通过仿真和分析,可知三相桥式全控整流电路的输出电压受控制角α和负载特性的影响,文中应用Matlab的可视化仿真工具simulink对三相桥式全控整流电路的仿真结果进行了详细分析,并与相关文献中采用常规电路分析方法所得到的输出电压波形进行比较,进一步验证了仿真结果的正确性。采用Matlab/Simulink对三相桥式全控整流电路进行仿真分析,避免了常规分析方法中繁琐的绘图和计算过程,得到了一种直观、快捷分析整流电路的新方法。应用Matlab/Simulink进行仿真,在仿真过程中可以灵活改变仿真参数,并且能直观地观察到仿真结果随参数的变化情况。应用Matlab对整流电路故障仿真研究时,可以判断出不同桥臂晶闸管发生故障时产生的波形现象,为分析三相桥式整流电路打下较好的基础,是
一种值得进一步应用推广的功能强大的仿真软件,同进也是电力电子技术实验较好辅助工具。随着社会生产和科学技术的发展,整流电路在自动控制系统、测量系统和发电机励磁系统等领域的应用日益广泛。常用的三相整流电路有三相桥式不可控整流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路,由于整流电路涉及到交流信号、直流信号以及触发信号,同时包含晶闸管、电容、电感、电阻等多种元件,采用常规电路分析方法显得相当繁琐,高压情况下实验也难顺利进行。Matlab提供的可视化仿真工具Simtlink可直接建立电路仿真模型,随意改变仿真参数,并且立即可得到任意的仿真结果,直观性强,进一步省去了编程的步骤。本文利用Simulink对三相桥式全控整流电路进行建模,对不同控制角、桥故障情况下进行了仿真分析,既进一步加深了三相桥式全控整流电路的理论,同时也为现代电力电子实验教学奠定良好的实验基础。
参考文献
1.王沫然 Simulink 4建模及动态仿真 2002
2.黄忠霖控制系统MATLAB计算及仿真 2001
3.王兆安.黄俊电力电子技术 2000
4钟麟王峰.MATLAB仿真技术与应用教程.国防工业出版社.2003
5刘敏魏玲.《MATLAB通信仿真与技术应用》.国防工业出版社.2001
6孙屹吴磊.《Simulink通信仿真开发手册》.国防工业出版社,2004
三相桥式全控整流电路
1主电路的原理 1.1主电路 其原理图如图1所示。 图1 三相桥式全控整理电路原理图 习惯将其中阴极连接在一起的3个晶闸管(VT1、VT3、VT5)称为共阴极组;阳极连接在一起的3个晶闸管(VT4、VT6、VT2)称为共阳极组。此外,习惯上希望晶闸管按从1至6的顺序导通,为此将晶闸管按图示的顺序编号,即共阴极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5,共阳极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT4、VT6、VT2。从后面的分析可知,按此编号,晶闸管的导通顺序为VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6。 1.2主电路原理说明 整流电路的负载为带反电动势的阻感负载。假设将电路中的晶闸管换作二极管,这种情况也就相当于晶闸管触发角α=0o时的情况。此时,对于共阴极组的3个晶闸管,阳极所接交流电压值最高的一个导通。而对于共阳极组的3个晶闸管,则是阴极所接交流电压值最低(或者说负得最多)的一个导通。这样,任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个晶闸管处于导通状态,施加于负载上的电压为某一线电压。此时电路工作波形如图2所示。
图2 反电动势α=0o时波形 α=0o时,各晶闸管均在自然换相点处换相。由图中变压器二绕组相电压与线电压波形的对应关系看出,各自然换相点既是相电压的交点,同时也是线电压的交点。在分析ud的波形时,既可从相电压波形分析,也可以从线电压波形分析。从相电压波形看,以变压器二次侧的中点n为参考点,共阴极组晶闸管导通时,整流输出电压ud1为相电压在正半周的包络线;共阳极组导通时,整流输出电压ud2为相电压在负半周的包络线,总的整流输出电压ud = ud1-ud2是两条包络线间的差值,将其对应到线电压波形上,即为线电压在正半周的包络线。
三相桥式全控整流电路课程设计.
目录 1. 绪论 (1) 2. 主电路设计及原理 (2) 2.1总体框架图 (2) 2.2三相桥式全控整流电路的原理 (2) 2.3 实验内容 (5) 3. 单元电路设计 (7) 3.1 主电路 (7) 3.2 触发电路 (7) 3.3 保护电路 (8) 3.4 硬件电路PCB版图 (11) 3.4.1 顶层视图 (11) 3.4.2 底层视图 (12) 3.4.3 顶层覆盖图 (12) 3.4.4 3D视图 (13) 4 .电路分析与仿真 (14) 4.1 带电阻负载的波形分析 (14) 4.2 三相桥式全控整流电路定量分析 (16) 4.2.1 仿真模型图 (19) 4.2.2 仿真实验结论 (19) 5. 结论 (20) 6. 参考文献 (22) 7. 附录 (23)
第一章绪论 整流电路技术在工业生产上应用极广。如调压调速直流电源、电解及电镀的直流电源等。整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。 整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后,主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间,用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离(可减小电网与电路间的电干扰和故障影响)。整流电路的种类有很多,有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。 把交流电变换成大小可调的单一方向直流电的过程称为可控整流。整流器的输入端一般接在交流电网上。为了适应负载对电源电压大小的要求,或者为了提高可控整流装置的功率因数,一般可在输入端加接整流变压器,把一次电压U1,变成二次电压U2。由晶闸管等组成的全控整流主电路,其输出端的负载,我们研究是电阻性负载、电阻电感负载(如直流电动机的励磁绕组,滑差电动机的电枢线圈等)。以上负载往往要求整流能输出在一定范围内变化的直流电压。为此,只要改变触发电路所提供的触发脉冲送出的早晚,就能改变晶闸管在交流电压U2一周期内导通的时间,这样负载上直流平均值就可以得到控制。
三相桥式全控整流电路的设计
电力电子技术课程设计报告 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姓名陈营 学号0317 年级03班 专业电气工程及其自动化 系(院)汽车学院 指导教师齐延兴 2011年12月24日
一、引言 整流电路尤其是三相桥式可控整流电路是电力电子技术中最为重要也是应用得最为广泛的电路, 不仅用于一般工业, 也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、能源系统及其他领域. 因此对三相桥式可控整流电路的相关参数和不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有很强的现实意义, 这不仅是电力电子电路理论学习的重要一环, 而且对工程实践的实际应用具有预测和指导作用. 因此调试三相桥式可控整流电路的相关参数并对不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有一定的现实意义。 二、设计任务 课程设计目的 1、培养文献检索的能力,特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。 2、培养综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。 3、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 4、培养运用知识的能力和工程设计的能力。 5、提高课程设计报告撰写水平。 课程设计指标内容及要求 三相桥式全控整流电路设计要求: (1)电网:380V,50HZ; (2)直流电机额定功率17KW,额定电压220V,额定电流90A,额定转速1500r/min. (3)变压器漏感: 设计的步骤 ⑴根据给出的技术要求,确定总体设计方案 ⑵选择具体的元件,进行硬件系统的设计 ⑶进行相应的电路设计,完成相应的功能 ⑷进行调试与修改 ⑸撰写课程设计说明书 三、设计方案选择及论证 三相半波可控整流电路 特点:阻感负载,L值很大,i d波形基本平直: a≤30°时:整流电压波形与电阻负载时相同; a>30°时(如a=60°时的波形如图2-16所示)u2过零时,VT1不关断,直到VT2的脉冲到来,才换流,由VT2导通向负载供电,同时向VT1施加反压使其关断——u d波形中出现负的部分阻感负载时的移相范围为90°。
三相桥式全控整流电路的设计与仿真
第一章绪言 1.1设计背景 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。 随着社会生产和科学技术的发展,整流电路在自动控制系统、测量系统和发电机励磁系统等领域的应用日益广泛。常用的三相整流电路有三相桥式不可控整流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路,由于整流电路涉及到交流信号、直流信号以及触发信号,同时包含晶闸管、电容、电感、电阻等多种元件,采用常规电路分析方法显得相当繁琐,高压情况下实验也难顺利进行。Matlab提供的可视化仿真工具Simulink可直接建立电路仿真模型,随意改变仿真参数,并且立即可得到任意的仿真结果,直观性强,进一步省去了编程的步骤。本文利用Simulink对三相桥式全控整流电路进行建模,对不同控制角、桥故障情况下进行了仿真分析,既进一步加深了三相桥式全控整流电路的理论,同时也为现代电力电子实验教学奠定良好的实验基础。 此次课程设计要求设计晶闸管三相桥式可控整流电路,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。 1.2 设计任务 《晶闸管三相桥式可控整流电路设计与仿真》 一、设计内容及技术要求: 计算机仿真具有效率高、精度高、可靠性高和成本低等特点,已经广泛应用于电力电子电路(或系统)的分析和设计中。计算机仿真不仅可以取代系统的许多繁琐的人工分析,减轻劳动强度,提高分析和设计能力,避免因为解析法在近似处理中带来的较大误差,还可以与实物试制和调试相互补充,最大限度地降低设计成本,缩短系统研制周期。可以说,电路的计算机仿真技术大大加速了电路的设计和试验过程。通过本次仿真,学生可以初步认识电力电子计算机仿真的优
三相可控整流电路课程设计
二.三相晶闸管全控整流电路原理说明 2.1主电路原理说明 晶闸管按从1至6的顺序导通,为此将晶闸管按图示的顺序编号,即共阴极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5,共阳极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT4、VT6、VT2。编号如图示,晶闸管的导通顺序为VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6 。 带电阻负载时的工作情况 晶闸管触发角α=0o时的情况:此时,对于共阴极组的3个晶闸管,阳极所接交流电压值最高的一个导通。而对于共阳极组的3个晶闸管,则是阴极所接交流电压值最低(或者说负得最多)的一个导通。这样,任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个晶闸管处于导通状态,施加于负载上的电压为某一线电压。此时电路工作波形如图所示。 α=0o时,各晶闸管均在自然换相点处换相。由图中变压器二绕组相电压与线电压波形的对应关系看出,各自然换相点既是相电压的交点,同时也是线电压的交点。从相电压波形看,以变压器二次侧的中点n为参考点,共阴极组晶闸管导通时,整流输出电压 ud1为相电压在正半周的包络线;共阳极组导通时,整流输出电压ud2为相电压在负半周的包络线,总的整流输出电压ud = ud1-ud2是两条包络线间的差值,将其对应到线电压波形上,即为线电压在正半周的包络线。将波形中的一个周期等分为6段,每段为60度,如图2-18所示,每一段中导通的晶闸管及输出整流电压的情况如下表所示。由该表可见,6个晶闸管的导通顺序为VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6。 时段 1 2 3 4 5 6 共阴极组中 导通的晶闸 管 VT1 VT1 VT3 VT3 VT5 VT5 共阳极组中 导通的晶闸 管 VT6 VT2 VT2 VT4 VT4 VT6 整流输出电 压ud ua-ub=uab ua-uc=uac ub- uc=ubc ub- ua=uba uc- ua=uca uc-ub=ucb
电力电子三相桥式全控整流电路课程设计讲解
三相桥式全控整流电路的设计 摘要:整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后,主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间,用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离(可减小电网与电路间的电干扰和故障影响)。整流电路的种类有很多,有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。 关键词:整流变压触发过电压保护电路。 1前言 整流电路技术在工业生产上应用极广。如调压调速直流电源、电解及电镀的直流电源等。整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。 整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后,主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间,用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离(可减小电网与电路间的电干扰和故障影响)。整流电路的种类有很多,有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。 把交流电变换成大小可调的单一方向直流电的过程称为可控整流。整流器的输入端一般接在交流电网上。为了适应负载对电源电压大小的要求,或者为了提高可控整流装置的功率因数,一般可在输入端加接整流变压器,把一次电压U1,变成二次电压
基于Matlab-Simulink的三相桥式全控整流电路的建模与仿真..
南湖学院 电力电子技术 题目:基于Matlab/Simulink的三相桥式 全控整流电路的建模与仿真 系部:南湖学院机电系 专业:机械设计制造及其自动化 班级:N机自四班07-4F 姓名: 学号: 序号:29 2010年6月25日
基于Matlab/Simulink的三相桥式 全控整流电路的建模与仿真 摘要本文在对三相桥式全控整流电路理论分析的基础上,建立了基于Simulink的三相桥式全控整流电路的仿真模型,并对其带电阻负载时的工作情况进行了仿真分析与研究。通过仿真分析也验证了本文所建模型的正确性。 关键词Simulink建模仿真三相桥式全控整流 对于三相对称电源系统而言,单相可控整流电路为不对称负载,可影响电源三相负载的平衡性和系统的对称性。故在负载容量较大的场合,通常采用三相或多相整流电路。三相或多相电源可控整流电路是三相电源系统的对称负载,输出整流电压的脉动小、控制响应快,因此被广泛应用于众多工业场合。 本文在Simulink仿真环境下,运用PowerSystemBlockset的各种元件模型建立三相桥式全控整流电路的仿真模型,并对其进行仿真研究。 1.三相桥式全控整流电路的工作原理 三相桥式全控整流原理电路结构如图1所示。三相桥式全控整流电路是应用最广泛的整流电路,完整的三相桥式整流电路由整流变压器、6个桥式连接的晶闸管、负载、触发器和同步环节组成(见图1-1)。6个晶闸管以次相隔60度触发,将电源交流电整流为直流电。三相桥式整流电路必须采用双脉冲触发或宽脉冲触发方式,以保证在每一瞬时都有两个晶闸管同时导通(上桥臂和下桥臂各一个)。整流变压器采用三角形/星形联结是为了减少3的整倍次谐波电流对电源的影响。 元件的有序控制,即共阴极组中与a、b、c三相电源相接的三个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5,共阳极组中与a、b、c三相电源相接的三个晶闸管分别为VT、VT。它们可构成电源系统对负载供电的6条整流回路,各整流回路的交流电源电压为两元件所在的相间的线电压。 图1-1 三相桥式全控整流原理电路 2.基于Simulink三相桥式全控整流电路的建模 三相桥式全控整流电路在Simulink环境下,运用PowerSystemBlockset的各种元件模型建立了三相桥式全控整流电路的仿真模型,仿真结构如图2-1所示:
三相桥式全控整流电路的性能研究.
三相桥式全控整流电路的性能研究 一、原理及方案 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,还可以抑制由变流器进入电网的谐波成分。保护电路采用RC过电压抑制电路进行过电压保护,利用快速熔断器进行过电流保护。采用锯齿波同步KJ004集成触发电路,利用一个同步变压器对触发电路定相,保证触发电路和主电路频率一致,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。 结构框图如图1-1所示。整个设计主要分为主电路、触发电路、保护电路三个部分。框图中没有表明保护电路。当接通电源时,三相桥式全控整流电路主电路通电,同时通过同步电路连接的集成触发电路也通电工作,形成触发脉冲,使主电路中晶闸管触发导通工作,经过整流后的直流电通给直流电动机,使之工作。 图1-1 三相桥式全控整流电路结构图
二、主电路的设计及器件选择 实验参数设定负载为220V、305A的直流电机,采用三相整流电路,交流测由三相电源供电,设计要求选用三相桥式全控整流电路供电,主电路采用三相全控桥。 1.三相全控桥的工作原理 如图2-1所示,为三相桥式全控带阻感负载,根据要求要考虑电动机的电枢电感与电枢电阻,故为阻感负载。习惯将其中阴极连接在一起的3个晶闸管称为共阴极组;阳极连接在一起的3个晶闸管称为共阳极组。共阴极组中与a、b、c 三相电源相接的3个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5,共阳极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT4、VT6、VT2。晶闸管的导通顺序为 VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6。变压器为Y ?-型接法。变压器二次侧接成星形得到零线,而一次侧接成三角形避免3次谐波流入电网 KP1KP3KP5 图1 三相桥式全控整流电路 图2-1 三相桥式全控整流电路带(阻感)负载原理图 2. 三相全控桥的工作特点 ⑴2个晶闸管同时通形成供电回路,其中共阴极组和共阳极组各1个,且不能为同1相器件。 ⑵对触发脉冲的要求: 按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序,相位依次差。 共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差。 共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差。 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。
电力电子课程设计三相可控整流电路
目录 第1章概述 (2) 第2章方案确定 (3) 2.1原始数据 (3) 2.2设计任务 (3) 2.3设计要求 (3) 2.4方案分析 (3) 2.5方案选择 (4) 第3章电路设计 (5) 3.1主电路 (5) 3.2触发电路 (9) 3.3保护电路 (10) 3.4控制电路 (13) 第4章主电路元件计算及选择 (14) 4.1变压器参数计算 (14) 4.2电力电子器件电压、电流等定额计算 (15) 4.3平波电抗器电感值的计算 (16) 4.4电容滤波的电容计算 (16) 第5章设计总结与体会 (18) 参考文献 (19) 附录 (20)
第1章概述 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。
三相桥式全控整流电路
图1 三相桥式全控整流电路 实验六:三相桥式全控整流电路 (一)实验目的 1.掌握实验电路的工作原理和关键波形; 2.分析不同参数设置对仿真结果的影响 (二)实验原理 在三相桥式全控整流电路中,对共阴极组和共阳极组是同时进行控制的,控制角都是α。由于三相桥式整流电路是两组三相半波电路的串联,因此整流电压为三相半波时的两倍。很显然在输出电压相同的情况下,三相桥式晶闸管要求的最大反向电压,可比三相半波线路中的晶闸管低一半。 为了分析方便,使三相全控桥的六个晶闸管触发的顺序是1-2-3-4-5-6,晶闸管是这样编号的:晶闸管KP1和KP4接a 相,晶闸管KP3和KP6接b 相,晶管KP5和KP2接c 相。 晶闸管KP1、KP3、KP5组成共阴 极组,而晶闸管KP2、KP4、KP6组成 共阳极组。 为了搞清楚α变化时各晶闸管的导通规律,分析输出波形的变化规 则,下面研究几个特殊控制角,先分 析α=0的情况,也就是在自然换相点 触发换相时的情况。图1是电路接线 图。 为了分析方便起见,把一个周期 等分6段(见图2)。 在第(1)段期间,a 相电压最高,而共阴极组的晶闸管KP1被触发导通,b 相电位最低,所以供阳极组的晶闸管KP6
被触发导通。这时电流由a相经KP1流向负载,再经KP6流入b相。变压器a、b两相工作,共阴极组的a相电流为正,共阳极组的b相电流为负。加在负载上的整流电压为 =-= 经过60°后进入第(2)段时期。这时a相电位仍然最高,晶闸管KPl继续导通,但是c相电位却变成最低,当经过自然换相点时触发c相晶闸管KP2,电流即从b相换到c相,KP6承受反向电压而关断。这时电流由a相流出经KPl、负载、KP2流回电源c相。变压器a、c两相工作。这时a相电流为正,c相电流为负。在负载上的电压为 =-= 再经过60°,进入第(3)段时期。这时b相电位最高,共阴极组在经过自然换相点时,触发导通晶闸管KP3,电流即从a相换到b相,c相晶闸管KP2因电位仍然最低而继续导通。此时变压器bc两相工作,在负载上的电压为 =-= 余相依此类推。 由上述三相桥式全控整流电路的工作过程可以看出: 1.三相桥式全控整流电路在任何时刻都必须有两个晶闸管导通,而且这两个晶闸管一个是共阴极组,另一个是共阳极组的,只有它们能同时导通,才能形成导电回路。 2. 三相桥式全控整流电路就是两组三相半波整流电路的串联,所以与三相半波整流电路一样,对于共阴极组触发脉冲的要求是保证晶闸管KPl、KP3和KP5依次导通,因此它们的触发脉冲之间的相位差应为120°。对于共阳极组触发脉冲的要求是保证晶闸管KP2、KP4和KP6依次导通,因此它们的触发脉冲之间的相位差也是120°。 3.由于共阴极的晶闸管是在正半周触发,共阳极组是在负半周触发,因此接在同一相的两个晶闸管的触发脉冲的相位应该相差180°。 4. 三相桥式全控整流电路每隔60°有一个晶闸管要换流,由上一号晶闸管换流到下一号晶闸管触发,触发脉冲的顺序是:1→2→3→4→5→6→1,依次下去。相邻两脉冲的相位差是60°。
最新三相桥式全控整流电路课程设计
三相桥式全控整流电路课程设计
电力电子技术课程设计说明书三相桥式全控整流电路 系、部:电气与信息工程系 专业:自动化
目录 第1章绪论 0 1. 电子技术的发展趋势 (1) 2. 本人的主要工作 (2) 第2章主电路的设计及原理 (2) 1. 总体框图 (3) 2. 主电路的设计原理 (3) 2.1带电阻负载时 (5) 2.2阻感负载时 (7) 3. 触发电路 (8) 4. 保护电路 (9) 5. 参数计算 (10) 5.1 整流变压器的选择 (10) 5.2 晶闸管的选择 (11) 5.3 输出的定量分析 (11) 第3章 MATLAB的仿真 (13) 1. MA TLAB仿真软件的简介 (13) 2. 仿真模拟图 (13) 3. 仿真结果 (13) 第4章结束语 (16) 参考文献 (17) 第1章绪论
1. 电子技术的发展趋势 当今世界能源消耗增长十分迅速。目前,在所有能源中电力能源约占40%,而电力能源中有40%是经过电力电子设备的转换才到使用者手中。预计十年后,电力能源中的80%要经过电力电子设备的转换,电力电子技术在21世纪将起到更大作用。 电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行控制和转换的学科。它包括电力电子器件、变流电路和控制电路三个部分,是电力、电子、控制三大电气工程技术领域之间的交叉学科。随着科学技术的发展,电力电子技术由于和现代控制理论、材料科学、电机工程、微电子技术等许多领域密切相关,已逐步发展成为一门多学科相互渗透的综合性技术学科。 电力电子技术作为一门高技术学科,由于其在节能、减小环境污染、改善工作条件等方面有着重要的作用,现在已广泛的应用于传统工业(例如:电力、机械、交通、化工、冶金、轻纺等)和高新技术产业(例如:航天、现代化通信等)。下面着重讨论电力电子技术在电力系统中的一些应用。 在高压直流输电(HVDC)方面的应用 直流输电在技术方面有许多优点:(1)不存在系统稳定问题,可实现电网的非同期互联;(2)可以限制短路电流;(3)没有电容充电电流;(4)线路有功损耗小;(5)输送相同功率时,线路造价低;(6)调节速度快,运行可靠;(7)适宜于海下输电。随着大功率电子器件(如:可关断的晶闸管、MOS控制的晶闸管、绝缘门极双极性三极管等)开断能力不断提高,新的大功率电力电子器件的出现和投入应用,高压直流输电设备的性能必将进一步得以改善,设备结构得以简化,从而减少换流站的占地面积、降低工程造价。 在柔性交流输电系统(FACTS)中的应用 20世纪80年代中期,美国电力科学研究院(EPRI)N.G.Hingorani博士首次提出柔性交流输电技术的概念。近年来柔性交流输电技术在世界上发展迅速,已被国内外一些权威的输电工作者预测确定为“未来输电系统新时代的三项支持技术(柔性输电技术、先进的控制中心技术和综合自动化技术)之一”。现代电力电子技术、控制理论和通讯技术的发展为FACTS的发展提供了条件。采用IGBT
三相全控桥式整流电路
课程设计任务书 学生:专业班级:自动化0602班 指导教师:工作单位:自动化学院 题目:三相桥式全控整流电路的设计(带反电动势负载) 初始条件: 1.反电动势负载,E=60V,电阻R=10Ω,电感L无穷大使负载电流连续; 2.U2=220V,晶闸管触发角α=30°; 3.其他器件如晶闸管自己选取。 要求完成的主要任务:(包括课程设计工作得及其技术要求,以及说明书撰写待具体要求) 1.主电路的设计及原理说明; 2.触发电路设计,每个开关器件触发次序及相位分析; 3.保护电路的设计,过流保护,过电压保护原理分析; 4.各参数的计算(输出平均电压,输出平均电流,输出有功功率计算,输出波形分析); 5.应用举例; 6.心得小结。 时间安排: 7月6日查阅资料 7月7日方案设计 7月8日- 9日馔写电力电子课程设计报告 7月10日提交报告,答辩 指导教师签名:年月日 系主任(或责任教师)签名:年月日
摘要 整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后,主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间,用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离(可减小电网与电路间的电干扰和故障影响)。整流电路的种类有很多,有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。 关键词:整流,变压,触发,过电压,保护电路。
三相桥式全控整流电路
图1 三相桥式全控整流电路 实验六:三相桥式全控整流电路 (一)实验目的 1.掌握实验电路的工作原理和关键波形; 2.分析不同参数设置对仿真结果的影响 (二)实验原理 在三相桥式全控整流电路中,对共阴极组和共阳极组是同时进行控制的,控制角都是α。由于三相桥式整流电路是两组三相半波电路的串联,因此整流电压为三相半波时的两倍。很显然在输出电压相同的情况下,三相桥式晶闸管要求的最大反向电压,可比三相半波线路中的晶闸管低一半。 为了分析方便,使三相全控桥的六个晶闸管触发的顺序是1-2-3-4-5-6,晶闸管是这样编号的:晶闸管KP1和KP4接a 相,晶闸管KP3和KP6接b 相,晶管KP5和KP2接c 相。 晶闸管KP1、KP3、KP5组成 共阴极组,而晶闸管KP2、KP4、KP6 组成共阳极组。 为了搞清楚α变化时各晶闸 管的导通规律,分析输出波形的变化 规则,下面研究几个特殊控制角,先 分析α=0的情况,也就是在自然换
相点触发换相时的情况。图1是电路接线图。 为了分析方便起见,把一个周期等分6段(见图2)。 在第(1)段期间,a相电压最高,而共阴极组的晶闸管KP1被触发导通,b 相电位最低,所以供阳极组的晶闸管KP6被触发导通。这时电流由a相经KP1流向负载,再经KP6流入b相。变压器a、b两相工作,共阴极组的a相电流为正,共阳极组的b相电流为负。加在负载上的整流电压为 =-= 经过60°后进入第(2)段时期。这时a相电位仍然最高,晶闸管KPl继续导通,但是c相电位却变成最低,当经过自然换相点时触发c相晶闸管KP2,电流即从b相换到c相,KP6承受反向电压而关断。这时电流由a相流出经KPl、负载、KP2流回电源c相。变压器a、c两相工作。这时a相电流为正,c相电流为负。在负载上的电压为 =-= 再经过60°,进入第(3)段时期。这时b相电位最高,共阴极组在经过自然换相点时,触发导通晶闸管KP3,电流即从a相换到b相,c相晶闸管KP2因电位仍然最低而继续导通。此时变压器bc两相工作,在负载上的电压为 =-= 余相依此类推。 由上述三相桥式全控整流电路的工作过程可以看出: 1.三相桥式全控整流电路在任何时刻都必须有两个晶闸管导通,而且这两个晶闸管一个是共阴极组,另一个是共阳极组的,只有它们能同时导通,才能形成导电回路。
三相桥式全控整流电路
KP5 图1 三相桥式全控整流电路 实验六:三相桥式全控整流电路 (一)实验目的 1.掌握实验电路的工作原理和关键波形; 2.分析不同参数设置对仿真结果的影响 (二)实验原理 在三相桥式全控整流电路中,对共阴极组和共阳极组是同时进行控制的,控制角都是α。由于三相桥式整流电路是两组三相半波电路的串联,因此整流电压为三相半波时的两倍。很显然在输出电压相同的情况下,三相桥式晶闸管要求的最大反向电压,可比三相半波线路中的晶闸管低一半。 为了分析方便,使三相全控桥的六个晶闸管触发的顺序是1-2-3-4-5-6,晶闸管是这样编号的:晶闸管KP1和KP4接a相,晶闸管KP3和KP6接b相,晶管KP5和KP2接c相。 晶闸管KP1、KP3、KP5组成 共阴极组,而晶闸管KP2、KP4、KP6 组成共阳极组。
为了搞清楚α变化时各晶闸管的导通规律,分析输出波形的变化规则,下面研究几个特殊控制角,先分析α=0的情况,也就是在自然换相点触发换相时的情况。图1是电路接线图。 为了分析方便起见,把一个周期等分6段(见图2)。 在第(1)段期间,a 相电压最高,而共阴极组的晶闸管KP1被触发导通,b 相电位最低,所以供阳极组的晶闸管KP6被触发导通。这时电流由a 相经KP1流向负载,再经KP6流入b 相。变压器a 、b 两相工作,共阴极组的a 相电流为正,共阳极组的b 相电流为负。加在负载上的整流电压为 = - = 经过60°后进入第(2)段时期。这 时a 相电位仍然最高,晶闸管KPl 继 续导通,但是c 相电位却变成最低, 当经过自然换相点时触发c 相晶闸管 KP2,电流即从b 相换到c 相,KP6 承受反向电压而关断。这时电流由a 相流出经KPl 、负载、KP2流回电源c 相。变压器a 、c 两相工作。这时a 相电流为正,c 相电流为负。在负载上的电压为 = - = 再经过60°,进入第(3)段时期。这时b 相电位最高,共阴极组在经过自然换相点时,触发导通晶闸管KP3,电流即从a 相换到b 相,c 相晶闸管KP2因电位仍然最低而继续导通。此时变压器bc 两相工作,在负载上的电压为 = - =
三相全桥不控整流电路的设计
三相全桥不控整流电路的设计 1 三相整流的原理和参数计算 1.1 三相不控整流原理 三相桥式不控整流电路的原理图如图1-1所示。该电路中,某一对二极管导通是,输出直流电压等于交流侧线电压中最大的一个,改线电压既向电容供电,也向负载供电。当没有二极管导通时,由电容向负载供电,d u 按指数规律下降。 设二极管在距线电压过零点δ角处开始导通,并以二极管6VD 和1VD 开始同时导通的时刻为零点,则线电压为 2sin()ab u t ω+δ 在t=0时,二极管6VD 和1VD 开始导通,直流侧电压等于ab u ;下一次同时导通的一对管子是1VD 和2VD ,直流侧电压等于ac u 。着两段导通过程之间的交替有两种情况,一种是1VD 和2VD 同时导通之前和6VD 和1VD 是关断的,交流侧向直流侧的充电电流d i 是断续的;另一种是1VD 一直导通,交替时由6VD 导通换相至2VD 导通,d i 是连续的。介于两者之间的临界情况是,6VD 和1VD 同时导通的阶段与1VD 和2VD 同时导通的阶段在t πω+δ=2/3处恰好衔接起来,d i 恰好连续,可以确定临界条件 wRC = 当wRC >wRC 三相桥式全控整流电路Matlab仿真
三相桥式全控整流电路的MATLAB仿真及其故 障分析 摘要:设计一种以三相桥式全控整流电路的MATLAB仿真及其故障分析。以三相桥式全控整流电路为分析对象,利用Matlab/Simulink环境下的SimPowerSystems仿真采集功率器件在开路时的各种波形,根据输出波形分析整流器件发生故障的种类,判断故障发生类型,确定发生故障的晶闸管,实现进一步故障诊断。运用matlab中的电气系统库可以快速完成对三相整流电路故障仿真,通过分析可以对故障类型给予初步判断,对电力电子设备的开发、运用以及维修有极大的现实意义。 关键词:Matlab;三相整流桥;电力电子故障 Matlab Simulation and Trouble Analysis of the Three-Phase Full-Bridge Controlled Rectifier Zhang lu-xia College of Physics& Electronic Information Electrical Engineering &Automation No: 060544076 Tutor: Wu yan Abstract: the article introduces a design of Matlab Simulation and Trouble Analysis of the Three-Phase Full-Bridge Controlled Rectifier. using the three-phase full-bridge controlled rectifier circuit for analysis, the output waveform in each kind of fault can be simulated through the circuit with the SimPower Systems under the Matlab/Simulink surroundings, for sure the SCR of having troubles in order to fulfill further trouble diagnoses. it can finish Matlab Simulation ahout electrical system1quickly and fulfill further trouble diagnoses. it will play an important role in the field of electric power & electron on equipment exploration and maintenance.. key words: Matlab; three-phase rectifier bridge; power electronics trouble 目录 1 引言 (2)
三相全控桥式整流电路
课程设计任务书 学生姓名:专业班级:自动化0602班 指导教师:工作单位:自动化学院 题目:三相桥式全控整流电路的设计(带反电动势负载) 初始条件: 1.反电动势负载,E=60V,电阻R=10Ω,电感L无穷大使负载电流连续; 2.U2=220V,晶闸管触发角α=30°; 3.其他器件如晶闸管自己选取。 要求完成的主要任务:(包括课程设计工作得及其技术要求,以及说明书撰写待具体要求) 1.主电路的设计及原理说明; 2.触发电路设计,每个开关器件触发次序及相位分析; 3.保护电路的设计,过流保护,过电压保护原理分析; 4.各参数的计算(输出平均电压,输出平均电流,输出有功功率计算,输出波形分析); 5.应用举例; 6.心得小结。 时间安排: 7月6日查阅资料 7月7日方案设计 7月8日- 9日馔写电力电子课程设计报告 7月10日提交报告,答辩 指导教师签名:年月日 系主任(或责任教师)签名:年月日
摘要 整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后,主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间,用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离(可减小电网与电路间的电干扰和故障影响)。整流电路的种类有很多,有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。 关键词:整流,变压,触发,过电压,保护电路。
三相桥式全控整流电路设计
电气工程学院课程设计报告 课程名称:电力电子技术 设计题目:三相桥式全控整流电路设计 专业班级:自动化1班 学号: 20120220 姓名: 时间: 2015年9月2日--9月30日 ——————以下由指导教师填写——————分项成绩:出勤成品答辩及考核 总成绩:总分成绩 指导教师(签名):
前言 课程设计是《电力电子技术》课程的实践性教学环节,通过课程设计,可 使学生在综合运用所学理论知识,拓展知识面,理论分析和计算,实验研究以及系统地进行工程实践训练等方面得到训练和提高,从而培养学生具有独立解决实际问题和从事科学研究的初步能力。通过设计过程,可是学生初步建立正确的设计思想,熟悉工程设计的一般顺序呢、规范和方法,提高正确使用技术 资料、标准、手册等工具书的能力。通过设计工作还可以培养学生实事求是和一丝不苟的工作作风,树立正确的生产观点、经济观点和全局观点,为后续课程的学习和毕业设计,乃至向工程技术人员的过渡打下基础。 目录 前言 1 一课程设计的内容和具体要求 2 二变压器设计 3 三晶闸管的选择 3 四晶闸管的保护设计 4 五触发电路设计 5 六触发电路供电电源设计 6 七Matlab仿真7 八实验总结8
一.课程设计的内容和具体要求 要求设计一个完整的三相桥式全控整流电路,包括主电路、触发电路、整流变压器的设计,晶闸管的选型和保护等。 (一)技术指标 1、整流器负载为10KW 直流电动机 额定电压D C 220V,额定电流55A,电枢电阻0.5?,总电阻1? 2、输入电压A C 380V(+5~10%) 3、输入电压D C 0~220V,输出最大电流λI nom (λ=1.5) 4、最小α角为15° 5、触发电路采用K J004 6、主变压器采用Y/Y12 联接。 7、主电路采用三相桥式全控整流电路。 (二)设计要求 1、变压器 设计 1)二次相电压U 2 的计算 2)二次电流I 2 和一次电流I 1 的计算 3)变压器容量的计算 2、晶闸管的选择 3、晶闸管保护设计 1)晶闸管过流保护 2)晶闸管过压保护 4、触发电路设计 1)同步变压器设计及同步电压的相位选择2)三相触发电路设计(双窄脉冲) 5、触发脉冲供电电源设计 (三)成品要求 1、课程设 计报告一份 2、电路图一份
三相桥式全控整流电路仿真..
三相桥式全控整流电路仿真 专业: 班级: 姓名: 学号: 指导教师:
摘要:三相桥式全控整流电路在现代电力电子技术中具有非常重要的作用。本文在研究全控整流电路理论基础上,采用Matlab的可视化仿真工具Simulink建立三相桥式全控整流电路的仿真模型,对三相电源电压、电流以及负载特性进行了动态仿真与研究,并且对三相电源电流以及负载电流、电压进行FFT分析。仿真结果表明建模的正确性,并证明了该模型具有快捷、灵活、方便、直观等一系列特点,从而为电力电子技术课程实验提供了一种较好的辅助工具。 关键词:Matlab;整流电路;动态仿真;建模
三相桥式全控整流电路分析(电阻负载) 1 主电路结构及工作原理 1.1 原理图 u d 4622 图1 三相桥式全控整流电路原理图(电阻负载) 1.2工作原理 三相桥式全控整流电路原理图如图1所示。三相桥式全控整流电路是由三相半波可控整流电路演变而来的,它由三相半波共阴极接法(VT1,VT3,VT5)和三相半波共阳极接法(VT4,VT6,VT2)的串联组合。 其工作特点是任何时刻都有不同组别的两只晶闸管同时导通,构成电流通路,因此为保证电路启动或电流断续后能正常导通,必须对不同组别应到导通的一对晶闸管同时加触发脉冲,所以触发脉冲的宽度应大于π/3的宽脉冲。宽脉冲触发要求触发功率大,易使脉冲变压器饱和,所以可以采用脉冲列代替双窄脉冲;每隔
π/3换相一次,换相过程在共阴极组和共阳极组轮流进行,但只在同一组别中换相。接线图中晶闸管的编号方法使每个周期6个管子的组合导通顺序是VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6;共阴极组VT1,VT3,VT5的脉冲依次相差2π/3;同一相的上下两个桥臂,即VT1和VT4,VT3和VT6,VT5和VT2的脉冲相差π,给分析带来了方便;当α=0°时,输出电压Ud一周期的波形是6个线电压的包络线,所以输出脉动直流电压频率是电源频率的6倍,比三相半波电路高1倍,脉动减小,而且每次脉动的波形都一样,故该电路又可称为6脉动整流电路。α>0°时,Ud 的波形出现缺口,随着α角的增大,缺口增大,输出电压平均值降低。当α=2π/3时,输出电压为零,所以电阻性负载时, α的移相围是0~2π/3;当0≤α≤π/3时,电流连续,每个晶闸管导通2π/3;当π/3≤α≤2π/3时,电流断续,每个晶闸管导通小于2π/3。α=π/3是电阻性负载电流连续和断续的分界点。 2 三相桥式全控整流电路建模仿真 2.1建模 根据三相桥式全控整流电路的原理可以利用Simulink的模块建立仿真模型如下图所示,设置三个交流电压源Va,Vb,Vc相位角依次相差120°,得到整流桥的三相电源。用6个GTO构成整流桥,实现交流电压到直流电压的转换。pulse generator产生整流桥的触发脉冲,且从上到下分别给1~6号晶闸管触发脉冲。