三相桥式整流电路设计VIP免费

1/19一、设计的基本要求1.1、主要技术数据1)电源电压：交流220V/50Hz2)输出电压范围50V~100V3)最大输出电流：10A4)具有过流保护功能，动作电流：12A5)具有稳压功能6)效率不低于70%1.2、主要用途三相桥式整流电路在电力电子领域中的应用及其重要，也是应用最为广泛的电路。不仅在一般的工业领域的应用非常广泛，如中频炉、发电机励磁、自动控制等，也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、能源系统、以及其他领域。二、总体方案控制电路触发电路光耦隔离主电路保护电路2/19三、电路原理说明3.1、主电路原理说明3.1.1、工作原理三相全控桥式整流电路是由一组共阴极接法的三相半波可控整流电路和一组共阳极接法的三相半波可控整流电路串起来组成的，如上图所示。为了便于表达晶闸管的导通顺序，把共阴极组的晶闸管依次编号为VT1、VT3、VT5，而把共阳极组的晶闸管依次编号为VT4、VT6、VT2。假设六个晶闸管换成六个整流二极管，则电路为不可控电路。相当于晶闸管触发角α=0°时的情况。三相电压正、负半周各有三个自然换相点，六个自然换相点依次相差60°。对于共阴极组，阳极电位最高的器件导通；对于共阳极组，阴极电位最低的器件导通。六个自然换相点把一个周期分成以下六段：1)ωt1＜ωt≤ωt2时，共阴极组VT1导通，共阳极组VT6导通，ud=uab。2)ωt2＜ωt≤ωt3时，共阴极组VT1导通，共阳极组VT2导通，ud=uac。3)ωt3＜ωt≤ωt4时，共阴极组VT3导通，共阳极组VT2导通，ud=ubc。4)ωt4＜ωt≤ωt5时，共阴极组VT3导通，共阳极组VT4导通，ud=uba。5)ωt5＜ωt≤ωt6时，共阴极组VT5导通，共阳极组VT4导通，ud=uca。6)ωt6＜ωt≤ωt1时，共阴极组VT5导通，共阳极组VT6导通，ud=ucb。通过以上分析，可知三相全控桥式整流电路有以下几个基本特点：1)任何时刻必须有两个晶闸管同时导通，一个为共阴极组，一个为共阳极组，以便形成通路2)晶闸管在组内换相，同组内晶闸管的触发脉冲互差120°，由于共阴极组与共阳极组的自然换相点互差60°，所以每隔60°有一个元件换相。同一桥臂上的两个元件的触发脉冲互差180°，元件导通顺序为VT1→VT2→VT3→VT4→VT5→VT6→VT1。3)输出电压的波形为线电压的一部分，一周期脉动6次。4)变压器正负半周都有电流流过，所以没有直流磁化问题，变压器利用效率高。为了保证任何时刻共阴极组合共阳极组各有一个元件导通，必须对两组中应导通的两个元件同时加触发脉冲。可以采用宽脉冲（脉冲大于60°）或双窄脉冲实现。3/195)整流变压器采用△/Y接法，使电源线电流为正、负面积相等的阶梯波，更接近正弦波，谐波影响小。3.1.2、基本数量关系(1)阻性负载①电阻负载a≤60时，电流波形连续，一个波头为60°，所以积分区间为60°整流电压的平均值为：cos34.2)(sin63123232dUttdUU②电阻负载且60≤α≤120°时，电流波形断续，一个波头小于60°，所以积分区间小于60°，整流电压平均值为：)3cos(134.2)(sin63232dUttdUU积分上限到π，移相范围为120°。(2)感性负载当电感足够大时，整流电流波形连续且为水平线。整流电流的平均值和有效值相等Id=I，每个晶闸管每周期导通120°，整流电压的平均值为cos34.2)(sin63123232dUttdUUα=0°时，Ud0=2.34U2；α=90°时，Ud=0V。移相范围为90°。负载电流平均值为：(3)晶闸管的工作三相全控桥式整流电路中，晶闸管的换流只有在本组内进行，且每隔120°换流一次，即在电流连续的情况下每个晶闸管的导通角为120°。因此1)流过晶闸管的电流平均值和有效值为4/192)流进变压器次级的电流有效值为3)晶闸管承受的最高电压3.2、控制电路原理说明3.2.1电路图的选择三相桥式全控整流电路，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α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。晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。晶闸管具有下面的特性：1）当晶闸管承受反向电压时，无论门极是...