三相半波可控整流电路设计 电力电子技术 课程设计（论文）.doc

电力电子技术 课程设计（论文） 题目： 三相半波可控整流电路设计  课程设计目的与要求 1.1 课程设计目的 “电力电子技术”课程设计是在教学及实验基础上，对课程所学理论知识的深化和提高。因此，要求学生能综合应用所学知识，设计出具有电压可调的直流电源系统，能够较全面地巩固和应用本课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌整流电路设计的基本方法。培养学生独立思考、独立收集资料、独立设计的能力；培养分析、总结及撰写技术报告的能力。 1.2 课程设计的预备知识 熟悉电力电子技术课程、电机学课程的相关知识。 1.3 课程设计要求 按课程设计指导书提供的课题，根据第下表给出的基本要求及参数独立完成设计，课程设计说明书应包括以下内容： 方案的经济技术论证。 主电路设计。 通过计算选择整流器件的具体型号。 确定变压器变比及容量。 确定平波电抗器。 7、触发电路设计或选择。 8、课程设计总结。 9、完成4000字左右说明书，有系统电气原理图，内容完整、字迹工整、图表整齐规范、数据详实。 设计技术参数 工作量 工作计划 三相交流380V电源。 整流输出电压Ud在0～130V连续可调。 整流输出电流最大值50A。 反电势负载，Em=120V。 5、要求工作电流连续。 1、方案的经济技术论证。 2、主电路设计。 3、通过计算选择整流器件的具体型号。 4、确定整流变压器变比及容量。 5、确定平波电抗器 6、触发电路设计或选择。 7、绘制主电路图。 第一周： 周一：收集资料。 周二：方案论证 周三：主电路设计。 周四：理论计算。 周五：选择器件的具体型号。 第二周： 周一：触发电路设计或选择 周二：确定变压器变比及容量 周三：确定平波电抗器。 周四～五：总结并撰写说明书。 课程设计内容 2.1工作原理及波形分析 a.(= 0 (时的工作情况 图是三相半波可控整流电路，它是组成其它三相整流电路的基本单元。从图中可见三个晶闸管的阴极连接在一起，这种接法称共阴极接法，这对触发电路有公共线者安排比较方便。 图1 图2（a）～（e）示出三相半波整流电路的电压、电流波形。如果将电路中的晶闸管全换成整流管，那么整流元件就在(t1、(t2、(t3处自然换相，并总是换到电压最高的一相上去，相应地输出a相、b相、c相电压。因此相电压的交点就是三相半波电路的自然换相点，即该处的(= 0 (。 ??? 在(t1~(t2期间内，a相电压比b、c相都高。如果在(t1时刻触发晶闸管T1，可使T1导通，此时负载上得到a相电压ua，在(t2~(t3期间，b相电压最高，在(t2时刻触发晶闸管T2，可使T2导通，此时T1因承受反向电压而关断，负载上得到b相电压ub，......如此，各晶闸管都按同样的规律依次触发导通并关断前面一个已导通的晶闸管。如图（c）所示，输出的整流电压是三相交流相电压正半周的包络线。 ??? 从图（b）可以看出，各晶闸管上的触发脉冲相序应与电源的相序相同。各相触发脉冲依次间隔120 (，每相晶闸管各导电120(，负载电流波形与整流电压波形相同，是连续的。 ??? 图（d）是变压器a相绕组，即流经晶闸管T1的电流波形，可见变压器绕组中通过的是直流脉动电流。 ??? 图（e）是晶闸管T1两端的电压uT1的波形。 b.(= 30 (时的工作情况 图电负载(= 3 0 (时的波形 电路波形图如下所示： 2.3.1具体计算如下： 三相半波整流电路Ud有：Ud=1.17cosa Id=(Ud-E)/R 当a=0度时，Ud最大，Ud=1.17U2=130v 所以有U2=111V Idmax=Udmax/R =(130-120)/R=50 所以有 R=0.2Ω IVT(AV)=IVT/1.57=18.4A VRM=2.45U2=272V,UFM=1.414U2=157V 故晶闸管选用KP6400-1-12即可满足要求 2.3.2变压器变比k=U/U2=380/111 S2=U2*Id=111*50=5.55*103.考虑到安全性问题以及损耗，取变压器S=6*103 W， 。 2.3.3平波电抗器的确定 如图2所示，id波形在一个周期内有部分时间为零的情况，称为电流断续。与此对应，若id波形不出现为0的情况，称为电流连续。当aδ时，触发脉冲到来时，晶闸管承受负电压，不可能导通。为了使晶闸管可靠导通，要求触发电路有足够的宽度，保证当我wt=δ时刻晶闸管开始承受正电压时，触发脉冲依然存在。这样，相当于触发角被推迟为δ，即a=δ. 负载为直流电动机时，如果出现电流断流则电动机的机械特性将很软。从图2中可以看出，导通角θ越小，则电流波形的低部就越窄。电流平均值是与电流波形的面积成正比的，因而为了增大电流平均值，必须增大电流峰值，这要求较多地降低反电势。因此