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1、目录摘 要 - 2 -Abstract - 3 -第一章 引言 - 4 -1.1 设计背景 - 4 -1.2 设计任务 - 4 -第二章 方案选择论证 - 6 -2.1 方案分析 - 6 -2.2 方案选择 - 6 -第三章 电路设计 - 7 -3.1 主电路原理分析 - 7 -第四章 仿真分析 - 9 -4.1 建立仿真模型 - 9 -4.2 仿真参数的设置 - 10 -4.3 仿真结果及波形分析- 11 -第五章 设计总结 - 26 -致 谢 - 27 -参考文献 - 28 -摘要目前，各类电力电子变换器的输入整流电路输入功率级一般采用不可控整流 或相控整流电路。这类整流电路结构简单，控制
2、技术成熟，但交流侧输入功率因 数低，并向电网注入大量的谐波电流。据估计，在发达国家有 60%的电能经过变 换后才使用，而这个数字在本世纪初达到 95%。电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据估计，发达国家在用户 最终使用的电能中，有 60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处 理。电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。可以毫不 夸张地说，如果离开电力电子技术，电力系统的现代化就是不可想象的。随着社会生产和科学技术的发展，整流电路在自动控制系统、测量系统和发 电机励磁系统等领域的应用日益广泛。Matlab提供的可视化仿真工具Simulink 可直接建立电路仿
3、真模型，随意改变仿真参数，并且立即可得到任意的仿真结果， 直观性强，进一步省去了编程的步骤。本文利用 Simulink 对三相桥式全控整流 电路进行建模，对不同控制角、桥故障情况下进行了仿真分析，既进一步加深了 三相桥式全控整流电路的理论，同时也为现代电力电子实验教学奠定良好的实验 基础。此次课程设计要求设计晶闸管三相桥式可控整流电路，与三相半波整流电路 相比，三相桥式整流电路的电源利用率更高，应用更为广泛。关键词：电力电子 晶闸管 simulink 三相桥式整流电路AbstractAt present, all kinds of power electronic converter inpu
4、t rectifier circuit input power level generally use the uncontrolled rectifier or phase controlled rectifier circuit. This kind of rectifier circuit is simple in structure, control technology is mature, but the AC input power factor is low, and the harmonic currents injected a lot to the power grid.
5、 According to estimates, in developed countries 60% of the electric energy transformed before use, and this figure reached 95% at the beginning of the century.Power electronic technology has been widely used in electric power system. According to estimates, the developed countries in the end users t
6、o use electricity, with more than 60% of the electricity at least after more than once in power electronic converter device. Power system in the modernization process, the power electronic technology is one of the key technologies. It is no exaggeration to say that, if you leave the power electronic
7、 technology, power system modernization is unthinkable.With the development of social production and scientific technology, application of rectifier circuit in the field of automatic control system, the measuring system and the generator excitation system is more and more widely. Matlab provides a v
8、isual simulation tool Simulink can directly establish circuit simulation model, changing the simulation parameters, and can immediately get the simulation results of arbitrary, intuitive, further saves the programming steps. In this paper, Simulink is used to model the three-phase full-bridge contro
9、lled rectifier circuit, the different control angle, bridge fault conditions are simulated and analyzed, which deepens the three-phase full-bridge controlled rectifier circuit theory, it also examines the foundations for modern power electronic experimental teaching lay a good solid.The curriculum d
10、esign for the design of thyristor three-phase bridge controlled rectifier circuit, compared with three phase half wave rectifier circuit, the power of three-phase bridge rectifier circuit utilization rate higher, more extensive application.Key words: electronic power thyristor Simulink three-phase b
11、ridge rectifier circuit第一章 引言1.1 设计背景在电力、冶金、交通运输、矿业等行业，电力电子器件通常被用于电机变频 调速、大功率设备驱动的关键流程之中，由于电力电子器件故障往往是致命性的、 不可恢复的，常导致设备的损毁、生产的中断，造成重大经济损失。因此，通过 储存故障信息用以检测对比尤为重要，并且也是一种简单可行的测量方法。根据 电力电路的实际运行情况可知，大多数故障表现为功率开关器件的损坏，其中以 功率开关器件的开路和直通最为常见，本文通过仿真采集功率器件在开路时的各 种波形，分析整流器件发生故障的种类，判断可能发生故障的器件。1.2 设计任务一 、设计内容及技术
12、要求：计算机仿真具有效率高、精度高、可靠性高和成本低等特点，已经广泛应用 于电力电子电路（或系统）的分析和设计中。计算机仿真不仅可以取代系统的许 多繁琐的人工分析，减轻劳动强度，提高分析和设计能力，避免因为解析法在近 似处理中带来的较大误差，还可以与实物试制和调试相互补充，最大限度地降低 设计成本，缩短系统研制周期。可以说，电路的计算机仿真技术大大加速了电路 的设计和试验过程。通过本次仿真，学生可以初步认识电力电子计算机仿真的优 势，并掌握电力电子计算机仿真的基本方法。晶闸管三相桥式可控整流电路的电路，参数要求：电网频率 f=50hz电网额定电压 U=380v电网电压波动 正负 10%阻感负载
13、电压 0250V 连续可调。1、设计内容（1）制定设计方案；（2）主电路设计及主电路元件选择；（3）驱动电路和保护电路设计及参数计算；器件选择；（4）绘制电路原理图；（5）总体电路原理图及其说明。2、仿真任务要求（1）熟悉 matlab/simulink/power system 中的仿真模块用法及功能；（2）根据设计电路搭建仿真模型；（3）设置参数并进行仿真（4）给出不同触发角时对应电压电流的波形；3、设计的总体要求（1）熟悉整流和触发电路的基本原理，能够运用所学的理论知识分析设计任 务；（2）掌握基本电路的数据分析、处理；描绘波形并加以判断；（3）能正确设计电路，画出线路图，分析电路原理；
14、（4）广泛收集相关技术资料。第二章 方案选择论证2.1 方案分析单相可控电路与三相可控电路相比，有结构简单，输出脉动大，脉动频 率低的特点，其不适于容量要求高的情况，而三相可控整流电路有与之基本 相反的特点，对于相当于反电动势负载的电动机来说，它能满足其电流容量 较大，电流脉动小且连续不断的要求。2.2 方案选择课设题目中给出的正是要求为 220V、20A 的直流电动机供电，它的容量 为 S= kw ，属于高容量，所以应选用三相可控整流电路整流。另外三相桥式整 流电压的脉动频率比三相半波高一倍，因而所需平波电抗器的电感量也减小 约一半。三相半波虽具有接线简单的特点，但由于其只采用三个晶闸管，所
15、 以晶闸管承受的反向峰值电压较高，并且电流是单方向的，存在直流磁化问 题。基于以上原因，最终我选择三相桥式全控电路为电机整流。三相可控整流电路的控制量可以很大，输出电压脉动较小，易滤波，控制滞 后时间短，因此在工业中几乎都是采用三相可控整流电路。在电子设备中有时也 会遇到功率较大的电源，例如几百瓦甚至超过 12kw 的电源，这时为了提高变 压器的利用率，减小波纹系数，也常采用三相整流电路。另外由于三相半波可控 整流电路的主要缺点在于其变压器二次侧电流中含有直流分量，为此在应用中较 少。而采用三相桥式全控整流电路，可以有效的避免直流磁化作用。虽然三相桥 式全控整流电路的晶闸管的数目比三相半波可控
16、整流电路的少，但是三相桥式全 控整流电路的输出电流波形便得平直，当电感足够大时，负载电流波形可以近似 为一条水平线。在实际应用中，特别是小功率场合，较多采用单相可控整流电路。 当功率超过4KW时，考虑到三相负载的平衡，因而采用三相桥式全控整流电路。第三章 电路设计3.1 主电路原理分析晶闸管按从1 至 6 的顺序导通，为此将晶闸管按图示的顺序编号，即共阴极 组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT、VT3、VT5，共阳极组 中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT4、VT6、VT2。编号如图示, 晶闸管的导通顺序为 VT1VT2VT3VT4VT5VT6。VT VT3 VT5 4VT, VL VTr d图 3-1 主电
