精品毕业论文--三相桥式整流电路设计.doc

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、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。

关键词：整流，变压，触发，过电压，保护电路

目录

第1章三相桥式整流原理 3

第2章系统主电路 4

2.1三相全控桥的工作原理 4

2.2阻感负载时的波形分析 4

第3章触发电路设计 6

3.1芯片的连接 6

3.2触发电路原理说明 7

第4章保护电路的设计 9

4.1晶闸管的保护电路 9

4.2直流侧阻容保护电路 10

第5章参数的计算 11

5.1整流变压器参数 11

5.2晶闸管参数 12

第6章MATLAB建模与仿真 13

6.1MATLAB建模 13

6.2MATLAB仿真 15

6.3仿真结构分析 17

心得体会 18

第1章三相桥式整流原理

目前，在各种整流电路中，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路。习惯将电路中阴极连在一起的三个晶闸管(VT1、VT3、VT5)称为共阴极组；阳极

连在一起的三个晶闸管(VT4、VT6、VT2)称为共阳极组。

三相桥式全控整流电路通过变压器与电网连接，经过变压器的耦合，晶闸管

电路得到一个合适的输入电压，是晶闸管在较大的功率因素下运行。

本设计中，主电路由三大部分构成，分别为主电路、触发电路、保护电路。接通电路时，主电路通电，同时触发电路也通电工作，形成触发脉冲(图中省略

了三片KJ004),使主电路中的晶闸管导通工作。系统原理图如图1.1。

图1-1三相桥式全控整流电路原理图

第2章系统主电路

2.1三相全控桥的工作原理

如图2-1所示，为三相桥式整流电路为电动机提供电源。由于考虑此安全绕组电感和电阻，故为三相桥式整流电路带阻感负载。图中，变压器一次侧为三角形连接，二次侧为星型连接。晶闸管按从1到6的顺序导通，为电机提供持续的

直流电压。

VIIvn)Vt)

M

VI4VIFVI2

图2-1三相桥式全控整流电路带电动机(阻感)负载原理图

2.2阻感负载时的波形分析

三相桥式整流电路带阻感负载运行时，当触发角小于60度时，其波形与带

电阻负载相同，波形如图2-2和2-3所示。

图2-2触发角为0度时的波形图图2-3触发角为30时的波形图

当触发角大于60度时，阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同，电阻负载时ud波形不会出现负的部分，而阻感负载时，由于电感L的作用，ud波形会出现负的部分。图2-4给出了a=90度时的波形。若电感L值足够大，ud中正负面积将基本相等，ud平均值近似为零。这说明，带阻感负载时，三相桥式全控

整流电路的a角移相范围为90度。

图2-4触发角为90时的波形图

第3章触发电路设计

3.1芯片的连接

晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且

其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开

关、逆变及变频等电子电路中。晶闸管具有下面的特性：

(1)当晶闸管承受反向电压时，无论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。(2)晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管

才导通。

(3)晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如

何变化，晶闸管都保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。

(4)晶闸管在导通情况下，当主回路电压(或电流)减小到接近于零时，

晶闸管关断。

(送至各晶间管的脉冲变压器一次侧》

图3-1双脉冲触发电路

根据晶闸管的这种特性，通过控制晶闸管的导通和关断时刻，就能控制整流电路的触发角的大小。在整流电路合闸启动过程中或电流断续时，为确保电路的正常工作，需保证同时导通的2个晶闸管均有触发脉冲。在触发某个晶闸管的同时，给序号紧前的