电力电子三相桥式半控整流电路

1、电力电子技术课程设计报告-相位半波可控整流电路概括整流电路是一种可以将交流电转换为直流电的电路。大多数整流电路由变压器、整流电路和滤波电路组成。他在直流电机调速、发电机励磁调节、电解、电镀等领域被广泛引用。整流电路通常由主电路、整流电路和滤波电路组成。 1970年代以后主要由整流二极管和晶闸管组成。滤波器通常连接在主电路和负载之间，以滤除脉动直流电压中的交流电。元器件，变压器的设置视情况而定，变压器的工作是实现交流输入和直流输出电压的匹配，为交流电网和整流电路提供电气隔离。整流电路的种类很多，有斑驳整流电路、单相桥式整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路。关键词：整流器、变压器、

2、触发器、滤波电路目录摘要 1 _ _设计内容及要求 4第2章MATLAB/SIMULINK介绍和6第 3 章 晶闸管和二极管 8第四章三相桥式半控整流电路设计 14第5章三相桥式半控整流电路仿真 23总结28第一章设计内容与要求一、设计内容及技术要求计算机仿真具有高效、高精度、高可靠性和低成本的特点，已广泛应用于电力电子电路（或系统）的分析和设计。计算机仿真不仅可以代替系统的许多繁琐的人工分析，减轻劳动强度，提高分析设计能力，避免近似加工中分析方法造成的较大误差，而且与实物试制调试相得益彰。降低设计成本，缩短系统开发周期。可以说，电路的计算机仿真技术大大加快了电路的设计和实验过程。通过本次仿真

3、，学生可以初步了解电力电子计算机仿真的优势，掌握电力电子计算机仿真的基本方法。1、晶闸管三相全波可控整流电路，参数要求：电网频率f=50Hz；电网额定电压U1=380V；电网电压上下波动10%；阻感负载电压波动在0-510V范围内连续可调。2.设计内容（一）制定设计方案；(2)主电路设计及主电路元件选型(3) 驱动电路和保护电路的设计和参数计算(4)画出电路原理图(5) 整体电路原理图及说明三、设计的一般要求（1）熟悉matlab/simulink/powersystem中仿真模块的用法和功能(2)根据设计电路建立仿真模型(3) 设置参数并模拟(4)给出了不同触发角度下ud、id、i2、iVT

4、1对应的波形。4、设计的一般要求（1）熟悉整流和触发电路的基本原理，能够运用所学的理论知识分析设计任务；（2）掌握基本电路的数据分析与处理，绘制波形并做出判断；（3）能够正确设计电路，绘制电路图，分析电路原理；(4) 广泛收集相关技术资料；（5）按时完成课程设计任务，认真、正确地撰写课程设计报告。2、设计总结报告要求1、设计主题、目录、设计基本原则，简要说明设计内容、目的和特点，实现的性能指标；2、编写部分设计流程、工作原理、元器件选型；3.给出仿真结果；4. 附录、设计参考、设计总结经验；5. 按要求完成模拟报告。第二章 MATLAB/SIMULINK介绍及应用在变流器等电力电子电路的设计过

5、程中，需要验证初步方案（电路）和相关元器件参数的设计是否合理，效果如何。如果通过实验进行测试，则必须安装设计的系统组件，然后进行调试和测试。当不能满足要求时，必须更换组件，甚至重新设计、安装和调试。往往需要多次才能得到满意的结果。这会消耗大量的人力物力，使设计效率低、成本高、周期长。MATLAB 是 Matrix Laboratory 的缩写。是美国MathWorks公司出品的商业 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/1658637.htm t _blank 数学软件。它用于算法开发、数据可视化、数据分析和数值计算。先进的技

6、术计算语言和交互环境，主要包括MATLAB和MATLAB。 Simulink 有两个部分。MATLAB是美国mathworks公司发布的高科技计算环境，主要面向科学计算、可视化和交互式编程。它在一个易于使用的窗口环境中集成了数值分析、矩阵计算、科学数据可视化、非线性 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/300474.htm t _blank 动力系统 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/44500.htm t _blank 建模和仿真等强大功能， HYPE

7、RLINK :/baike.baidu /view/2627393.htm t _blank 适用于科学研究、工程设计和必须进行有效数值计算的人员。许多科学 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/257682.htm t _blank 领域提供了全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互编程语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。MATLAB 、 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/30608.htm t _blan

8、k Mathematica和 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/127864.htm t _blank Maple并称为三大 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/1284.htm t _blank 数学软件。在数学技术应用中的 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/920695.htm t _blank 数值计算方面首屈一指。 MATLAB 可以执行 HYPERLINK %20%20%2

9、0%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/10337.htm t _blank 矩阵运算、绘制 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/15061.htm t _blank 函数和数据、实现 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/7420.htm t _blank 算法、创建用户界面、连接程序连接其他编程语言等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通信、 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20

10、%20%20%20/view/14662.htm t _blank 图像处理、 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/1345304.htm t _blank 信号检测、金融建模设计与分析等领域。MATLAB的基本数据单元是矩阵，其指令表达式与数学和工程中常用的非常相似。因此，使用 MATLAB 解决问题比使用 C、FORTRAN 等语言完成同样的事情要简单得多，而且 MATLAB 还吸收了 Maple 等软件的优点，使 MATLAB 成为功能强大的 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20

11、%20%20%20/view/1658637.htm t _blank 数学软件。在新版本中还增加了对 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/10075.htm t _blank C 、 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/36402.htm t _blank FORTRAN 、 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/824.htm t _blank C+ 、 JAVA 的支持 HYPERL

12、INK :/baike.baidu /view/29.htm t _blank 。可以直接调用，也可以将自己编写的实用程序导入MATLAB函数库，方便后续调用。另外，很多MATLAB爱好者编写了一些经典程序，用户可以直接下载使用。MATLAB 系列产品可用于执行各种任务：数值分析数值和符号计算工程与科学制图控制系统的设计与仿真 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/286846.htm t _blank 数字图像处理技术 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/

13、162096.htm t _blank 数字信号处理技术通信系统设计与仿真使用计算机进行模拟测试可以大大节省开支，提高设计效率，缩短设计周期。但是，它是通过用其他高级计算机语言（如C语言、BASIC语言或模拟语言）编程来实现的。对于功率变换电路来说，由于大功率开关器件的开关电流换向的动态过程复杂，过渡过程是一一对应的。未完，新的已经开始分析输出电压和电流（带感性负载）的波形，特别是大功率开关管关断时峰值电压的大小和形状，也就是电阻的保护作用-电容保护电路。建立等效电路的数学模型。而这样的数学模型是非常复杂的。即使建立起来，也需要花费大量的时间和精力进行编程和调试，才能用计算机编程得到真实的仿真

14、结果。但是，使用MATLAB/SIMULINK可视化图形仿真环境对电力电子电路进行建模仿真可以使其直观、简单易实现、效率高、真实准确1第三章晶闸管和二极管介绍晶闸管晶闸管（Thyristor）是晶闸管的简称，又称晶闸管整流器。其商业化；晶闸管是PNPN四层半导体结构，具有阳极、阴极和栅极三个极；广泛应用于可控整流、交流稳压、非接触式电子开关、逆变器、变频等电子电路中。晶闸管T在工作过程中，其阳极（A）和阴极（K）分别与电源和负载相连，构成晶闸管的主电路。 .Simulink 中的晶闸管符号：图 3-1晶闸管工作条件：1、当晶闸管承受反向阳极电压时，无论栅极承受什么电压，晶闸管都处于反向阻断状态

15、。2、当晶闸管承受正向阳极电压时，晶闸管只有在栅极承受正向电压时才会导通。此时晶闸管处于正向导通状态，这是晶闸管的晶闸管特性，即可控特性。3、晶闸管导通时，只要有一定的正向阳极电压，无论栅极电压为多少，晶闸管都保持导通，即晶闸管导通后，栅极没有作用。门仅用作触发器4、晶闸管导通时，当主电路电压（或电流）下降到接近零时，晶闸管关断。按关断、导通和控制方式分类晶闸管按其截止、导通和控制方式可分为普通晶闸管、双向晶闸管、反向导通晶闸管、门极可关断晶闸管（GTO）、BTG晶闸管、温控晶闸管和光控晶闸管。按引脚和极性排序晶闸管按极性可分为二极管晶闸管、三极晶闸管和四极晶闸管。按包装分类晶闸管按封装形式可

16、分为金属封装晶闸管和塑封晶闸管三种。其中，金属封装晶闸管又分为螺栓型、扁型、圆壳型等；塑封晶闸管分为带散热片和不带散热片两种。按当前容量分类容量可分为 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/44147.htm t _blank 大功率晶闸管、中功率晶闸管和小功率晶闸管三种。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/334600.htm t _blank 通常，大功率晶闸管多采用金属外壳封装，而中小功率晶闸管多采用塑料或陶瓷封装。按关断速度分类晶闸管按关断速度可分为普通晶闸管和高频（快速）晶闸管。 （注：高频

17、不能等同于快速晶闸管）普通晶闸管最基本的用途是可控 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/299310.htm t _blank 整流。众所周知的二极管 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/135927.htm t _blank 整流电路属于不可控整流电路。若用晶闸管代替二极管，可组成可控整流电路、逆变器、 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/1930.htm t _blank 电机调速、

18、电机励磁、无触点开关和自动控制。现在画一个最简单的单相半波可控整流电路。在正弦交流电压U2 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/56394.htm t _blank 的正半周期间 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/107414.htm t _blank ，如果没有触发 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/120466.htm t _blank 脉冲Ug输入到VS的控制极，VS仍然不能导

19、通。只有当U2处于正半周，触发脉冲Ug加在控制电极上时，晶闸管才被触发导通。现在，画出它的波形图4(c)和(d)，我们可以看到，只有当触发脉冲Ug到达时，负载RL才有电压UL输出（波形上的阴影部分）。 Ug 越早到达，晶闸管越早导通； Ug 到达越晚，晶闸管越晚开启。通过改变触发脉冲Ug到达控制电极的时间，可以调整负载上输出电压的平均值UL （阴影区域大小）。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/3096097.htm t _blank 在电气技术中，常将交流电的半周设置为180，称为电角。这样，在U2的每个正半周内，从零值到触发脉冲到达时刻所经历的电角度称为控制角；晶

20、闸管在每个正半周内导通的电角称为导通角。显然，和都用来表示晶闸管在正向电压半周期间的导通或阻断范围。可控整流是通过改变控制角或导通角，改变 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/2070482.htm t _blank 负载上脉冲直流电压的平均值UL来实现的。二极管Simulink 中的二极管符号：图 3-2二极管，又称晶振二极管，简称二极管。此外，还有早期的真空电子二极管；它是一种具有单向传导电流的电子器件。半导体二极管部分有一个PN结和两个引线端子。该电子设备根据施加电压的方向具有单向电流传导。一般来说，晶体二极管是由p型

21、半导体和n型半导体烧结而成的pn结界面。界面两侧形成空间电荷层，形成自建电场。当外加电压为零时，由于pn结两侧载流子浓度不同，自建电场引起的扩散电流和漂移电流相等，处于电平衡状态，即也是正常条件下的二极管特性。当施加正向电压时，在正向特性的初始部分，正向电压小到足以克服PN结电场的阻塞效应，正向电流几乎为零。此部分称为死区。这种不使二极管导通的正向电压称为死区电压。当正向电压大于死区电压时，PN结的电场被克服，二极管导通，电流随着电压的升高而迅速增加。在正常使用的电流范围内，二极管导通时的端电压几乎保持不变，这个电压称为二极管的正向电压。逆转当外加反向电压不超过一定范围时，流过二极管的电流就是

22、少数载流子漂移运动形成的反向电流。由于反向电流小，二极管处于截止状态。这种反向电流也称为反向饱和电流或漏电流，二极管的反向饱和电流受温度影响很大。分解当外加反向电压超过一定值时，反向电流会突然增大，称为电击穿。引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。二极管在电击穿期间失去单向导电性。如果二极管没有因为电击穿而过热，单向导电性不一定会被永久破坏，去除外加电压后可以恢复其性能，否则会损坏二极管。因此，在使用过程中应避免二极管施加的反向电压。二极管是具有单向传导的两端器件。它分为电子二极管和晶体二极管。电子二极管现在已经很少见到了，晶体二极管是比较常见和常用的。二极管的单向导通特性几乎用于所有电

23、子电路。半导体二极管在许多电路中发挥着重要作用。它是最早的半导体器件之一，具有广泛的应用。二极管的管压降：硅二极管（非发光型）正向管压降为0.7V，锗管正向管压降为0.3V，发光二极管正向管压降随发光颜色的不同而变化。主要有3种颜色，具体电压降参考值如下：红色LED电压降2.0-2.2V，黄色LED电压降1.8-2.0V，绿色LED电压降为3.0-3.2V，正常发光时的额定电流约为20mA。二极管的电压和电流不是线性的，所以在并联不同的二极管时，要接一个合适的电阻。二极管特性曲线与 PN 结一样，二极管具有单向导电性。硅二极管的典型伏安特性曲线（图）。向二极管施加正向电压。电压值小时，电流极小

24、；当电压超过0.6V时，电流开始呈指数增长，通常称为二极管的开通电压；当电压达到0.7V左右时，二极管处于全导通状态，这个电压通常称为二极管的导通电压，用符号UD表示。对于锗二极管，开通电压为0.2V，开通电压UD约为0.3V。反向电压施加到二极管。电压值小时，电流极小，电流值为反向饱和电流IS。当反向电压超过一定值时，电流开始急剧增加，称为反向击穿。这个电压称为二极管的反向击穿电压，用符号 UBR 表示。不同类型二极管的击穿电压UBR值差别很大，从几十伏到几千伏不等。二极管反向击穿齐纳击穿根据机理，反向击穿可分为齐纳击穿和雪崩击穿。在高掺杂浓度的情况下，由于势垒区宽度小，反向电压大，势垒区的

25、共价键结构被破坏，价电子从共价键中释放出来，电子-空穴对生成。导致电流急剧增加，这种击穿称为齐纳击穿。如果掺杂浓度低，势垒区宽度宽，不易发生齐纳击穿。雪崩击穿另一种击穿类型是雪崩击穿。当反向电压增大到较大值时，外加电场加速电子漂移速度，使其与共价键中的价电子发生碰撞，将价电子从共价键中敲出，生成新的电子-空穴对.新产生的电子空穴在电场的作用下被加速，然后撞出其他价电子，载流子以雪崩方式增加，导致电流急剧增加。这种击穿称为雪崩击穿。不管击穿，如果不对其电流进行限制，可能会对PN结造成永久性损坏。二极管如何工作晶体二极管是由p型半导体和n型半导体形成的pn结，在界面两侧形成空间电荷层，建立自建电场

26、。无外加电压时，pn结两侧载流子浓度不同引起的扩散电流与自建电场引起的漂移电流相等，处于电平衡状态。当外界存在正向偏压时，外电场与自建电场的相互抑制，使载流子的扩散电流增大，引起正向电流。当外界有反向偏压时，外电场和自建电场进一步加强，在一定的反向电压范围内形成与反向偏压值无关的反向饱和电流I0。当外加反向电压达到一定水平时，pn结空间电荷层中的电场强度达到临界值，导致载流子的倍增过程，大量的电子-空穴对，大量的反向击穿当前的。 ，称为二极管的击穿现象。 pn结的反向击穿可分为齐纳击穿和 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/

27、1155945.htm t _blank 雪崩击穿。二极管类型二极管的种类很多。按使用的半导体材料可分为锗二极管（Ge管）和硅二极管（Si管）。按用途不同可分为检测二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管、硅功率开关二极管、旋转二极管等。管芯可分为点接触二极管、面接触二极管和平面二极管。点接触二极管是用极细的金属丝压在光滑的半导体晶片表面，施加脉冲电流，使接触丝的一端与晶片牢固地烧结在一起，形成“PN结”。因为它是点接触，只允许通过小电流（不超过几十毫安），适用于高频小电流电路，如无线电探测等。表面的“PN结”区域接触二极管大，允许大电流（几安到几十安）

28、，主要用于将交流电转换成直流电的“整流电路”。平面二极管是一种特殊的 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/4748.htm t _blank 硅二极管，它不仅可以通过大电流第四章三相桥式半控整流电路设计设计原则目前，在各种整流电路中，应用最广泛的是三相桥式可控整流电路，又分为三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路。整流电路。电路方面，由于三相桥式半控整流电路比三相桥式全控整流电路的电路结构更简单、更经济，因此广泛用于中等容量的器件或需要不可逆功率的功率拖动。阴极法的三相半波可控整流电路与共阳极接法的三相半波不可控整流电路

29、串联，所以这种接法具有不可控、可控的特点，共阳极组有三个整流二极管，始终在自然换相点换相，使电流切换到低于阴极电压的一相，共阴极组的三个晶闸管可以切换到比阴极电压高的一个。重新触发后的阳极电位。输出整流电压波形为三组整流电压波形之和。通过改变共阴极组晶闸管的控制角，可以得到02.34U2的直流电压（U2为变压器二次侧的电压）。 VT1、VT3、VT5为触发相位差为120度的晶闸管，VD4、VD6、VD2为整流二极管。这6只管组成的三相桥式半控整流电路的导通顺序为VT1-VD2-VT3-VD4-VT5-VD6整流电路是电力电子技术中最重要、应用最广泛的电路，不仅在一般工业领域，而且在交通、电力系

30、统、通信系统、能源系统等领域。对三相桥式半控整流电路相关参数和不同负载工作条件的对比分析研究具有一定的现实意义，不仅是电力电子电路理论研究的重要内容。在三相桥式整流电路中，在任何瞬间，只要控制晶闸管的导通，另一个串联的器件就是不可控的二极管，所以称为半控整流电路。一个介绍三相桥式半控整流电路由共阴接法的三相半波可控整流电路和共阳接法的三相半波不可控整流电路组成。因此，该电路具有可控整流器和不可控整流器。控制特性。共阳极组的三个整流二极管始终在自然换相点换相，使电流切换到比阴极电位低的相位；而共阴极组中的三个晶闸管在触发后只能切换到阳极电位较高的一个。传输电流在整个稳态运行过程中保持一个恒定值，

31、因此无论控制角a如何，负载电流总是单向流动，变化很小。在一个周期内，器件工作如下：在wt1wt2期间，a相电压最高，VD1导通；在wt2wt3期间，b相电压最高，VD2导通，在wt3wt t4期间，c相电压最高。最高，VD3 开启。之后，在下一个周期wt1的位置与wt4相等的时刻，再次开启VD1，如此重复上一个周期的操作。因此，VD1、VD2、VD3 在一周内依次开启。每个管子传导 120。在相电压wt1、wt2和wt3的交点处，发生二极管换相，即电流从一个二极管转移到另一个，这些交点称为自然换相点。对于三相半波可控整流电路，自然换相点是各相晶闸管能够触发导通的最早时刻，作为计算各晶闸管触发角

32、的起点，即=0 。要改变触发角只能在此基础上增加，即沿时间轴向右移动。如果在自然换相点触发相应的晶闸管导通，则电路的工作状态与上面分析的二极管整流的工作状态相同。当=0 时，变压器二次侧a相绕组和晶闸管VT1的电流波形如图所示。其他两相电流波形形状相同，相位依次滞后120。可以看出，变压器次级绕组电流具有直流分量。增大值，使脉冲后移，整流电路的工作状态随之改变。对于=30 的波形，从输出电压和电流的波形可以看出，负载电流处于通断的临界状态，各相仍导通120。若30 ，例如=60 时，整流电压波形如图所示。当导通一相的相电压过零并变为负时，该相的晶闸管关断。此时，虽然下一相晶闸管受到正电压，但其

33、触发脉冲尚未到来，不会导通，因此输出电压和电流均为零，直到触发脉冲出现。在这种情况下，负载电流是间歇性的，每个晶闸管的导通角为90 且小于120 。如果角继续增大，整流电压会越来越小。当=150时，整流输出电压为零。加载固体电阻时，角的相移为150。2个阻性和感性负载如果负载为阻性和感性负载且L值较大，则整流电路Id的波形基本平坦，流过晶闸管的电流接近矩形波。当30时，整流电压波形与阻性负载相同，因为负载电流在两种负载条件下都是连续的。当30时，例如=60时，波形如图所示。当U2过零时，由于电感的存在，阻止了电流下降，所以VT1继续导通，直到下一相晶闸管VT2的触发脉冲到来。发生换相，VT2

34、导通，为负载供电，而背压作用于 VT1，将其关闭。在这种情况下，Ud 波形中存在负部分。如果增加，Ud波形中的负部分将增加到=90。整流电压U d 为三组整流电压波形之和。通过改变共阴极组晶闸管的控制角，可以获得02.34U 2 （变压器二次侧电压）的直流电压。图1中VT1、VT3、VT5为晶闸管，触发脉冲之间相差120o ， VD2、VD4、VD6为整流二极管。这六个管子组成一个三相桥式半控整流电路。它们的开启顺序为：VT1-VD2-VT3-VD4-VT5-VD6。假设负载电感L足够大，可以认为负载电流总是单向流动，变化很小。一个周期内管子参与导通和输出整流电压的情况如下图所示：时期二六共阴

35、极组导通晶闸管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共阳极组导通晶闸管VD6VD2VD2VD4VD4VD6整流输出电压U d乌布_=uabu a-uc=uacUB -UC=英属哥伦比亚大学乌布阿_=乌巴优酷=乌卡优酷=ucb对阻性负载的情况分析如下：当晶闸管触发角 =0 o时，共阴组接的三个晶闸管，接阳极的交流电压最高的一个导通；同理，对于与阴极相连的共阳极组，交流电压最低的那一组导通。这样，在任何时候，共阳极组和共阴极组各有一个管子始终处于导通状态，负载电压为一定的线电压。图 1 中的每个管子都在自然换向点换向。从输入电压和负载线电压的比较来看，自然换相点不仅是线电压的交点，而且是各相电压的交

36、点。从线电压波形可以看出，由于共阴组中导通的晶闸管对应最大相电压，共阳组对应最小相电压，所以输出电压U d对应两个相电压。它是线电压中最大的一个，所以输出的直流电压波形是线电压在正半周的包络线。只要共阴极组有晶闸管导通，共阳极组就会有二极管续流。当a 60 o时，ud波形是连续的。对于阻性负载， id 波形也像ud 波形一样是连续的。当a 60 o时， ud 波形的每一段都为零，但ud波形不会出现负值。三相桥式全控整流电路的角为120 。Simulink 中提供的晶闸管脉冲信号元件 Pulse，其图形符号：图 3-1这可以通过框图来完成图 4-2设置脉冲的峰值、占空比和脉冲时间，通过调整脉冲触

37、发角度，可以调整负载电压图 4-3图1 三相半控整流电路示意图(2) 触发电路触发脉冲的宽度应保证主栅极可靠导通（栅极电流应大于发电机电流）。良好的抗干扰性能、温度稳定性和与主电路的电气隔离晶闸管可控整流电路通过控制触发角a的大小，即触发脉冲的初始相位来控制输出电压。为了保证相控电路的正常工作，根据触发角a的大小，保证在正确的时刻向电路中的晶闸管施加一个有效的触发脉冲是非常重要的。晶闸管相控电路习惯上称为触发电路。大、中功率变换器广泛应用于晶体管触发电路中，其中以同步信号为锯齿波的触发电路应用最为广泛。可靠性高、技术性能好、体积小、功耗低、调试方便。晶闸管触发电路的集成逐渐普及，并逐渐取代分立

38、电路。这里是使用集成触发来生成触发脉冲。 KJ004的组成分为同步、锯齿波形成、相移、脉冲形成、脉冲排序和脉冲放大。 KJ004触发电路为模拟触发电路，其组成如下：图 14三个KJ004集成块和一个KJ041集成块可以组成六个双脉冲，再由六个晶体管进行脉冲放大，得到一个完整的三相全控桥式触发电路，如下图所示：图 15用protel绘制的完整触发电路如下图所示：图 16(3) 保护电路电力电子设备可能出现的过电压外部过电压和过电压。外部过电压主要来自雷击和系统运行过程等外部原因。介绍如下：操作过电压：由开、合等开关操作引起雷击过电压：由雷击引起由于过电压：主要来自电力电子器件的开关过程换相过电压

39、：与全控器件反并联的晶闸管或二极管换相后，反向电流急剧减小，线路电感在器件两端感应出过电压。关断过电压：当完全受控的器件关断时，正向电流迅速减小，线路电感在器件两端感应出过电压。在抑制外部过压的措施中，使用RC过压抑制电路最为常见。 RC过压抑制电路可接在供电变压器的两侧（通常供电网络侧称为电网侧，电子线路侧称为阀侧），也可接在电力电子线路的直流侧.此处采用反向阻断型过压抑制与RC电路组成保护电路，用protel画出如下：图 17根据以上分析，平均输出负载电压可计算为：当A 60o ,角度 a 的偏移为 120o 。输出电流的平均值为图 4-5三相桥式半控整流电路仿真模型图第五章三相桥式半控整

40、流电路仿真电阻电感仿真相关参数设置： (1)交流电压参数U=380V，f=50Hz，三相电源依次延迟120度。 (2) 晶闸管参数电阻 R=0.001, L=0.0001H, V=0V, Rn , = 50C =25 0 *0.000001F(3) 负载参数R=10 L=0.01HC=INF (4)脉冲发生器的幅值为5 V ，周期为0 。 0 2 s（即频率为50HZ ） ，脉冲宽度为2 。下面这一系列图是带阻感线负载的三相桥式半控整流电路不同控制角的仿真结果图 5-1阻性感性负载三相桥式半控整流电路控制角为0时的结果图1 第一列是三相交流电流源，每相相差120第二列是触发脉冲，触发脉冲宽度为

41、2第三列是负载电流第四列是以伏特为单位的电压第五列是晶闸管电源第六列是晶闸管的反向电压，上图中，三相交流电流源正常工作，触发脉冲角设置为0，即晶闸管VT1、VT3、VT5在正负极电压差的瞬间工作。产生阴极。当负载上立即产生电压时，但由于电感的影响，电流只能缓慢增加。当第一组晶闸管的电压反向时，第二组晶闸管开始导通。由于电感的作用，负载电压基本保持不变，负载电流继续上升，当这组晶闸管-二极管组的电压反向时，第三组晶闸管-二极管组开始导通，负载电压基本不变，电流继续上升，这样循环的最终电流值基本稳定，晶闸管的正向电压在120左右时，正向电压保持为0，直到正向电压下一组晶闸管导通时，前一组晶闸管的个数变为0。每组导通的晶闸管正向电压为0，其余两组晶闸管处于反向电压状态。图 5-2阻性感性负载的三相桥式半控整流电路控制角为30时的结果图第一列是三相交流电流源，每相相差120第二列是触发脉冲，触发脉冲宽