三相桥式全控整流电路的设计与仿真设计Word文档格式.docx

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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。

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

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60。

b.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120。

c.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。

③

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。

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

用的是Multisim软件进行仿真

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

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

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：

晶闸管电流有效值即为变压器二次电流：

根据计算结果，所以选取c233m型号晶闸管。

因为

，再根据仿真中的最佳效果，所以选取电感值为180mH。

四．主电路仿真分析

1.仿真电路

图三仿真主电路图

2.阻感负载，a=0时工作情况

图四a=0时晶闸管UVT波形

图五a=0时负载电压Ud波形

定量分析

所以，

>

200V，所以必须串入电阻分压，分压电阻必须满足任意a角时的要求

所以

=

则输出电流的平均值为

3.阻感负载，a=30时工作情况

图六a=30时晶闸管

的波形

图七a=30时负载电压

所以，

200V，所以必须串入电阻分压，分压电阻必须满足任意a角的要求

得

4.阻感负载，当a=60时工作情况

图八a=60时晶闸管UVT的波形

图九a=60时负载电压Ud的波形

所以，

60V<

<

200V

输出电流的平均值为

5.阻感负载，当a=90时工作情况

图十a=90时晶闸管

图十一a=90时负载电压

得，

，所以a不能调到

。

由

得，为确保输出电压范围在60—200V之间，

调节a角不能超过

，并要串联个大于

的电阻。

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:

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、求助老师，终于还是完成了此次的课程设计。

在此次设计中遇到的问题主要有：

1.仿真时对a的调节，我先前采用的是对六个晶闸管延迟时间的调整，但不知怎的始终不能得到理想的波形，以为是晶闸管的问题，换了无数种晶闸管后问题却依旧存在。

但通过无数次的尝试我终于找到了一种调节a值的方法，就是对三相电源的延迟时间进行调节。

如三相电源的延迟时间设为3.333ms就相当于a的值为30度；

三相电源的延迟时间设为5ms就相当于a的值为0度。

2.仿真时对触发信号源的选择，先前选择的是电源触发信号，但在使用中得到的结果并不理想，通过多次尝试以及翻阅资料最后选择了电流触发信号。

3.阻感负载，a=90度时产生的波形与理想波形始终存在较大差异，通过多次的尝试、调节，仍存在着一些差异。

参考文献：

[1]王兆安编著.电力电子技术.北京:

机械工业出版社,2004年5月.

[2]黄智伟编著.基于NIMultisim的电子电路计算机仿真设计与分析.

北京：

电子工业出版社，2008年1月.