三相桥式全控整流电路的设计与仿真一•设计要求1） 完成三相桥式全控整流电路的设计、仿真；2） 设计要求：输入AC3*110V, 50Hz,输出电流连续，阻感负载，要求输出直流电 压 60V~200V，计算其主开关器件所承受的最大正反向电压，器件的额定电流，并建立 合适的仿真模型，对主电路进行仿真然后根据三相桥式整 流电路的驱动控制要 求，设计其控制电路，产生符合电路驱动所要求的触 发波形二•题目分析三相全控整流电路的整流负载容量较大，输出直流电压脉动较小，是目前 应用 最为广泛的整流电路它是由半波整流电路发展而来的由一组共阴 极的三相半波 可控整流电路（共阴极组晶闸管依次编号 T1.T3.T5 ）和一组共阳极接法的晶闸管（依次编号 T4.T6.T2 ）串联而成六个晶闸管分别由 按一定 规律的脉冲触发导通，来实现对三相交流电的整流，当改变晶闸管 的触发角时，相 应的输出电压平均值也会改变，从而得到不同的输出根据要求的输入电压值与输出的电压范围，计算出晶闸管承受的最大 正、反向 电压值然后根据三相桥式整流电路的驱动控制要求，设计其控 制电路，产生符合 电路驱动所要求的触发波形 再用 Multisim 软件进行仿真，调试，得到仿真图形。
1 .主电路图原理图t图一主电路原理图2.三相桥式全控整流电路的特点及其要求：一般变压器一次侧接成三角型，二次侧接成星型，晶闸管分共阴极和共阳极一般 1、3、5为共阴极，2、4、6为共阳极① 两管同时导通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各一个，且不能为同一 相器 件② 对触发脉冲的要求：a. 按 VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6 的顺序，相位依次差 60b. 共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120,共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差 120c. 同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4, VT3与VT6, VT5与VT2，脉 冲相差180③ Ud —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④ 需保证同时导通的 2 个晶闸管均有脉冲，可采用两种方法：一种是宽脉冲触发一种是双脉冲触发（常用）⑤ 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三•主电路设计、元器件选型及计算:1 .主电路仿真图D3€2?3M£233M4U110 V 50 HzL1 iSDjnt：：：D4：433 M jD&C233M用的是Multisim软件进行仿真■ -a I r[1图二主电路仿真图2.根据设计要求具体参数的确定设计要求：输入AC3*110V , 50Hz,输出电流连续，阻感负载，电阻为30欧，要求 输出直流电压60V~200V。
整流输出电压Ud的波形在一周期内脉动六次，且每次脉动的波形相同，因此在计算其平均值时，只需对一个脉冲进行即可此外，以线电压的过零点为时间坐 标的零点，于是可得到当整流输出电压连续时（及带阻感负载时）的平均值为v 6U sin td( t) 2 .34 U cos22所以，晶闸管承受的最大正、反向电压为变压器二次线电压峰值，即:FM =U RM\2 J3U26U 2.45 110 269.5/2晶闸管电流有效值即为变压器二次电流:；l 0.816lIVT I 2 d dIdUd根据计算结果，所以选取c233m型号晶闸管"VW因为wL R，再根据仿真中的最佳效果， 所以选取电感值为 180mH o144电路仿真分真电路:::DI；1€23 J M "*\D ft 0.6 A (jiniuir>f 3mtecIS： 20L14「二 0 A 0 A图三仿真主电路图2•阻感负载，a=0时工作情况图四a二0时晶闸管UVT波1::：0 0 7 msChATrigg*r5 口嬉ID^ Sb"—0 f JMi BWF£jgeJ T ErtT pasit ion DLevelD | Vc竺]0 ][oTJ$ing. | N*r仏。
Mon絶图五 a=0 时负载电压 Ud 波形定量分析U —〒 V6 U sin td ( t) 2.34 U cos d —〒 2 2一33所以，U=2.34U cosa 2.34 110 257.4Vd2因为U >200V，所以必须串入电阻分压，分压电阻必须满足任意a角时的 d要求257.4V200V所以 R,= 8.61则输出电流的平均值为UdR R257.46.67A38.613•阻感负载，a=30时工作情况T1■ I-I| T T.Aft a None■ TimeCh»nri*l_ACh 砂 *1 0Chann«l CChano«l_D1 £70 02fl ns263 世"JT1e吐乜J-S才胡・ ATn^erfl mSr;Drv m f AEdgeXpafition |Cr p ■皓 ibon u■y/T啣舛p| «| p httjj <®cSing. 1疋里分析236U sinV 2td ( t)2.34U cos2=2・34U2cosa 2.34110 2所以，Ud因为Ud>200V，所以必须串入电阻分压，分压电阻必须满足任意223Va角的要图六a=30时晶闸管UVT的波形223V200VR R4.得 R2 = 3.45则输出电流的平均值为2236.67 AR R 33.452阻感负载,当a=60G ” D时工position0I TT闵日AjF 七Channel ft.T TieLase10D 'lij'Div6 m^/DivAlto J Mo neTnggtr&3geTime6 他 15i 1Channs*l_A Chan r>el_6 Ch3ning|_C Chann^l^O ^21 VWeak f po期时情况图八a=60时晶闸管U ”的波形r1甘+Time27D.013 m;27D D2 3 msChsnntl A225 377 V匚hannel B匚hanrel CChianr>el D~4 14229 .377 VGHO (7E2 T10 DOO £O ODO VT»Ti*bas^Chann--fl_AATriggeriv nEJ庐rr ajExt'itpiisrfiori |0I T p95itlQH pLIpL&vel[o-*cYJT A
五•控制电路设计晶闸管可控整流电路，通过控制触发角a的大小即控制触发脉冲起始相位来控制输出电压大小为保证相控电路正常工作,很重要的是应保证按触发角 a的大小在正确的时刻向电路中的晶闸管施加有效的触发脉冲晶闸管相控电路,习惯称为 触发电路大、中功率的变流器广泛应用的是晶体管触发电路, 其中以同步信号为锯齿波的触发电路应用最多可靠性高,技术性能好,体积小,功耗低,调试 方便晶闸管触发电路的集成化已逐渐普及,已逐步取代分立式电路此处就是采用集成 触发产生触发脉冲KJ004组成分为同步、锯齿波形成、移相、脉冲形成、脉冲分选及脉 冲放大几个环节 3个KJ004集成块和1个KJ041集成块,可形成六路双脉冲,再由六个晶体管进行脉冲放大 ,即可得到完整的三相 全控桥触发电路,如下图所示:u sb15V图十二控制电路原理图六.设计总结为时五天的课程设计，不仅让我获得了新的知识，巩固了已有的知识，而且 更让我 明白了什么事情都要亲力亲为后方知其不容易 此次课程设计当老师布置 题目后，我头 脑中的第一闪念是很简单， 不用花太多的时间和精力但当我真的 着手去做时，我却一 路遇到种种麻烦，把人弄得焦头难额不过最后通过静心调 整、咨询同学、求助。