三相桥式全控整流

1绪论
1.1课题背景   
    高频率、大容量、低损耗、小体积、易驱动、模块化是现在电力电子器件发展的目标。高效、节能、小型化和智能化是目前电力电子应用系统的方向发展。整流电路是电力电子电路中出现最早的一种,它是一种将交流电变为直流电的电路,在工业技术上应用十分广泛。主要用在直流电动机调速,发电机励磁调节,电镀,电解等各种工业生产领域。
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1.2课题研究的目的和意义 
(1)培养综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。 
(2)通过对不可逆直流电力拖动系统中三相桥式全控整流电路的设计,掌握三相桥式全控整流电路的工作原理,综合运用所学知识,三相桥式全控整流电路和系统设计的能力 
(3)培养运用知识的能力和工程设计的能力。
1.3国内外概况
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。 
而电能的传输中,直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势,其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源,现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。在各种电子装置中,以前大量采用线性稳压电源供电,由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高,现在已逐渐取代了线性电源。因为各种信息技术装置都需要电
力电子装置提供电源,所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。近年发展起来的柔性交流输电(FACTS)也是依靠电力电子装置才得以实现的。
1.4课题的主要研究工作
此次课程设计研究的是三相桥式全控整流电路,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。
2 系统设计方案的研究
2.1三相桥式全控整流电路的原理
三相桥式全控整流电路系统通过变压器与电网连接,经过变压器的耦合,晶闸管主电路得到一个合适的输入电压,使晶闸管在较大的功率因数下运行。变流主电路和电网之间用变压器隔离,触发晶闸管使三相全控桥将交流整流成直流,带动直流电动机运转。
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)2管同时通形成供电回路,其中共阴极组和共阳极组各1,且不能为同1相器件。
哺乳睡衣(2)对触发脉冲的要求:
1)按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序,相位依次差60undefined。
2)共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120undefined,共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120undefined。
3)同一相的上下两个桥臂,即VT1与VT4,VT3与VT6,VT5与VT2,脉冲相差180undefined。
(3)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。
(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。
三相桥式全控整流电路实质上是三相半波共阴极组与共阳极组整流电路的串联。在任何时
刻都必须有两个晶闸管导通才能形成导电回路,其中一个晶闸管是共阴极组的,另一个晶闸管是共阳组的。 6 个晶闸管导通的顺序是按 VT6 – VT1 → VT1 – VT2 → VT2 – VT3 → VT3 – VT4 → VT4 – VT5 → VT5 – VT6 依此循环,每隔 60 °有一个晶闸管换相。为了保证在任何时刻都必须有两个晶闸管导通,采用了双脉冲触发电路,在一个周期内对每个晶闸管连续触发两次,两次脉冲前沿的间隔为 60 °。三相桥式全控整流电路原理图如右图所示。
三相桥式全控整流电路用作有源逆变时,就成为三相桥式逆变电路。由整流状态转换到逆变状态必须同时具备两个条件:一定要有直流电动势源,其极性须和晶闸管的导通方向一致,其值应稍大于变流器直流侧的平均电压;其次要求晶闸管的 a > 90 °,使 U d 为负值。
2.2设计内容和要求
本次设计条件:电源电压:三相交流U:220V/50Hz;输出功率:11000W;触发角,纯电阻负载;α=0°,15°,45°,90°,150°电阻电感负载
设计内容:1.晶闸管电流、电压额定参数选择
          2.主电路的设计
          3.触发电路的设计
2.3三相桥式全控整流电路定量分析 
纸碗(1)当整流输出电压连续时(即带阻感负载时,或带电阻负载a跨栏架≤60 时)的平均值为: 
      公式(2.1)
(2)带电阻负载且搁物架a >60 时,整流电压平均值为: 
       公式(2.2)
输出电流平均值为 :Id=Ud /R  扩管机
(3)晶闸管额定电流、额定电压的选择 
①晶闸管承受最大正向电压为,为变压器二次线电压峰值,即 
        公式(2.3)

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