三项桥式全控整流电路漏电感综述.docx

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三项桥式全控整流电路漏电感综述

考虑变压器漏感时三相桥式全控整流电路的设计

摘要

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, 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载的工作情况进行对比分析与研究具有一定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。

关键词：

三相桥式全波整流，漏电感，阻感负载，触发角

1设计背景及任务

1.1背景

“整流电路”（rectifyingcircuit）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。

整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的交流电转换成单向脉动性直流电，这就是交流电的整流过程，整流电路主要由整流二极管组成。

经过整流电路之后的电压已经不是交流电压，而是一种含有直流电压和交流电压的混合电压。

习惯上称单向脉动性直流电压。

1.2设计任务

设计出三相桥式全控整流电路带电阻电感（取较大电感量）负载时考虑变压器漏电感影响的电路原理图，使用PSIM软件对所设计的电路带不同负载的情况下晶闸管取不同的触发角

要求：

α=900和＜900各取一个角度进行仿真，分别获得Ud、Id波形，并对.所给出的角度计算Ud、Id和γ值。

2设计方案

2.1设计基本原理

图2-1三相桥式全控整流电路原理图

原理图如2-1所示，习惯将其中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。

此外，习惯上希望晶闸管按从一至六的顺序导通。

为此将晶闸管按如图所示的顺序编号，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。

2.2设计所需器件

三相变压器、晶闸管、触发脉冲、阻感负载。

2.3基础波形

图2-2三相输出相电压波形

图2-3三相输出线电压六脉波

3仿真与计算

3.1仿真软件

运用PSIM进行仿真。

PSIM是趋向于电力电子领域以及电机控制领域的仿真应用包软件。

PSIM全称PowerSimulation。

PSIM是由SIMCAD和SIMVIEM两个软件来组成的。

PSIM具有仿真高速、用户界面友好、波形解析等功能，为电力电子电路的解析、控制系统设计、电机驱动研究等有效提供强有力的仿真环境。

PSIM具有强大的仿真引擎，PSIM高效的算法克服了其它多数仿真软件的收敛失败、仿真时间长的问题，因此应用范围广泛。

例如，电力电子电路的解析，控制系统设计，电机驱动研究，和其他公司的仿真器连接等。

在经过简单的了解之后开始试用，软件很好上手操作简单，经过一周的使用之后已经基本了解其功能。

3.2仿真设计

在实际生活中，变压器绕组总有漏电感，该漏电感可用一个集中的电感LB表示，并将其折算到变压器二次侧。

由于电感对电流的变化起阻碍作用，电感电流不能突变，因此换相过程不能瞬间完成，而是会持续一段时间。

3.3三相桥式全控整流电路带阻感负载α=90°时仿真

α=90°时，仿真电路图如3-1所示：

图3-1：

三相全桥阻感负载仿真电路图

负载输出波形Ud与Id如图3-2所示：

图3-2：

α=90°时的输出波形

在仿真时所给参数：

，

，

，

（3-1）

（3-2）

（3-3）

因为α=90°所以cosα=0

解方程组可得：

（3-4）

（3-5）

（3-6）

（3-7）

3.4三相桥式全控整流电路带阻感负载α=30°时仿真

α=30°时，仿真电路图如3-3所示：

图3-3三项全桥阻感负载带漏电感整流电路

负载输出波形Ud与Id如图3-4所示：

图3-4：

α=30°时的输出波形

（3-8）

（3-9）

（3-10）

因为α=30°所以cosα=0.866

解方程组得：

（3-11）

（3-12）

（3-13）

（3-14）

3.5漏电感对整流电路的影响

1、出现换相重叠角，整流输出电压平均值降低。

2、整流电路的工作状态增多。

3、晶闸管的di/dt减小，有利于晶闸管的安全开通。

4、换相时晶闸管的安全开通出现缺口产生正的du/dt,可能使晶闸管误导通，为此必须加吸收电路。

5、换相使电网电压出现缺口，称为干扰源。

4总结

4.1总结体会

通过这次课程设计使我掌握了做科学研究的基本方法和思路，为今后的工作打下了基础，现将感受总结如下：

首先，我学会了对相关科技文献的检索，一切科学研究都是建立在前人研究的基础之上的。

因此，对于相关文献资料的检索显得尤为重要。

在现代社会中，随着计算机的普及以及网络技术的发展，对于文献的检索已经从图书馆的纸质资料转移到网络平台下的电子文档。

其次，通过这次课程设计还使我了解了科技论文的写作规范，熟悉了系列软件在文字处理与排版等方面的使用。

总之，这次课程设计不是简简单单的完成了一个课题，而是使我初步的掌握了科学研究的步骤与方法，巩固了我的专业知识，练习了我的实际操作能力，锻炼了我分析解决问题的能力为今后的科研工作打下了坚实的基础。

通过本次课程设计让我对三相晶闸管有了更深刻的了解并且知道要想成为一名出色的工程师是很不容易的，需要充分的知识基础和一定的耐力。

在此基础上我也学到了很多，开阔了自己的眼界，在设计中，我也感到了平时积累不足，书到用时方恨少。

在以后的生活学习工作中我要更加努力的学习自己的专业课，丰富自己的业余生活。

同时我觉得，一次课程设计使我如此疲惫，所以应该珍惜别人的劳动成果。

还要感谢教我的老师，没有他们我这次课程实际无法完成。

总之以后要好好学习，更加努力的汲取知识。

参考文献

【1】王兆安、刘进军.电力电子技术基础.西安交通大学.机械工业出版社.2009

【2】邱关源.电路第五版.西安交通大学.高等教育出版社.2006