三相桥式全控整流电路毕业设计论文

1、=精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载=三相桥式全控整流电路毕业设计论文三相桥式全控整流电路11系统概述 总体方案设计系统工 作原理 2系统电路设计 三相 桥式全控整流电路 系统触发电路 控制 及偏移电源 给定电源 3主电路器 件参数计算整流变压器参数计算晶闸管的额定电压及额定电流 平波电 抗器的电感计算21系统概述整流电路是电力电子电路中最早出现的一种，它将交流电变为 直流电，应用十分广泛，电路形式多种 多样，各具特色。可从各种角度对整流 电路进行分类，主要分类方法有：按组 成的器件可分为不可控、半控、全控三 种。电力二极管等不可控器件构成的整 流电路叫做不可控整流

2、电路，晶闸管等 半控器件构成的整流电路称为半控型整流电路，门极可关断晶闸管、电力晶体 管、电力场效应晶体管以及绝缘栅双极 晶体管等全控型器件构成等的整流电路 称为全控整流电路。按电路结构可分为 桥式电路和零式电路。按交流输入相数 分为单相电路和多相电路。按变压器二 次侧电流的方向是单向或双向，又分为 单拍电路和双拍电路。本系统属于三相桥式全控整流电路，而三相可控整 流电路一般有三相半波可控整流电路、 三相桥式全控整流电路。三相半波可控 整流电路只需要三个晶闸管，若带阻感 负载，则只在正半周开通。三相半波可 控整流电路的特点是简单，但输出脉动 大，变压器二次测电流中含直流分量， 造成变压器铁心直

3、流磁化。为使变压器 铁心不饱和，需增大铁心截面积，增大 了设备的。因此，实际中一般不采用半 波整流，而采用全波整流。三相可控整流电路中应用较多的是三相桥式全 控整流电路，共六个晶闸管组成三对桥 臂。于在交流电源的正负半周都有整流精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，感谢阅读下载 1 精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载输出电流流过负载，故该电路为全波整 流。在u2一个周期内，整流电压波形脉 动6次，脉动次数多于半波整流电路， 该电路属于双脉波整流电路。变压器二 次绕组中，正负两个半周电流方向相反 且波形对称，平均值为零，即直流分量 为零，不存在变压器直流磁

4、化问题，变 压器绕组的利用率也高。3总体方案设计现要设计一三相桥式半控整流电路，带直流电动机负载， 电压调节范围为 0220V。整个系统可 分为主电路和触发电路两部分，总体结 构框图如下图1所示：电网 主变压器 可控整流电路 直流电动 机给定电压同步变压器集成触发器 脉冲变压器负偏移电压图1系统总框 图系统工作原理在系统主电路中，首先主变压器将电网电压变换为需 要的交流电压，接着整流桥将交流电转 化为直流电供给直流电动机负载。故主 电路是典型的三相桥式整流电路带阻感 负载。而除了主电路以外，系统还有控制电源电路和触发电路。控制电源目路通过7815芯片将电网交流电整理输 出为+15V,提供触发电

5、路的+Uco;通过 7915芯片将电网交流电整理输出为 -15V,提供触发电路的-Up. 触发电 路结构机构相对比较复杂，同步变压器， 脉冲变压器，3个KJ004集成块和1个 KJ041集成块组成。可以形成6路双脉 冲，分别去控制主电路的6个晶闸管。 触发器按一定的顺序输出脉冲，这样可 以使主电路3组晶闸管依次打开。42系统电路设计三相桥式全控整流电路该模块主电路图可表不为如下：图2三相桥式全控整流主电路图该电路中，在每个晶闸管都并联了保护电路，一个电容和 电阻做成。同时又在变压器二次侧上串 联了一个快速熔断器，起过电流保护作 用。于我们的电路可以应用于生产实践 中，而实际中，电网电压是有波动

6、的， 所以一定要加上保护电路。在电路中变压器二次侧接成星形是为了得到零精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，感谢阅读下载 3 精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载线，而一次侧接成三角形是为了避免3次谐波流入电网。阴极连接在一起的3个晶闸管，称为共阴极组，这种接法为 共阴极接法。阳极连接在一起的 3个晶 闸管，称为共阳极组，这种接法为共阳 极接法。而我们习惯上也希望是晶闸管 是按顺序导通，即导通顺序为 VT1VT2 VT3 VT4 VT5-> VT6。 5表1三相桥式全控 整流电路晶闸管工作情况时 段共阴极组中导通的晶闸管共阳极组中导通的晶闸管 整流输

7、出电压ud I VT1 II VT1 III VT3 VT6 VT2 VT2 ua-ub=uab IV VT3 ua-uc二uac V VT5 ub-uc=ubc VI VT5 时 段共阴极组中导通的晶闸管 共阳极组中导通的晶闸管整流输出电压 ud VT4 VT4 VT6 ub-ua二uba uc-ua二uca uc-ub=ucb从表中，我们可以总结出三相 桥式全控整流电路的一些特点：每个时 刻均需2个晶闸管同时导通，形成想负 精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，感谢阅读下载 5 载供电的回路，其中一个是共阴极组的， 一个是共阳极组的，且不能为同一相的 晶闸管。 对触发脉冲的要求

8、：6个晶闸 管的脉冲按VT1 -> VT2 VT3->VT4-> VT5 VT6的相序，相位依次 相差60度；VT1,VT3,VT5的脉冲依次相 差120度，共阳极组VT4,VT6,VT2也依 次相差120度；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度。整流输出电压Ud一周期脉动6次，每次脉动的波形一 样，故该电路为6脉波整流电路 在整流 电路合闸启动过程中或电流断续时，为 确保电路的正常工作，需保证同时导通 的2个晶闸管均有触发脉冲。为此，可 用两种方法：一种是使脉冲宽度大于 60 度，成为宽脉冲触发。另一

9、种方法是： 在出发某个晶闸管时，给序号紧前的一 个晶闸管补发脉冲。即用两个窄脉冲代 替宽脉冲，两个窄脉冲的前沿相差 60。， 脉宽一般为20 -30 °,即为双脉冲触发。6一般三相桥式全控整流电路精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，感谢阅读下载 6 =精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载=都是给阻感负载和反电动势阻感负载比 如直流电动机供电。直流电动机可以看 做是阻感负载的一种，它的波形图和三 相桥式全控整流电路带阻感负载的波形 图基本上是一致的，以下就为三相桥式 全控整流电路带阻感负载 a =0?的波形 图。 图3三相桥式全控整流电路带 阻感

10、负载a =0?的波形图当a<60时，Ud波形连续，电路的工作情况 十分相似，各个晶闸管的通断情况，输 出整流电压Ud波形，晶闸管承受的电压 波形等都是一样的。而当a >60?时，带阻感负载时的工作情况就和带电 阻负载时有不同之处了。带阻感负载时， 于有电感L的作用，Ud波形会出现负的 部分。若电感L的值足够大的话，Ud中 正负面积可以认为基本相等，这样的话 平均值就近似为零了。而电阻负载时， ud波形不会出现负的部分。所以我们可 知带阻感负载时，三相桥式全控整流电 路的a角移相范围为0°90?。 7图4三相桥式全控整流电路带阻感负载a =90?的波形图 从上图我们可以看到

11、，如果电感值等于 90°时，Ud中正负面积可以认为基本相 等，这样的话平均值就近似为零了。而 整流输出电压是不能为负的，所以带阻 感负载时，三相桥式全控整流电路的a角最大值为90°。其实三相桥式全控整流电路带负载不同，波形的区别不 是很大，主要的区别在负载的电流波形 上，因为如果是阻感负载的话，电感有 平波的作用，在电感为无限大时，我们 可以看做输出电流波形为一条直线。但 是电感不可能无限大，而且直流电动机 的电感也不是很大，所以还是会有纹波， 而且如果出现电流断续的情况的话，那 么电动机的机械特性将会很软，所以为 了克服这个缺点，我们一般会给主电路 中直流输出侧，直流电动

12、机串联了一个 平波电抗器。平波电抗器的作用是用来 减少电流的脉动和延长晶闸管的导通时 间。只要电感为足够大时就能使电流连 续了，就不会出现时电动机机械特性很精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，感谢阅读下载 9 精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，欢迎阅读下载软的情况了。这样也可以近似的将负载 电流特性看为一条水平的直线系统触发电路KJ004芯片 KJ004芯片，又叫做晶闸管移相触发集成电路。它是双列式直插式集成目路，于它可以输出两路相位互差180°的移相脉冲，正负半周脉冲相位比较均 衡，并且输出负载能力大，移相性能好， 而且它对同步电压要求低，目前广泛应

13、用于单相、三相全控桥式晶闸管的双脉冲触发。它的管脚图如下，为 16脚芯片。图5 KJ004的管脚排列表2 KJ004的引脚说明引脚号1符号V1功能同相脉冲输出端 用法接正半周导通晶闸管的脉冲功率 放大器及脉冲变压器 2 3 4 NC Ct V+ 空脚 锯齿波电容连接端 通过电容接4 脚同步锯齿波输出端通过电阻移相综合端5 V_工作负电源输入端接用户系统负电源9NCGND Vt空脚地端 控制电源地端 同 步电源信号输入接同步变压器端9 V精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，感谢阅读下载 9 移相、偏置及同步使用时分别通过三信 号综合端 个等值电阻接锯齿波、偏置电 压及移相电压10

14、11 12 NC Vp Vw空脚 方波脉冲输出端脉冲信号输入端通过电容接12脚 分别通过一个电阻与电 容接电源及11脚13 Vc负脉冲调制 及封锁接调制脉冲源输出控制端或保护电路输出14 Vc+正脉冲调制及封锁 接调制脉冲源输出控制端或保护电路输出接负半周应导通晶闸管的脉冲功 率放大器及脉冲变压器 15 OUT反相 脉冲输出端16 Vcc系统工作正电压输 接控制电路电源 入端 我们按照以上的 管脚说明来接外部电路图，其中每个管 脚都要按照说明来接，较为复杂，在集 成触发电路中我列出了电路图。KJ041芯片 KJ041芯片，又称为六路双脉 冲形成器。将它和三个KJ004连接到一 起就可以达到六路

15、双脉冲触发电路，这 样三相桥式全控整流电路的各个晶闸管 就可以按10条件稳定的进行触 发，使电路可以正常的运行。KJ041芯片是三相全控桥式触发线路中经常使用 的芯片，具有取脉冲形成和电子开关控 制封锁双脉冲形成功能。它可以同时发 出六路脉冲触发。 其管脚图如下： 图6 KJ041的管脚排列 表3 KJ041 管脚说明引脚号1符号A功能电网A相正半周的触发脉冲输入端：2 C-电 网C相负半周的触发脉冲输入端： 3 B电网B相正半周的触发脉冲输入端：4A-电网A相负半周的触发脉冲输入端： 5 c电网C相正半周的触发脉冲输入 端：6 B-电网B相负半周的触发脉冲输入端：输出脉冲封锁端，用法7 考地

16、端。接供电电源的地 11 端；9 10 NC B-空脚对应B-与A的L该端高电平封锁输出GND工作参或”输出端11 C对应C与B-的或"输 出端12 A-对应A-与C的或"输出端13 B对应B与A-的或"输出端对应B 与C-的或"输出端对应A与C-的或" 精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计划类文档，感谢阅读下载 11 输出端系统工作正电压输入端我们按 照以上的管脚说明来接外部电路图，其 中每个管脚按照说明来接，完成它们各 自的功能，它较KJ004芯片接法相对简 单一些，同样在集成触发电路中列出了 电路图。同步变压器 同步变压器，为触发脉冲

17、信号提供电压幅值 Us 用为同步电源信号输入端，使用时要接 同步变压器的二次侧，KJ004芯片所接 的电压要求为30V,所以我们可求得同 步变压器匝数比 K的计算公式如下：在KJ004芯片中，表中列出引脚的作K=U1/U2=同步变压器的电路图如下所示：悬空 使用中接触发B相负半周晶闸管的功放单元输入端；使用中接触发C相正半周晶闸管的功放单 元输入端：使用中接触发A相负半周晶 闸管的功放单元输入端； 使用中接触发 B相正半周晶闸管的功放单元输入端； 使用中接触发c相负半周晶闸管的功放 单元输入端；使用中接触发A相正半周 晶闸管的功放单元输入端； 接控制电路精选公文范文，管理类，工作总结类，工作计

18、划类文档，欢迎阅读下载电源 14 C- A Vcc 15 1612图7同步变压器电路图同步变压器和整流变压器接在同一电源上，这就 保证了触发脉冲与主电路电源的同步。触发电路模块 电路图如下:触发电路电路图该电路模块输出的为6路双脉冲，双脉冲电路比较复杂， 但要求的触发电路输出功率小。宽脉冲 触发电路虽可以少输出一半脉冲，但为 了不使脉冲变压器13饱和，需将铁心体积做得较大，绕组匝 数较多，导致漏感增大，脉冲前沿不够 陡，对于晶闸管串联适用不利。虽可用 去磁绕组改善这种情况，但又使触发电 路复杂化。因此，常用的是双脉冲触发。 控制及偏移电源电路图如下：图9控制及偏移电源电路图控制电源，包括给定电压，负偏移电压。而 给定电压和负偏移电压可以给定电源来 产生。上面电路图中的+Uco就是