平 ,現(xiàn)代電力電子技術(shù)及應(yīng)用 .南京：東南大學(xué)出版社 [3]葉斌 ,電力電子應(yīng)用技術(shù)及裝 置 .北京：鐵道出版社 [4]劉志剛主編 .電力電子學(xué) .第一版 .北京：清華大學(xué)出版社 [5]馬建國(guó) ,電子系統(tǒng)設(shè)計(jì) .北京： 高等教育出版社 [6]王鎖萍 ,電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教程 .四川： 電子科技大學(xué)出版社 。好在后來經(jīng)過仔細(xì)查閱資料，各類圖書，以及老師和同學(xué)的幫助，我順利完成了課設(shè)中的任務(wù)。通過本次課程設(shè)計(jì) ，我對(duì)電力電子技術(shù)這門課有了很深的了解，對(duì)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)有個(gè)更好的掌握。同時(shí)，我 覺得，一次課程設(shè)計(jì)是我如此疲憊，所以應(yīng)該珍惜學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。同時(shí)我也意識(shí)到到自己的不足，覺得應(yīng)該好好學(xué)習(xí)，努力增加自己的知識(shí)含量。 三相橋式全控整流電路的設(shè)計(jì)與分析 19 心得體會(huì) 首先，我學(xué)到了不少東西。最終得到結(jié)論：當(dāng)α≤ 60176。針對(duì)觸發(fā)角為 30176。的情況進(jìn)行了理論分析。 60176。時(shí)，電壓波形連續(xù)，與理論值相差不大，但由于電感與無窮大相差甚遠(yuǎn)，所以電流并不是一條直線，而是符合電機(jī)啟動(dòng)電流由零逐漸增大趨于穩(wěn)定。而阻感負(fù)載時(shí)，由于電感的作用，使得負(fù)載電流波形變得平直，當(dāng)電感足夠大的時(shí)候，負(fù)載電流的波形可近似為一條水平線。時(shí)， du 波形連續(xù)，電路的工作情況與帶電阻負(fù)載時(shí)十分 相似，各晶閘管的通斷情況、輸出整流電壓 du 波形、晶閘管承受的電壓波形等都一樣。所以晶閘管 VT1， VT3， VT5， VT4， VT6， VT2 的延遲時(shí)間分別為 ， ， ， ， ， 以下為觸發(fā)角為 30176。頻率為 50HZ，電壓峰值為 。 V2 為 120176。 （ 1）三相電源的設(shè)置情況 三相電源的相位互差 120176。 負(fù)載電阻性設(shè) R= Ω，電感性負(fù)載設(shè) L=。交流峰值電壓為 ，頻率為 50 Hz。用 6 個(gè) Thyristor 構(gòu)成整流橋，實(shí)現(xiàn)交流電壓到直流 電壓的轉(zhuǎn)換。 建模 根據(jù)三相橋式全控整 流電路的原理可以利用 Simulink內(nèi)的 模塊 建立仿真模型如圖 42所示，設(shè)置三個(gè)交流電壓源 V1， V2， V2相位角依次相差 120176。當(dāng) α=2π／ 3 時(shí)，輸出電壓為零，所以電阻性負(fù)載時(shí)， α的移相范圍是 O～ 2π／ 3；當(dāng) O≤α≤π／ 3 時(shí)，電流連續(xù)，每個(gè)晶閘管導(dǎo)通 2π／ 3；當(dāng) π／ 3≤α≤2π／ 3 時(shí)，電流斷續(xù)，個(gè)晶閘管導(dǎo)通小于 2π／ 3。同理，三相半波整流電路稱為 3 脈動(dòng)整流電路。接線圖中晶閘管的編號(hào)方法使每個(gè)周期內(nèi) 6 個(gè)管子的組合導(dǎo)通順序是 VT1VT2VT3VT4VT5VT6；共陰極組 T1， T3，T5 的脈沖依次相差 2π／ 3；同一相的上下兩個(gè)橋臂，即 VT1 和 VT4， VT3 和 VT6， VT5和 VT2 的脈沖相差 π，給分析帶來了方便；當(dāng) α=O時(shí)，輸出電壓 Ud 一周期內(nèi)的波形是 6個(gè)線電壓的包絡(luò)線。 其工作特點(diǎn)是任何時(shí)刻都有不同組別的兩只晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，構(gòu)成 電流 通路，因此為保證電路啟動(dòng)或電流斷續(xù)后能正常導(dǎo)通，必須對(duì)不同組別應(yīng)到導(dǎo)通的一對(duì)晶閘管同時(shí)加 觸發(fā)脈沖，所以觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)大于 π／ 3 的寬脈沖。 M1VT2VT3VT4VT5VT6VTFuRCFuFuFuFuFu 圖 42 直流側(cè)阻容保護(hù) 三相橋式全控整流電路的設(shè)計(jì)與分析 14 5. 三相橋式整流電路 MATLAB仿真 三相橋式 全控整流電路原理圖如圖 21 所示。 整 流電 路 1VD 2VD 3VD4VD5VD6VD RCR 圖 41反向阻斷式過電壓抑制 RC 電路 三相橋式全控整流電路的設(shè)計(jì)與分析 13 直流側(cè)阻容保護(hù)電路 直流側(cè)也可能發(fā)生過電壓，在圖 42中，當(dāng)快速熔斷器熔斷或直流快速開關(guān)切斷時(shí)，因直流側(cè)電抗器釋放儲(chǔ)能，會(huì)在整流器直流輸出端造成過電壓。整流電路正常工作時(shí)，保護(hù)三相橋式整流器輸出端電壓為變壓器次級(jí)電壓的峰值，輸出電流很小，從而減小了保護(hù)元件的發(fā)熱。為使元件免受換相過電壓的危害，一般在元件的兩端并聯(lián) RC 電路。晶閘管元件在反向阻斷能力恢復(fù)前，將在反向電壓作用下流過相當(dāng)大的反向恢復(fù)電流。對(duì)于晶閘管初開通時(shí)引起的較大的 di/dt，可在晶閘管的陽(yáng)極回路串聯(lián)入電感進(jìn)行抑制；對(duì)于整 流橋內(nèi)部原因引起的過流以及逆變器負(fù)載回路接地時(shí)可以采用接入快速熔短器進(jìn)行保護(hù)。 本例中設(shè)計(jì)的三相橋式全控整流電路為大功率裝置，故考慮第一種保護(hù)方案，分別對(duì)晶閘管、交流側(cè)、直流側(cè)進(jìn)行保護(hù)設(shè)電路的設(shè)計(jì)。 三相橋式全控整流電路的設(shè)計(jì)與分析 12 4 保護(hù)電路的設(shè)計(jì) 為了保護(hù)設(shè)備安全，必須設(shè)置保護(hù)電路。相隔 60 度的第二個(gè)脈沖是由滯后 60 度相位的后一相觸發(fā)單元產(chǎn)生，在其生成第一個(gè)脈沖時(shí)刻將其信號(hào)引至本相觸發(fā)單元 6V 的 基極，使 6V 瞬時(shí)截止，與是本相觸發(fā)單元的 8V 管又導(dǎo)通，第二次輸出一個(gè)脈沖，因而得到間隔 60 度的雙脈沖。所以只要用適當(dāng)?shù)男盘?hào)來控制 5V 或 6V 的截止（前后 間隔60度），就可以產(chǎn)生符合要求的雙脈沖。當(dāng) 5V 、 6V 都導(dǎo)通時(shí) , 5cU 約為 15V，使 7V 、 8V 都截止，沒有脈沖輸出。電容 5C 的作用是為了提高強(qiáng)觸 發(fā)脈沖前沿。當(dāng) 15VD 導(dǎo)通時(shí)， 6C 經(jīng)脈沖變壓器一次側(cè)， 16R 與 8V 迅速放電，由于放電回路電阻很小， N 點(diǎn)電位迅速下降，當(dāng) N 點(diǎn)電位下降到 時(shí)， 15VD 導(dǎo)通，脈沖變壓器 TP改由 +15V穩(wěn)壓電源供電。 7V 、 8V 處于截止?fàn)顟B(tài)，無脈沖輸出。 當(dāng)控制電壓 coU =0時(shí)， 4V 截止。 ，整形放大和輸出環(huán)節(jié) 脈沖形成環(huán)節(jié) 由晶閘管 4V 、 5V 組成， 7V 、 8V 起脈沖放大作用。可以看出， Q點(diǎn)電位從同步電 壓負(fù)半周上升段開始時(shí)刻
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