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-文庫吧資料
2025-01-19 13:48本頁面
【正文】 到達(dá) 的時(shí)間越長， 2V 截止時(shí)間就越長，鋸齒波就越寬。如此周而復(fù)始。在負(fù)半周的上升段， + 1E電源通過 1R 給電容 1C 反向充電 , QU 為電容反向充電波形，其上升速度比 TSU 波形慢，故 !VD截止，如圖 25 所示。當(dāng)二次電壓波形在負(fù)半周的下降段時(shí)， 1VD 導(dǎo)通，電容 1C 被迅速充電。同步變壓 器和整流變壓器接在同一電源上，用同步變壓器的二次電壓來控制 2V 的通斷作用，這就保證了觸發(fā)脈沖與主電路電源同步。要使觸發(fā)脈沖與主電路電源同步，使開關(guān)的頻率與主電路電源頻率同步三相橋式全控整流電路的設(shè)計(jì)與分析 10 就可達(dá)到。從圖 22可知，鋸齒波是由開關(guān) 2V 管來控制的。這時(shí)，如 coU 為正值， M 點(diǎn)就向前移，控制角 ? 90 度，晶閘管電路處于整流工作狀態(tài)；如 coU 為負(fù)值， M點(diǎn)就向后移，控制角 ? 90度，晶閘管電路處于逆變狀態(tài)。當(dāng)接阻感負(fù)載電流連續(xù)時(shí)三項(xiàng)全控橋的脈沖初始相位應(yīng)定在? =90度 。因此當(dāng) pU 為固定值時(shí) ,改變 coU 便可改變 M 點(diǎn)的時(shí)間坐標(biāo)，即改變了脈沖產(chǎn)生的時(shí)刻，脈沖被移相。圖中 M點(diǎn)是 4V 由截止到導(dǎo)通的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。由于 4V 的存在，上述電壓波形與實(shí)際波形有出入，當(dāng) 4b 點(diǎn)電壓等于 后， 4V 導(dǎo)通。39。ph UU? 確定 。coU 仍為與 coU 平行的一直線，但絕對(duì)值比 coU 小。coU 為： 39。pU 仍為一條與 pU 平行的直線，但絕對(duì)值比 pU 小。pU 為： )//(39。 設(shè) hU 為鋸齒波電壓 3eu 單獨(dú)作用在 4V 基極 4b 時(shí)的電壓，其值為 hU = 3eU )//( //87687 RRR RR? 可見 hU 仍為一鋸齒波，但斜率比 3eU 低。射極跟隨器 3V 的作用是減小控制回路的電流對(duì)鋸齒波電壓 3bU 的影響。調(diào)節(jié)電位器 2RP ，即改變 2C 的恒定充電三相橋式全控整流電路的設(shè)計(jì)與分析 9 流 cI1 ，可見 2RP 是用來調(diào)節(jié)鋸齒波斜率的。 圖 31所示為恒流源電路方案，由 1V 、 2V 、 3V 和 2C 等無件組成，其中 1V 、 sV 、 2RP 和3R 為一恒流源電路。 根據(jù)晶閘管觸發(fā) 電路設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求決定采用鋸齒波同步觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。 三相橋式全控整流電路的設(shè)計(jì)與分析 8 4 集成觸發(fā)電路：移相范圍小于 180 度，為保證觸發(fā)脈沖的對(duì)稱度，要求交流電網(wǎng)波形畸變率小于 5%。 3 鋸齒波同步觸發(fā)電路：它不受電網(wǎng)電壓波動(dòng)與波形畸變的直接影響，抗干擾能力強(qiáng)，移相范圍寬，具有強(qiáng)觸發(fā)，雙脈沖和脈沖封鎖等環(huán)節(jié)，可觸發(fā) 200A 的晶閘管。 2 正弦波同步觸發(fā)電路：由于同步信號(hào)為正弦波，故受電網(wǎng)電壓的波動(dòng)及干擾影響大，實(shí)際移相范圍只有 150 度左右。 設(shè)計(jì)的任務(wù)指標(biāo)及要求 1 輸入電壓：直流 +15V,15V. 2 交流同步電壓： 20V. 3 移相電壓： 0 10 V. 4 移相范圍：大于等于 170 度 . 5 對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)算元器件參數(shù) . 擇 可供選擇的方案種類 1 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路 2 正弦波同步觸發(fā)電路 3 鋸齒波同步觸發(fā)電路 4 集成觸發(fā)電路 方案選擇的論證 1 單結(jié)晶體管觸發(fā)電路：脈沖寬度窄，輸出功率小，控制線性度差；移相范圍一般小于 180度，電路參數(shù)差異大，在多相電路中使用不易一致，不付加放大環(huán)節(jié)。這說明，帶阻感負(fù)載時(shí)，三相橋式全控整流電路的 α 角 移相范圍為 900。圖 24 給出了α =900 時(shí)的波形。圖 22 和圖 23 分別給出了三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載 α =00 和 α =300 的波形。區(qū)別在于負(fù)載不同時(shí)，同樣的整流輸出電壓加到負(fù)載上，得到的負(fù)載電流 id 波形不同，電阻負(fù)載時(shí) ud 波形與 id 的波形形狀一樣。 阻感負(fù)載時(shí)的波形分析 三相橋式全控整流電路大多用于向阻感負(fù)載和反電動(dòng)勢阻 感負(fù)載供電 （即用于直流電機(jī)傳動(dòng)），下面主要分析阻感負(fù)載時(shí)的情況。 ⑶ ud 一周期脈動(dòng) 6 次，每次脈動(dòng)的波形都一樣 , 故該電路為 6 脈波整流電路。 共陽極組 VT VT VT2 也依次差 。 ⑵ 對(duì)觸發(fā)脈沖的要求： 按 VT1VT2VT3VT4VT5VT6 的順序，相位依次差 。使 U d 為負(fù)值。 三相橋式全控整流電路用作有源逆變時(shí)，就成為三相橋式逆變電路。為了保證在任何時(shí)刻都必須有兩個(gè)晶閘管導(dǎo)通，采用了雙脈沖觸發(fā)電路，在一個(gè)周期內(nèi)對(duì)每個(gè)晶閘管連續(xù)觸發(fā)兩次，兩次脈沖前沿的間隔為 60 176。 6 個(gè)晶閘管導(dǎo)通的順序是按 VT6 – VT1 → VT1 – VT2 → VT2 – VT3 → VT3 – VT4 → VT4 – VT5 → VT5 – VT6 依此循環(huán)，每隔 60 176。 （ 4） 需保證同時(shí)導(dǎo)通的 2 個(gè)晶閘管均有脈沖，可采用兩種方法：一種是寬脈沖觸發(fā) 一種是 雙脈沖觸發(fā)（常用） 三相橋式全控整流電路實(shí)質(zhì)上是三相半波 共陰極組與共陽極組整流電路的串聯(lián)。 3)同一相的上下兩個(gè)橋臂，即 VT1 與 VT4， VT3 與 VT6， VT5 與 VT2，脈沖相差 180?。 （ 2） 對(duì) 觸發(fā)脈沖的要求： 1)按 VT1VT2VT3VT4VT5VT6 的順序，相位依次差 60?。一般 5 為共陰極， 6 為共陽極。要使晶閘管重新關(guān)斷，必須做到以下兩點(diǎn)之一：一是將陽極電流減小到小于維持電流 IH；二是將陽極電壓減小到零或使之反向。 綜上所述，可得如下結(jié)論： ①晶閘管與硅整流二極管相似，都具有反向阻斷能力，但晶閘管還具有正向阻斷能力，即晶閘管正向?qū)ū仨毦哂幸欢ǖ臈l件：陽極加正向電壓，同時(shí)控制極也加正向觸發(fā)電壓（實(shí)際 工作中，控制極加正觸發(fā)脈沖信號(hào)）。此對(duì)管子壓降很小，一般為 0. 6～ V，電源電壓幾乎全部加在負(fù)載電阻 R 上，晶閘管中有電流流過，可達(dá)幾十至幾千安。在很短的時(shí)間（一般幾微秒）兩只二極管均進(jìn)入飽和狀態(tài)，使晶閘管完全導(dǎo)通 。當(dāng)晶閘管的陽極 A 和陰極 K 之間加正向電壓 UA，且控制極 G 和陰極 K 之間也加正向電壓 UG 時(shí)，外層靠下的 PN 結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。 三相橋式全控整流電路的設(shè)計(jì)與分析 2 1 晶閘管的工作原理
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