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1、电力电子技术课程设计说明书 三相半波可控整流电路的设计院 、 部： 电气与信息工程学院 学生姓名： 周天全 指导教师： 陆秀令 职称 教 授 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气1403班 完成时间： 2017年6月 湖南工学院电力电子技术课程设计课题任务书学院： 电气与信息工程学院 专业：电气工程及其自动化专业 指导教师陆秀令学生姓名周天全课题名称三相半波可控整流电路的设计内容及任务一、设计任务设计一个三相半波可控整流电路，已知三相交流输入线电压380V，要求整流电压在0100V连续可调，负载自拟，其它性能指标自定。二、设计内容1、关于本课程学习情况简述；2、主电路的设计、原理分析和
2、器件的选择；3、控制电路的设计；4、保护电路的设计；5、利用MATLAB软件对自己的设计进行仿真。主要参考资料1 王兆安,王俊编.电力电子技术(第5版).北京:机械工业出版社,20102 黄俊,秦祖荫编.电力电子自关断器件及电路.北京:机械工业出版社,19913 李序葆,赵永健编.电力电子器件及其应用.北京:机械工业出版社,1996教研室意见 教研室主任：（签字）年 月 日摘 要 整流就是交流变直流的过程。当整流负荷容量较大，或要求直流电压脉动较小、易滤波时，应采用三相整流电路，其交流测由三相电源供电。三相可控整流电路中，最基本的是三相半波可控整流。晶闸管（SCR）是晶体闸流管的简称，又称作可
3、控硅整流器，以前被简称为可控硅。只有在晶闸管阳极和门级同时承受正向电压时，晶闸管才能导通，两者缺一不可。本课题三相半波可控整流电路就是利用晶闸管的这一性质，使得每个晶闸管流过单相电流，以此来达到整流的目的。同时，改变晶闸管的导通触发角，改变每相电压导通时刻，以实现整流电压在0100V连续可调。由于设备有限，因此采用Matlab提供的可视化仿真工具Simulink直接建立电路仿真。Simulink仿真具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink仿真已被广泛应用于控制理论和 数字信号处理的复杂仿真和设计。 关键词：整流；晶闸管；Matlab1
4、ABSTRACT Rectification is the process of alternating current to direct current. When the rectifier load capacity is big, or the DC voltage fluctuation is small and easy to filter, three-phase rectifier circuit should be adopted, and the AC measurement is supplied by three-phase power supply. Three p
5、hase controllable rectifier circuit, the most basic is the three-phase half wave controlled rectifier. The thyristor (SCR) is referred to as the crystal thyratron, also called silicon controlled rectifier, previously referred to as scr. The thyristor can only be switched on when the anode and gate l
6、evel of the thyristor are simultaneously under the forward voltage, and both of them are indispensable. This topic three-phase half wave controlled rectifier circuit is to use the nature of thyristor, so that each thyristor flow through a phase, so as to achieve the purpose of rectification. Meanwhi
7、le, the turn-on trigger angle of the thyristor is changed, and the turn-on time of each phase voltage is changed so as to realize the continuous adjustment of the rectification voltage at 0100V.Because of the limited equipment, Simulink is used to build the circuit simulation directly by the visual
8、simulation tool Matlab. Simulink simulation has wide adaptability, structure and process simulation of fine, clear and practical, high efficiency, flexibility, and the advantages of Simulink based simulation has been widely used in control theory and digital signal processing complex simulation and
9、design.Key Words:rectification; the thyristor;matlab1目 录1 设计背景及要求11.1 设计背景11.2 设计要求12 主电路设计22.1 主电路原理分析22.2 器件的选择及参数计算32.2.1 整流电压的参数计算32.2.2 晶闸管的参数计算及选择33 触发电路设计54 保护电路设计65 Matlab仿真设计75.1 电路仿真图75.2 Matlab仿真结果分析7结束语9参考文献10致 谢1111 设计背景及要求1.1 设计背景所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。通常我们从电源中得到的电力往往不能直接使用，需要进行电力变换。电力
10、变换一般可分为四种，即交流变直流、直流变交流、交流变交流、直流变直流。交流变直流被称为整流，就是我们设计所需要的一个环节。1.2 设计要求设计一个三相半波可控整流电路，已知三相交流输入线电压380V，要求整流电压在0100V连续可调，负载自拟，其它性能指标自定。（1）关于本课程学习情况简述；（2）主电路的设计、原理分析和器件的选择； （3）控制电路的设计； （4）保护电路的设计； （5）利用MATLAB软件对自己的设计进行仿真。2 主电路设计2.1 主电路原理分析 三相半波可控整流电路如图1所示。为得到零线，变压器二次侧必须接成星行，而一次侧接成三角形，避免3次谐波流入电网。3个晶闸管分别接入
11、a、b、c三相电源，采用共阴极接法连在一起，这种接法触发电路有公共端，连线方便。二极管换相时刻为自然换相点，是各相晶闸管能触发导通的最早时刻，将其作为计算各晶闸管触发角的起点。在同一周期中，工作情况如下：三相电压在自然换相点处依次循环完成a、b、c相电压的转换，同时对应的3个晶闸管也依次导通，每管各导通。波形为三个相电压在正半周期的包络线。 R b)c)d)e)f)u2idu ubuc =0Owt1wt2wt3uGOudOOu bu cOiVT1uVT1wtwtwtwtwt图1 三相半波可控整流电路及=时的波形2.2 器件的选择及参数计算2.2.1 整流电压的参数计算整流电压平均值的计算分两种
12、：（1） 时，负载电流连续，有 （1） 当=时，最大，为。（2） 时，负载电流断续，晶闸管导通角减小，此时有 （2） 根据设计任务要求整流电压在0100V连续可调，=380V因此有 （I）当时，令=100V，将数据代入公式（1）可求得=，而在=100V时，求得的为最大值，可知此时的是0100V上最小的，但最小的依然大于，可见不满足设计要求。 （II）时，令=100V，将数据代入公式（2）可求得=，再将=0V代入公式（2）得到=，可见在范围内，满足设计要求。2.2.2 晶闸管的参数计算及选择 （1）负载电流平均值为 （3）（2） 晶闸管承受的最大反向电压为变压器二次侧线电压峰值，即 (4)由于晶闸管阴极与零点间的电压即为整流输出电压，其最小值为零，为晶闸管阳极于零点间的最高电压等于变压器二次相电压的峰值，因此晶闸管阳极于阴极间的最大电压等于变压器二次相电压的峰值，即
