感性負載三相橋式全控整流系統(tǒng)的設(shè)計與仿真

1、<p><b>　　xxxx 學(xué) 院</b></p><p><b>　　課程設(shè)計報告書</b></p><p>　　題 目： 感性負載三相橋式全控 </p><p>　　整流系統(tǒng)的設(shè)計與仿真 </p><p>　　學(xué) 院： </p&

2、gt;<p>　　專 業(yè)： </p><p>　　班 級： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p><b>　　1 引言</

3、b></p><p><b>　　1.1 設(shè)計目的</b></p><p>　　電力電子技術(shù)課程設(shè)計是電力電子技術(shù)課程的重要實踐環(huán)節(jié)，是學(xué)習(xí)該課程后的綜合性訓(xùn)練。這種訓(xùn)練是通過獨立進行某一變流裝置的設(shè)計和實驗（或仿真實驗）來完成的。通過課程設(shè)計，進一步鞏固、深化電力電子技術(shù)及相關(guān)課程的基本知識、基本理論和基本技能，達到培養(yǎng)獨立分析和解決實際問題的能力；通過課程設(shè)

4、計，獨立完成一種變流裝置課題的基本設(shè)計工作，達到培養(yǎng)綜合應(yīng)用所學(xué)知識和實際查閱相關(guān)設(shè)計資料能力的目的；通過課程設(shè)計，熟悉設(shè)計過程，了解設(shè)計步驟，掌握設(shè)計內(nèi)容，達到培養(yǎng)工程繪圖和編寫設(shè)計說明書能力的目的，為今后從事相關(guān)方面的實際工作打下良好基礎(chǔ)。</p><p>　　要求畫出總體設(shè)計框圖，以說明各課題由哪些相對獨立的部分組成，并以文字對原理作輔助說明。設(shè)計各個部分的電路圖，并加上原理說明，畫出輸出波形。設(shè)計整個電路

5、的電路圖，加上原理說明。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計要求</b></p><p>　　1.畫出總體設(shè)計框圖，以說明各課題由哪些相對獨立的部分組成，并以文字對原理作輔助說明。</p><p>　　2.設(shè)計各個部分的電路圖，并加上原理說明，畫出輸出波形。</p><p>　　3.設(shè)計整個電路的電路圖，加上原理說

6、明。</p><p>　　4. MATLAB仿真實驗。</p><p><b>　　1.3 設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計一個三相可控整流電路使其輸入電壓:三相交流380伏 、頻率為50赫茲、輸出功率2KW、負載為阻感性負載。</p><p>　　三相橋式整流系統(tǒng)的研究</p><p>

7、;　　三相橋式整流系統(tǒng)的觸發(fā)分析與設(shè)計</p><p><b>　　設(shè)計方案</b></p><p><b>　　原理圖</b></p><p>　　三相橋式全控整流電流（電阻性負載）原理圖，共陰極組陰極連接在一起的3個晶閘管（VT1，VT3，VT5）。</p><p>　　共陽極組陽極連接在一起的

8、3個晶閘管（VT4，VT6，VT2）導(dǎo)通順序：VT1－〉VT2－〉VT3－〉 VT4－〉VT5－〉VT6。</p><p>　　1-1三相橋式全控整流電路(阻感性負載)</p><p>　　2.2 三項全橋的工作特點</p><p>　　⑴ 2個晶閘管同時通形成供電回路，其中共陰極組和共陽極組 各1個，且不能為同1相器件。</p><p>

9、　?、?對觸發(fā)脈沖的要求：</p><p>　　按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的順序，相位依次差60?。</p><p>　　共陰極 組VT1、VT3、VT5的脈沖依次差120?。</p><p>　　共陽極組VT4、VT6、VT2也依次差120?。</p><p>　　同一相的上下兩個橋臂，即VT1與VT4，VT3與VT

10、6， VT5與VT2，脈沖相差180。</p><p>　?、?ud一周期脈動6次，每次脈動的波形都一樣, 故該電路為6脈波整流電路。</p><p>　　⑷ 晶閘管承受的電壓波形與三相半波時相同，晶閘管承受最大正、反向電壓的關(guān)系也相同。</p><p>　　阻感負載時的波形分析</p><p>　　三相橋式全控整流電路大多用于向阻感負載和反

11、電動勢阻感負載供電（即用于直流電機傳動），下面主要分析阻感負載時的情況，因為帶反電動勢阻感負載的情況，與帶阻感負載的情況基本相同。 </p><p>　　當(dāng)α≤60度時，ud波形連續(xù)，電路的工作情況與帶電阻負載時十分相似，各晶閘管的通斷情況、輸出整流電壓ud波形、晶閘管承受的電壓波形等都一樣。區(qū)別在于負載不同時，同樣的整流輸出電壓加到負載上，得到的負載電流 id 波形不同，電阻負載時 ud 波形與 id 的波形形

12、狀一樣。而阻感負載時，由于電感的作用，使得負載電流波形變得平直，當(dāng)電感足夠大的時候，負載電流的波形可近似為一條水平線。圖2-2和圖2-3分別給出了三相橋式全控整流電路帶阻感負載α=0度和α=30度的波形。 </p><p>　　圖2-2中除給出ud波形和id波形外，還給出了晶閘管VT1電流 iVT1 的波形，可與帶電阻負載時的情況進行比較。由波形圖可見，在晶閘管VT1導(dǎo)通段，iVT1波形由負載電流 id 波形決定

13、，和ud波形不同。 </p><p>　　圖2-3中除給出ud波形和 id 波形外，還給出了變壓器二次側(cè)a相電流 ia 的波形，在此不做具體分析。</p><p>　　圖2-2 觸發(fā)角為0度時的波形圖 圖2-3 觸發(fā)角為30度時的波形圖</p><p>　　當(dāng)α＞60度時，阻感負載時的工作情況與電阻負載時不同，電阻負載時ud波形不會出現(xiàn)負的部分，

14、而阻感負載時，由于電感L的作用，ud波形會出現(xiàn)負的部分。圖2-4給出了α=90度時的波形。若電感L值足夠大，ud中正負面積將基本相等，ud平均值近似為零。這說明，帶阻感負載時，三相橋式全控整流電路的α角移相范圍為90度。</p><p>　　圖2-4 觸發(fā)角為90度時的波形圖</p><p>　　2.3 集成觸發(fā)器電路圖</p><p>　　三相橋式全控觸發(fā)電路由3

15、個KJ004集成塊和1個KJ041集成塊（KJ041內(nèi)部是由12個二極管構(gòu)成的6個或門）及部分分立元件構(gòu)成，可形成六路雙脈沖，再由六個晶體管進行脈沖放大即可，分別連到VT1，VT2，VT3，VT4，VT5，VT6的門極。6路雙脈沖模擬集成觸發(fā)電路圖如圖2-5所示：</p><p>　　圖2-5 集成觸發(fā)電路圖</p><p>　　2.4 實驗總電路圖</p><p&g

16、t;<b>　　總電路圖</b></p><p><b>　　MATLAB仿真</b></p><p>　　3.1三相橋式全控整流電路(阻感性負載)仿真圖</p><p>　　3-1三相橋式全控整流電路(電阻性負載)仿真圖</p><p>　　3.2 MATLAB仿真電源參數(shù)設(shè)定</p>

17、<p><b>　　3-2-1電源參數(shù)</b></p><p>　　3.3 三相橋式全控整流電路(阻感性負載)仿真波形</p><p>　　設(shè)置控制腳a 為0,30,60,89與其相印的波形</p><p>　　3-3-1三相橋式全控整流電路(阻感性負載)a 為0</p><p>　　3-3-2三相橋式全控

18、整流電路(阻感性負載)a 為30</p><p>　　3-3-3三相橋式全控整流電路(阻感性負載)a 為60</p><p>　　3-3-4三相橋式全控整流電路(阻感性負載)a 為90</p><p><b>　　元器件清單</b></p><p>　　表4-1 三相整流電路模型主要元器件</p><

19、p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　我認為本次實驗的仿真結(jié)果與預(yù)想結(jié)果沒有太大的出入，仿真圖應(yīng)該是對的，但是在一些地方的處理上還不是很好。感謝老師與同學(xué)在實習(xí)過程中給出的幫助。</p><p>　　通過本次課程設(shè)計使我加深了對課本專業(yè)知識的理解，平常都是理論知識的學(xué)習(xí)，在此次課程設(shè)計中，真正做到了自己查閱資料、自己解決問題，對觸發(fā)電路、保護電路等都

20、有了更深刻的理解。使我懂得了只有課堂知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的知識綜合起來，從理論中得出結(jié)論，提高自己獨立思考的能力，才會對自己的將來有幫助。在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次課程設(shè)計，把以前所學(xué)過的知識重新溫故，鞏固了所學(xué)的知識。當(dāng)然也遇到了很多的困難，能過討論和查閱資料，逐一解決了這些問題。通過解決課程設(shè)計的這些難點，與其說是增加了的知識，不如說培養(yǎng)了我們一個積極的心態(tài)

21、。當(dāng)遇到困難時，端正態(tài)度，認真地查資料，跟老師和同學(xué)討論，以一個最積極的充滿信心的態(tài)度，最終總會解決問題。</p><p><b>　　參考資料</b></p><p>　　1. 電力電子技術(shù)與應(yīng)用，鄭宏婕主編，福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社，2005</p><p>　　2. 電力電子技術(shù)與MATLAB仿真，周淵深主編，北京：中國電力出版社，200