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1、xxxx 学 院课程设计报告书题 目：感性负载三相桥式全控整流系统的设计与仿真学院：专 业：班 级：姓名：学号：1 引言1.1 设计目的电力电子技术课程设计是电力电子技术课程的重要实践环节，是学习该课程 后的综合性训练。这种训练是通过独立进行某一变流装置的设计和实验（或仿真 实验）来完成的。通过课程设计，进一步巩固、深化电力电子技术及相关课程的 基本知识、基本理论和基本技能，达到培养独立分析和解决实际问题的能力；通 过课程设计，独立完成一种变流装置课题的基本设计工作，达到培养综合应用所 学知识和实际查阅相关设计资料能力的目的；通过课程设计，熟悉设计过程，了 解设计步骤，掌握设计内容，达到培养工
2、程绘图和编写设计说明书能力的目的， 为今后从事相关方面的实际工作打下良好基础。要求画出总体设计框图，以说明各课题由哪些相对独立的部分组成，并以文 字对原理作辅助说明。设计各个部分的电路图，并加上原理说明，画出输出波形。 设计整个电路的电路图，加上原理说明。1.2 设计要求1. 画出总体设计框图，以说明各课题由哪些相对独立的部分组成，并以文字对 原理作辅助说明。2. 设计各个部分的电路图，并加上原理说明，画出输出波形。3. 设计整个电路的电路图，加上原理说明。4. MATLAB 仿真实验。1.3 设计任务设计一个三相可控整流电路使其输入电压:三相交流 380 伏 、频率为50 赫兹、 输出功率2
3、KW、负载为阻感性负载。三相桥式整流系统的研究 三相桥式整流系统的触发分析与设计2 设计方案2.1 原理图三相桥式全控整流电流（电阻性负载）原理图，共阴极组阴极连接在一起的3 个晶闸管（ VT1 ， VT3 ， VT5 ）。共阳极组阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4, VT6, VT2）导通顺序：VTVT2LR1-1 三相桥式全控整流电路（阻感性负载）2.2 三项全桥的工作特点 2 个晶闸管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组 各 1 个，且 不能为同1 相器件。 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
4、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。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。 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。2.2阻感负载时的波形分析三相桥式全控整流电路大多用于向阻感负载和反电动势阻感负载供电（即用 于直流电机传动），下面主要分析阻感负载时的情况，因为带反电动势阻感负载 的情况，与带阻感负载的情况基本相同。当a W60度时，ud波形连续，电路的工作情况与带电阻负载时十分相似， 各晶闸管的通断
5、情况、输出整流电压ud波形、晶闸管承受的电压波形等都一样。 区别在于负载不同时，同样的整流输出电压加到负载上，得到的负载电流 id 波 形不同，电阻负载时 ud 波形与 id 的波形形状一样。而阻感负载时，由于电感 的作用，使得负载电流波形变得平直，当电感足够大的时候，负载电流的波形可 近似为一条水平线。图2-2和图2-3分别给出了三相桥式全控整流电路带阻感负 载a =0度和a =30度的波形。图2-2中除给出ud波形和id波形外，还给出了晶闸管VT1电流iVTl的波形，可与带电阻负载时的情况进行比较。由波形图可见，在晶闸管 VT1 导通段， iVT1 波形由负载电流 id 波形决定，和 ud
6、 波形不同。图 2-3 中除给出 ud 波形和 id 波形外，还给出了变压器二次侧 a 相电流 ia 的 波形，在此不做具体分析。图 2-2 触发角为 0 度时的波形图图 2-3 触发角为 30 度时的波形图当a 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 度时的波形图2.3 集成触发器电路
7、图三相桥式全控触发电路由3个KJ004集成块和1个KJ041集成块（KJ041内部是由 12 个二极管构成的 6 个或门）及部分分立元件构成，可形成六路双脉冲 再由六个晶体管进行脉冲放大即可，分别连到 VT1， VT2， VT3， VT4， VT5， VT6的门极。6 路双脉冲模拟集成触发电路图如图 2-5 所示%叫线-g4_ 1或 O回J*002-Z更C 卩卄1 回 囚 1iN至中T至V& 至V 至VT*至至耳T：图 2-5 集成触发电路图2.4 实验总电路图触发电路主电路的过电 压保护晶闸管的 过电流 保护总电路图3 MATLAB 仿真3.1 三相桥式全控整流电路（阻感性负载）仿真图3-1
8、 三相桥式全控整流电路（电阻性负载）仿真图3.2 MATLAB 仿真电源参数设定3-2-1 电源参数3.3 三相桥式全控整流电路（阻感性负载）仿真波形 设置控制脚a为0。,30。,60。,89。与其相印的波形400200-200-400400200-200| -400400300200100400200-200-4000.010.020.030.040.050.060.070.080.093-3-1三相桥式全控整流电路（阻感性负载）a为0。3-3-2三相桥式全控整流电路（阻感性负载）a为30。40020040020010020040020011400200-2000.010.020.030.0
9、40.050.060.07-200 r-300100 k-0.080.093-3-3三相桥式全控整流电路（阻感性负载加为60。ni3-3-4三相桥式全控整流电路（阻感性负载加为90。4 元器件清单元器件名称提取元器件路径交流电源Electrical source/AC voltage source三相电压-电流测量单元Measurements/Three-phaseVT measurement三相晶闸管整流器Extra library/three-phase library/6-pulse thyristor bridgeRLC负载Elements/series RLC bridge6脉冲发生
10、器Extralibrary/controlblocks/synchronized6-pulseg enerator触发角设定Simulink/sources/constans表 4-1 三相整流电路模型主要元器件5 总结我认为本次实验的仿真结果与预想结果没有太大的出入，仿真图应该是对 的，但是在一些地方的处理上还不是很好。感谢老师与同学在实习过程中给出的 帮助。通过本次课程设计使我加深了对课本专业知识的理解，平常都是理论知识的 学习，在此次课程设计中，真正做到了自己查阅资料、自己解决问题，对触发电 路、保护电路等都有了更深刻的理解。使我懂得了只有课堂知识是远远不够的， 只有把所学的知识综合起来
11、，从理论中得出结论，提高自己独立思考的能力，才 会对自己的将来有帮助。在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过 的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计，把以前所学过的 知识重新温故，巩固了所学的知识。当然也遇到了很多的困难，能过讨论和查阅 资料，逐一解决了这些问题。通过解决课程设计的这些难点，与其说是增加了的 知识，不如说培养了我们一个积极的心态。当遇到困难时，端正态度，认真地查 资料，跟老师和同学讨论，以一个最积极的充满信心的态度，最终总会解决问题。6 参考资料1. 电力电子技术与应用，郑宏婕主编，福州：福建科学技术出版社，20052. 电力电子技术与 MATLAB 仿真，周渊深主编，北京：中国电力出版社，20053. 马建国.电子系统设计.北京：高等教育出版社,20044. 王锁萍.电子设计自动化教程.四川：电子科技大学出版社 2002
