小功率晶闸管整流电路设计.doc

小功率晶闸管整流电路设计 一、设计目的及意义 电力电子技术的课程设计是《电力电子技术》课程的一个重要的实践教学环节。它与理论教学和实践教学相结合，可加深理解和全面掌握《电力电子技术》课程的基本内容，可使我们在理论联系实际、综合分析、理论计算、归纳整理和实验研究等方面得到综合训练和提高，从而培养我们具有独立解决实际问题和从事科学研究的初步能力。 主要目的在于： 1.通过设计提高学生综合运用知识的能力，巩固和扩展学生的知识领域、培养学生严谨的科学态度和提高独立工作的能力； 2.通过设计使学生初步掌握电力电子系统设计方法，熟悉国家有关技术和经济方面的方针政策和安全规程，训练使用设计手册的技术资料的能力； 3.培养学生利用计算机编写技术和绘制设计图样的能力。 二、设计的原始数据及具体要求 Ⅰ）原始数据 1.380V三相交流供电电源； 2.负载为并励直流电动机，相关数据如下表所示： 型号 额定功率 （KW） 额定电压 （V） 额定电流 （A） 额定转速 (r/min) 电枢回路电感 (H) Z2-92 30 220 161.5 750 3.62 3.整流装置输出的直流电压和电流应满足负载要求； 4.电路应具有一定的稳压和保护功能，同时还具有较高的防止过电压和过电流 的抗干扰能力。 Ⅱ）具体要求 1.方案论证及选择； 2.整流变压器电压及容量计算； 3.晶闸管元件选择； 4.电抗器容量计算； 5.保护电路的元件选择； 6.触发电路选择； 7.同步变压器及同步电压选择； 8.完成课程设计说明书一份，设计晶闸管整流电路原理图一张。 三、拟定方案 在三相整流电路中，三相零式电路突出的优点是电路简单，用的晶闸管少，触发器也少，需要200V电压的用电设备直接用380V电网供电，而不需要另设整流变压器。但是要求晶闸管耐压高，整流输出电压脉动大，需要平波电抗器容量大，电源变压器二次电流中有直流分量，增加了发热和损耗。而且往往需要从变压器单独敷设零线。而三相桥式整流电路，在输出整流电压的同时，电源相电压可较零式整流电路小一半，显著减轻了晶闸管和变压器的耐压要求。变压器二次绕组电流中没有直流分量，利用率高。输出整流电压脉动小，所以平波电抗器容量也小。三相桥式整流电路缺点是整流器件用的多，需要220V电压的设备也不能用380V电网直接供电而需要整流变压器。三相半控桥式整流虽然触发电路和整流器件较少，但整流输出电压脉动大，所以选择三相全控桥式整流电路。 1.三相桥式全控整流电路带电阻负载时的电路原理图及波形：（如下图所示） 图1 三相桥式全控整流电路 a =0° a =30° 2.三相桥式全控整流电路的特点 (1)二管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各一，且不能为同一相器件。 (2)对触发脉冲的要求： 按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60°。 共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120°，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120°。同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180°。 (3)ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整流电路。 (4)需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲 可采用两种方法：一种是宽脉冲触发，一种是双脉冲触发（常用） (5)晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压 的关系也相同。 四、单元电路设计 1.主电路设计 图2 三相全控桥式整流电路 1） 整流变压器电压及容量的计算 取，则 2）晶闸管的选择 取100A 取900V 所以选取晶闸管型号为 3）电抗器容量计算 使输出电流连续的电感量 取10 限制输出电流脉动的电感量