电力电子技术课程设计报告

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电力电子技术课程设计总结

电力电子技术课程设计总结

电力电子技术课程设计总结篇一:电力电子技术课程设计报告成都理工大学工程技术学院TheEngineering&TechnicalcollegeofchengduUniversityofTechnology力电子技术课程设计报告姓名学号年级专业系(院)指导教师电三相半波整流电路的设计1设计意义及要求1.1设计意义整流电路是出现最早的电力电子电路,将交流电变为直流电,电路形式多种多样。

当整流负载容量较大,或要求直流电压脉动较小时,应采用三相整流电路。

其交流侧由三相电源供电。

三相可控整流电路中,最基本的是三相半波可控整流电路,应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路、以及双反星形可控整流电路、十二脉波可控整流电路等,均可在三相半波的基础上进行分析。

1.2初始条件设计一三相半波整流电路,直流电动机负载,电机技术数据如下:Unom?220V,inom=308a,nnom=1000r/min,ce=0.196Vmin/r,Ra?0.18。

1.3要求完成的主要任务1)方案设计2)完成主电路的原理分析3)触发电路、保护电路的设计4)利用maTLaB仿真软件建模并仿真,获取电压电流波形,对结果进行分析5)撰写设计说明书2方案设计分析本文主要完成三相半波整流电路的设计,通过maTLaB软件的SimULinK模块建模并仿真,进而得到仿真电压电流波形。

分析采用三相半波整流电路反电动势负载电路,如图1所示。

为了得到零线,变压器二次侧必须接成星形,而一次侧接成三角形,避免3次谐波流入电网。

三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源,它们的阴极连接在一起,称为共阴极接法,这种接法触发电路有公共端,连线方便。

图1三相半波整流电路共阴极接法反电动势负载原理图直流电(:电力电子技术课程设计总结)动机负载除本身有电阻、电感外,还有一个反电动势E。

如果暂不考虑电动机的电枢电感时,则只有当晶闸管导通相的变压器二次电压瞬时值大于反电动势时才有电流输出。

华南理工大学电力电子技术课程设计报告

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专 业: 电气工程及其自动化班 级: 12电气(6)班学 号: 201230282079姓 名: 林家俊指导老师: 王学梅 老师华南理工大学电力学院2014年1月12日电力电子技术课程设计报告正激式直流电源的设计1.课题名称与研究现状正激式直流电源的设计。

所谓正激式直流电源(亦称为正激式开关电源)只是开关电源的一种,按照不同的标准开关电源可以分成不同的种类: 从工作性质上分,大体上可分“硬开关”和“软开关”两种,从工作方式上分,又可以分为正激式、反激式、推挽式,将推挽式加以改进又可分为半桥式和全桥式。

正激式的变压器一次侧与二次侧同名端式一致的,而反激式的则刚好相反,而且在具体的功能上二者也有区别,正激式变压器只是起到一个能量的传递作用,而反激式变压器则还要暂时的储存能量起到一个电感的作用,因为由于变压器电感的极性的不同,反激式变压器一次侧与二次侧是不会同时导通的,但正激式和反激式变压器基本上都是一个输入端与反馈绕组共同构成一次侧,而输出端则只有一组,推挽式的变压器则相当于两个反相位工作的正激式变压器的组合,其有两个输入端两个输出端。

一般来说正激式的输出功率要高一些,成本也相应的高一些,而反激式易于实现,但是功率比较小,成本也低一些,推挽式的电路比较复杂,输出功率范围比较广。

由于反激式开关电源中的开关变压器起到储能电感的作用,因此反激式开关变压器类似于电感的设计,但需注意防止磁饱和的问题。

反激式在20~100W的小功率开关电源方面比较有优势,因其电路简单,控制也比较容易。

而正激式开关电源中的高频变压器只起到传输能量的作用,其开关变压器可按正常的变压器设计方法,但需考虑磁复位、同步整流等问题。

正激式适合50~250W之低压、大电流的开关电源。

这是二者的重要区别!电源是各种电子设备必不可少的组成部分,其性能的优劣直接与电子设备的性能指标及是否能安全可靠地工作相关。

开关电源具有小型轻量同时高效率等突出的优点,到目前已经广泛用于各种电子电器设备,特别是计算机和通信设备,包括移动终端和消费类电子产品,可以说无所不在,不可或缺。

电力电子课程设计报告

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电力电子课程设计报告本文将介绍关于“电力电子课程设计报告”的内容。

首先,该课程设计报告要求完成一项电力电子领域中的具体工程项目,包括设计、仿真和实现。

本报告将以一个模拟摇摆调制电路设计为例进行介绍。

1. 设计目标本项目的设计目标是设计和实现一种基于模拟摇摆调制技术的开关电源。

该电源必须满足以下规格:输出电压:±15V额定输出电流:1A输出纹波:小于10mV 输入电压:24V直流电源2. 设计原理模拟摇摆调制(SIM) 调制技术是一种实用的用于开关电源和驱动电路的高效模拟调制技术。

在SIM调制中,参考波形是一个摇摆波形,它的幅度和频率都会变化。

在每一个时刻,该摇摆波形用来自适应地控制开关器件的导通和截止,以提供所需的输出电压。

在这个项目中,我们使用了一个基于SIM调制技术的开关电源设计方案。

该方案主要涉及到以下模块:输入滤波器、摇摆调制电路、开关电源步进电路和输出滤波器。

3. 电路设计我们首先设计了输入滤波器,以消除输入电源中的AC噪声和杂波。

在本项目中,我们使用了一个简单的低通滤波器来实现这个目标。

接下来,我们设计了模拟摇摆调制电路。

这个电路使用了一个简单的双稳态多谐振荡器作为摇摆信号发生器,并使用一个运算放大器来计算峰值电平。

运算放大器输出被馈入到一个比较器中,用来驱动开关电源的控制信号。

在此之后,我们设计了开关电源步进电路。

这个电路包括一个供电开关管和一个电感器,用来实现从输入电源到输出负载的能量转移。

最后,我们设计了一个输出滤波器。

该输出滤波器使电源输出的纹波降到接受范围之内,在这个项目中,我们使用了一个简单的Pi型低通滤波器来实现这个目标。

4. 仿真结果在我们完成设计之后,我们使用了LTSpice 仿真工具来模拟我们的设计。

下面是我们的仿真结果:输出电压:±15V额定输出电流:1A输出纹波:小于10mV 输入电压:24V直流电源通过仿真结果,我们可以看到output voltage,output current 和environmental temperature 的图表,证明了电路能够满足我们的规格要求。

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电力电子技术课程设计报告书专业班级:16电气2班姓名:王浩淞学号:2016330301054指导教师:雷美珍目录1、webench电路设计1.1设计任务要求输入电压为(8V-10V),输出电压为5V,负载电流为1A 1.2设计方案分析图1.3.1主电路原理图图1.3.2元器件参数图1.3.3额定负载时工作值图1.3.4输出电流和系统效率间的关系如图1.3.4所示,在输出电流相同的情况下,输入电压越小,系统的稳态效率越高,因此提高效率的最直接方式就是降低系统的输入电压,其次在输入电压相同的情况下,我们可以调节输出电压的大小,使系统效率达到最大,例如当输入电压为9.0V时,根据图像输出电流为0.40A的时候效率最高。

第二种方法是改变元器件的参数,通过使用DCR(直流电阻)小的电感元件来实现输出纹波电压降低。

1.3主芯片介绍TPS561201和TPS561208采用SOT-23封装,是一款简单易用的1A同步降压转换器。

这些器件经过优化,可以在最少的外部元件数量下工作,并且还经过优化以实现低待机电流。

这些开关模式电源(SMPS)器件采用D-CAP2模式控制,可提供快速瞬态响应,并支持低等效串联电阻(ESR)输出电容,如特种聚合物和超低ESR陶瓷电容,无需外部补偿元件。

TPS561201以脉冲跳跃模式工作,在轻负载操作期间保持高效率。

TPS561201和TPS561208采用6引脚1.6×2.9(mm)SOT(DDC)封装,工作在-40°C至125°C的结温范围内。

1.4电气仿真结果分析图1.4.1启动仿真图1.4.2稳态仿真图1.4.3暂态仿真图1.4.4 负载暂态仿真二、基于电力系统工具箱的电力电子电路仿真2.1 设计要求和方案分析本课程设计主要应用了MATLAB软件及其组件之一Simulink,进行系统的设计与仿真系统主要包括:Boost升压斩波主电路部分、PWM控制部分和负载。

电力电子技术课程设计报告

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电力电子技术课程设计报告一、引言电力电子技术是现代电力系统中不可或缺的一部分。

它涉及到将电能转换为不同形式以满足不同需求的技术。

本文将介绍一个基于电力电子技术的课程设计报告,旨在帮助读者了解该设计的步骤和思考过程。

二、设计目标我们的设计目标是实现一个具有高效能转换和可靠性的电力电子系统。

该系统能够将直流电能转换为交流电能,并能够在不同负载条件下提供稳定的电力输出。

三、系统设计1. 选取合适的电力电子器件为了实现电能的转换,我们需要选取合适的电力电子器件。

在这个设计中,我们选择使用开关管作为主要的电力电子器件。

开关管具有快速开关和可控的特性,适合用于电能转换。

2. 设计电力电子控制电路为了控制开关管的工作,我们需要设计一个电力电子控制电路。

这个电路主要由控制芯片、传感器和驱动电路组成。

控制芯片用于生成控制信号,传感器用于监测电流和电压等参数,驱动电路用于控制开关管的导通和关断。

3. 进行系统建模和仿真在进行实际电路设计之前,我们需要对系统进行建模和仿真。

这可以帮助我们验证设计的正确性,并且可以提前发现潜在的问题和改进的空间。

我们可以使用电路仿真软件来进行系统建模和仿真。

4. PCB设计和元器件选型在完成系统建模和仿真后,我们需要进行PCB设计和元器件选型。

PCB设计是将电路设计转化为实际电路板的过程。

在PCB设计中,我们需要考虑电路的布局和走线,以及选择适当的元器件。

5. 制作和调试电路板在完成PCB设计后,我们可以开始制作电路板。

制作电路板可以通过将电路设计转移到电路板上,并使用电路板制作设备进行制作。

制作完成后,我们需要进行电路板的调试,以确保电路的正常工作。

6. 测试和优化系统性能在完成电路板的制作和调试后,我们需要对系统进行测试和优化。

测试可以帮助我们评估系统的性能,并发现潜在的问题。

根据测试结果,我们可以进行优化,以提高系统的效率和可靠性。

四、总结本文介绍了一个基于电力电子技术的课程设计报告的步骤和思考过程。

电力电子技术课程设计报告

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(一)课程设计的目的1、掌握三相全桥相控整流电路的结构及其工作原理,明确触发脉冲的相位关系,熟悉整流电路交流侧与直流侧电流,电压关系;2、掌握三相电压型逆变电路的结构及其工作原理,明确触发脉冲的相位关系,熟悉逆变电路交流测与直流侧电压电流的关系;3、熟悉电力电子电路的计算机仿真方法。

(二)课程设计内容与要求1、使用Matlab仿真软件实现“三相桥式全控整流电路仿真模型”,构建触发延时角为0°,30°,60°的三相全桥整流波,电感10mH,电阻负载1Ω。

采用宽脉冲触发方式。

观测电网电压波形、触发脉冲波形、直流侧电压波形及负载电流波形。

2、使用Matlab仿真软件实现“三相电压型逆变电路仿真”,构建合适的触发延时角,设定合适的元器件值。

观测交流测电压电流波形。

(三)Matlab原理应用以及Simulink仿真时至今日,Matlab以矩阵运算为基础,把科学计算、绘图及动态系统仿真等功能有机地融合在一起。

同时,它又具有程序设计语言的基本特征,所以也可以称之为一种编程语言。

它已成为一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的新型高级语言,在工程计算与数值分析、动态系统设计和仿真、金融建模设计与分析等许多科学领域都有着十分广泛的应用。

Simulink仿真是一种以Matlab为基础,对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。

在该软件环境下,用户可以在屏幕上调用现成的模块,并将它们适当连接起来以构成系统的的模型。

以该模型为对象运行Simulink中的仿真程序,可以对模型进行仿真,并可以随时观察仿真结果和干预仿真过程。

根据仿真结果,用户可以调整系统参数,观察分析仿真结果的变化,从而获得更加理想的仿真结果。

(四)主电路设计及仿真1、三相全桥相控整流电路基本工作原理在三相桥式全控整流电路中,习惯上将阴极连接在一起的三个晶闸管(VT1,VT3,VT5)称为共阴极组,阳极连接在一起的三个晶闸管(VT4,VT6,VT2)称为共阳极组。

电力电子技术应用课程设计报告

电力电子技术应用课程设计报告

一.高压直流输电基本原理1.主要元件及功能○1换流器换流器由阀桥和带载抽头切换器的整流变压器构成。

阀桥为高压阀构成的6脉波或12脉波的整流器或逆变器。

换流器的任务是完成交—直或直—交转换。

○2滤波器换流器在交流和直流两侧均产生谐波,会导致电容器和附近电机过热,并且会干扰通信系统。

因此,在交流侧和直流侧都装有滤波装置。

○3平波电抗器平波电抗器电感值很大,在直流输电中有着非常重要的作用:1)降低直流线路中的谐波电压和电流。

2)限制直流线路短路期间的峰值电流。

3)防止逆变器换相失败。

4)防止负荷电流不连续。

○4无功功率源在稳态条件下,换流器所消耗的无功功率是传输功率50%左右,在暂态情况下,无功功率的消耗更大。

所以,必须在换流器附近提供无功电源。

○5直流输电线○6电极大多数的直流联络线设计采用大地作为中性导线,与大地相连接的导体(即电极)需要有较大的表面积,以便使电流密度和表面电压梯度较小。

○7交流断路器为了排除变压器故障和使直流联络线停运,在交流侧装有断路器。

图1.双极HVDC系统2.换流器结构及计算公式功能是实现交流—直流或直流—交流的变换,是直流输电系统的关键设备。

换流器的主要原件是阀桥和换流变压器。

在直流输电系统中,为实现换流所需的三相桥式换流器的桥臂,称为换流阀,它是换流器的基本单元设备。

换流阀除了具有整流和逆变功能外,还具有开关的功能,可利用其快速可控性对直流输电的启动和停运进行快速操作。

可分为汞弧阀和半导体阀。

晶闸管阀是由晶闸管元件及其相应的电子电路、阻尼电路、阳极电抗器、均压元件等通过某种形式的电气连接后组装而成的换流桥的桥臂。

现代高压直流输电换流阀主要由晶闸管元件串联组成。

下图为阀的电气连接示意图。

图2.阀的电气连接示意图目前直流输电工程上所采用的换流器有6脉动和12脉动两种。

为了简化滤波装置、减小换流站占地面积、降低换流站造价,绝大多数直流输电工程采用12脉动换流器。

在大功率、远距离直流输电工程中,为了减小滤波影响,常把两个或两个以上换流桥的直流端串联起来,组成多桥换流器。

电力电子技术课程设计报告

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电力电子技术课程设计报告.doc本次课程设计的主题是电力电子技术,旨在通过实践操作及深入研究,掌握电力电子器件和系统的运行原理、设计与控制方法。

本报告将详细介绍本次课程设计的内容、目的及实施过程,并对结果进行总结与展望。

一、课程设计的内容及目的本次课程设计的主要内容为电力电子器件模块的设计及控制,具体包括以下内容:(1)电力电子器件模块的设计:本次课程设计的目标是实现一个电力电子器件模块,该模块采用的器件是MOSFET,要求能够实现输入电压与输出电压的变化控制,并具有良好的稳定性和可靠性。

(2)控制电力电子器件模块:本次课程设计还要求实现对电力电子器件模块的控制,包括输出电压的变化控制和保护性措施的设计等。

通过本次课程设计,学生可以了解电力电子器件的工作原理、性能特点和设计方法,掌握电力电子器件的调节和控制技术,提高学生的综合实践能力和创新能力。

二、课程设计的实施过程本次课程设计主要分为设计、制作及测试三个阶段。

1、设计阶段在设计阶段,学生需按照要求完成电力电子器件模块的设计,具体包括以下内容:(1)设计输入输出电压的大小和变化范围。

(2)选择合适的电力电子器件,确定电路拓扑结构。

(3)设计电力电路的关键参数,包括电流、电压、功率等。

(4)根据设计参数选择合适的控制电路,包括开关电路、反馈电路等。

(5)通过电路仿真软件进行仿真分析,调整电路参数,保证各项参数性能合理、稳定、可靠。

2、制作阶段在设计阶段完成电路模块的主要参数设定后,开始实际制作电路模块。

具体操作流程如下:(1)选购相关器件,如MOSFET、电容、电感等。

(2)通过电路图纸完成电路板原理图和PCB布局设计。

(3)利用PCB设计软件进行图纸制作,并进行打样检验。

(4)进行电路元器件焊接。

(5)检查焊接后电路元器件的连接情况是否正确。

(6)测试电路模块的基本性能,包括输入输出电压的测试、开关信号测试等。

3、测试阶段在电路模块制作完成后,需要进行测试,以检验电路的性能是否满足要求。

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课程设计题目三相桥式全控整流电路设计学院自动化学院专业自动化班级自动化0904班姓名唐正霜指导教师周颖2012 年06 月23 日课程设计任务书学生姓名:唐正霜专业班级:自动化0904班指导教师:周颖工作单位: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,晶闸管导通角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(包括触发角的选择,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:6月18日查阅资料6月19日- 20日方案设计6月21日- 22日馔写电力电子课程设计报告6月23 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:年月日目录写在前面通过一学期的对《电力电子技术》的学习,我对电力电子中的基本电路如整流电路、逆变电路、DC/DC变换电路、交流电力控制电路等的工作原理及分析方法都有了比较深入的认识;对保护电路及电力电子器件的缓冲电路也了解了一些;也认识到了电力电子技术在当今社会各方面的广泛应用。

但是,仅仅了解了书本上的理论知识而不会把它们应用到实际中去,这不能叫真正掌握了一门技术。

只有学以致用、在实践中检验理论的正确性,才是学习的好方法。

随着实际应用中对电能的质量要求越来越高,对电能进行变换就显得非常必要。

本文中所设计的三相全控整流电路正是在实际中应用非常广泛的一种变流电路,主要用于需要大功率的直流电的场合。

对这个电路的设计,既可以帮助我巩固已经学过的电力电子技术的各方面的知识,也可以让我了解到在设计整个电力电子装置中所要面临的各种问题,并且可以在前人总结的经典电路的基础上实现一些小的创新。

我相信,通过这次课程设计,一定可以锻炼我的思维能力和分析能力,对实践能力的提高也会有所帮助。

1 方案论证、设计思路及系统框图根据任务书的要求,只要设计一个带反电势负载的三相桥式全控整流电路,对电路的带负载能力、输入与输出功率因数、谐波含有率及畸变等指标都未作出详细的规定。

这为设计提供了很大的自由空间与灵活性。

显然,针对以上要求,整个系统应该包括由功率器件组成的主电路、触发电路、控制电路、检测电路、隔离电路、保护及滤波电路组成,系统框图如图1-1所示。

主电路采用六个晶闸管组成的三相桥式全控整流电路,触发电路使用集成移相触发芯片TC787及少数外围器件组成,用霍尔元件检测流过负载的电流,图1-1 系统框图主电路与信息电路采用变压器隔离方式。

各个部分电路的原理将在以下的论述中逐一介绍。

2 主电路原理及电路图主电路采用如图2-1所示的拓扑结构。

习惯将其中阴极连接在一起的3个晶闸管(1VT、2VT、6VT)VT、5VT)称为共阴极组,阳极连接在一起的3个晶闸管(4 VT、3称为共阳极组。

此外,一般希望晶闸管按从VT1至VT6的顺序导通,为此将晶闸管按图2-1所示的顺序编号,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1VT、VT、2VT。

VT、6 VT,共阳极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为4VT、53从后面的分析可知,按此编号,晶闸管的导通顺序为6VT-VT----。

VT45VT32VT1VTα,此时电路相当于有六个二极管组成为了便于分析,先假设晶闸管的触发角0=的三相不可控整流电路。

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,各个晶闸管的换相点均为自然换相点。

α,则每个晶闸管导通的条件不仅要求承受正向电压,若电路中晶闸管的触发角0>还要有适时地有足够强度的触发脉冲。

每个晶闸管的触发导通点会推迟α角度。

由于任务书中所要求的负载是反电势负载,且电感∞L,因此负载电流连续。

图中变压器二=次侧输出线电压为380V,Ω=。

E60=10R,V图2-1 主电路原理图3 触发电路晶闸管触发电路的作用时产生使晶闸管可靠导通的门极触发脉冲,确保晶闸管在需要的时刻由阻断变为导通,一般触发信号对于门极—阴极都是正极性的。

触发信号必须满足以下要求:有足够大的功率;有足够的宽度,且前沿要陡;有足够的移相范围;抗干扰能力强,稳定性好。

3.1 触发电路的选择表3-1-1 不同的晶闸管触发电路性能比较三相桥式全控整流电路的触发电路一般有三种可选的方案,它们分别是由分立元件组成的触发电路、集成化晶闸管移相触发电路、数字化晶闸管移相触发电路。

对于这三种电路拓扑的优缺点进行比较,如表3-1-1所示。

通过比较三种电路的优缺点,综合考虑各方面因素,本次设计中选用集成化晶闸管移相触发电路。

通过比较各种集成芯片,最终决定选用高性能集成晶闸管移相触发器TC787。

3.2 触发电路原理TC787是采用独有的先进IC工艺技术,并参照国外最新移相触发电路而设计开发的具有我国自主知识产权的单片集成电路,主要应用于三相晶闸管移相触发和三相电力晶体管脉宽调制电路。

它是目前国内广泛流行的TCA785及KJ(或KC)系列移相触发电路的代换产品,具有功耗小、功能强、抗干扰性好、移相范围宽、外接元件少等特点。

只用一片TC787外加少数器件即可实现三片TCA785或四片KJ系列的功能。

TC787内部集成了三个过零检测单元、三个锯齿波形成单元、三个比较器、一个脉冲发生器、一个抗干扰锁定电路、一个脉冲形成电路、一个脉冲分配电路,TC787的引脚功能分配如表3-2-1所示。

资料来源:李宏,《常用晶闸管触发器集成电路及应用》,科学出版社第67-68页。

TC787的典型应用电路如图3-2-1所示,这里只给出原理框图,具体的电路图请到附录中查看。

图3-2-1 TC787组成的触发电路原理简图当TC787的引脚6接高电平时,芯片被设置为双窄脉冲工作方式。

引脚7为与三相同步电压中a 相正半周及b 相负半周对应的两个触发脉冲输出端,即VT6;引脚8为与三相同步电压中c 相正半周及b 相负半周对应的两个触发脉冲输出端,即VT5;引脚9为与三相同步电压中c 相正半周及a 相负半周对应的两个触发脉冲输出端,即VT4;引脚10为与三相同步电压中b 相正半周及a 相负半周对应的两个触发脉冲输出端,即VT3;引脚11为与三相同步电压中b 相正半周及c 相负半周对应的两个触发脉冲输出端,即VT2;引脚12为与三相同步电压中a 相正半周及c 相负半周对应的两个触发脉冲输出端,即VT1。

由电阻、电容组成的T 型网络一方面可以用来滤除同步电压上的干扰毛刺电压,增加抗干扰能力,二则根据主电路整流变压器与同步变压器的不同联结组别实现同步电压的移相,使输出触发脉冲更好的与晶闸管两极间电压实现相位同步。

4 开关器件触发次序及相位分析六个晶闸管的触发脉冲按654321VT VT VT VT VT VT -----的顺序,相位依次相差060;共阴极组1VT 、3VT 、5VT 的触发脉冲依次差0120,共阳极组4VT 、6VT 、2VT 的触发脉冲也依次差0120;同一相上下两个桥臂,即1VT 与4VT 、3VT 与6VT 、5VT 与2VT ,触发脉冲相差0180。

本次设计中采用双脉冲触发方式,双脉冲的发生与分配完全由TC787内部集成的脉冲形成电路和脉冲分配电路完成,不需要用户另外再外加双脉冲形成芯片。

这也是TC787集成电路的优点。

5 保护电路原理及电路图5.1 过电压保护过电压保护可以采用图6-2-1所示的阻容保护电路,该网络的RC 直接接于线路之间,平时支路中就有电流流动,电流流过电阻必然要使电阻发热,造成能量的损耗。

为了克服这些缺点,可采用整流式阻容保护电路,阻容式保护电路如图5-1-1所示。

三相交流电经过二极管整流桥变为脉动直流电,通过2Re 给Ce 充电,电路正常工作(无过电压)时电容两端保持交流电的峰值电压,整流桥给电容回路提供微弱的电流,以补充电容放电所损失的电荷。

由于与Ce 并联的1Re 阻值很大,电容的放电速度非常慢,因此整流桥输出的 电流也非常小。

一旦出 现过电压,过电压的能 量被电容吸收,只要Ce 的容量足够大,就可以 保证此时电容电压的数 值在允许范围之内,从 而也使电流电压不超过 额定值。

过电压消失后, 电容经1Re 放电使两端 电压恢复到交流电正常的峰值。

由此可以看出, 图5-1-1 整流式阻容保护电路1Re 越大整个电路的功耗越小,但过电压过后电容电压恢复到正常的时间也越长,因此1Re 的大小受到两次过电压最小时间间隔的限制。

另外,对于过电压的保护,除了以上介绍的方法之外,采用雪崩二极管、金属氧化物压敏电阻、硒堆和转折二极管(BOD )等非线性元器件来限制或吸收过电压也是常用的措施。

在这里就不再一一详述。

5.2过电流保护在本次设计中采用了两种过电流保护的措施,一是在每个桥臂上串联一个快速熔断器,二是使用霍尔电流传感器的输出封锁触发信号。

快熔是电力电子装置中应用最广泛的有效的保护措施,根据电路设计的要求来选择一定功率的快熔,基本上能满足要求。

但快熔也存在缺点,它需要经常更换,而且不易整定它的参数。

因此,设计中还采用了霍尔电流传感器来检测负载中的过电流, 图5-2-1 用快熔作过电流保护电路图+一旦过电流超过了限定的值,霍尔传感器的输出即可封锁触发电路的脉冲输出。

而且这种方案响应时间一般不大于1ms,速度快。

图5-2-1所示是在整流桥每个桥臂上串联快熔的电路图。

元器件具体参数的选择将在本文的第8部分进行详细的说明。

图5-2-2为用霍尔元件组成的过电流保护电路。

适当调节RP20使比较器输入管3为某一确定的电压。

当流过霍尔元件的电流超过它的额定值时,霍尔元件会输出一个电压,若这个电压能使比较器翻转,则比较器的输出端7会变高,Lock信号传到出触发芯片TC787,从而封锁触发脉冲,不再给晶闸管输出触发信号。

图5-2-2 用霍尔元件检测过电流如果电路发生故障时,霍尔传感器输出为高使比较器翻转,Lock为高,封锁驱动信号,装置会停止运行;故障消失后,霍尔传感器输出为低是比较器再一次翻转,Lock 为低,装置由开始运行,而此时故障并未消除。

这样装置会频繁地启、停,这是不利的情况。

采用图5-2-2所示的电路能防止这种情况发生。

图中比较器的输出端接一个二极管反馈到输入端组成自锁式保护电路,当霍尔传感器检测到故障而使比较器输出有效的Lock信号后,二极管立即正偏导通,由于二极管的钳位作用,无论检测的信号是否再变化,比较器的输出Lock总是保持为高。

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