三相桥式可控.docx

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三相桥式可控

南京工程学院

课程设计说明书

成绩

题目三相桥式可控整流电路的设计

课程名称电力电子技术课程设计

院系电力工程学院

专业电气工程及其自动化

班级K电气111

学生姓名石万

学号240112026

设计时间2013.12.16~2013.12.27

设计地点工程实践中心8—321

指导教师陈刚

2013年12月南京

课程设计说明书

成绩

题目三相桥式可控整流电路的设计

课程名称电力电子技术课程设计

院系

专业电气工程及其自动化

班级

学生姓名

学号

设计时间

设计地点

指导教师

2013年12月南京

三相桥式可控整流电路的设计

一、课程设计目的

电源和驱动是电力电子技术的两大主要应用领域。

课程设计的主要任务是通过对实际电力电子装置的设计、制作和调试，深化和拓展课程所学知识，提高工程实践能力。

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得电路。

不仅应用于一般工业，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。

二、设计基本的要求

1.阅读相关资料，设计主电路和控制电路。

2.设计参数，进行经济性分析，选择器件。

3.用MATLAB绘制主电路图和不同控制角下的波形图。

4.驱动电路和保护电路的设计。

5.写出实验体会。

3、整体方案设计

（1）设计参数，选择器件

假设电阻性负载，要求输出如下：

控制角度为60°时

控制角度为0°时

对晶闸管的参数要求如下：

所以：

选择额定通态平均电流为：

500A

额定电压为1200V的晶闸管

器件1：

广东深圳福田区ST/意法电子有限公司：

型号BTA500—600B双向可控硅晶闸管系列价格5元|/PCS峰值电压600V电流500A

器件2：

金兴源电子有限公司：

型号BTA600-1000B双向可控硅（SCR）8元/PCS峰值电压1000V电流600A

综上：

选择器件1

（2）用MATLAB绘制主电路图和不同控制角下的波形图。

频率：

50Hz

主电路图如下：

1.电阻性负载

A.控制角为0°时候波形如下：

B.控制角为60°时候波形如下：

2.阻感性负载（L=0.1H）

A.控制角为0°时候波形如下:

B.控制角为60°时候波形如下:

（三）保护电路的设计

1.三相桥式可控整流电路的主电路保护图

作用a电感：

防止过电流

B电容;防止过电压

2.晶闸管的过电压保护

在晶闸管的两端并联RC电路，即用阻容保护法电路如下：

（四）驱动电路的设计

选用KJ004芯片芯片及功能如下：

设计驱动电路图如下：

说明：

触发电压的形成用KJ004芯片完成。

KJ004电路由同步检测电路、锯齿波形成电路、偏形电压、移相电压及锯齿波电压综合比较放大电路和功率放大电路四部分组成。

电原理见上图：

锯齿波的斜率决定于外接电阻R6、RW1,流出的充电电流和积分电容C1的数值。

对不同的移相控制电压VY,只有改变权电阻R1、R2的比例,调节相应的偏移电压VP。

同时调整锯齿波斜率电位器RW1,可以使不同的移相控制电压获得整个移相范围。

触发电路为正极性型,即移相电压增加,导通角增大，R7和C2形成微分电路,改变R7和C2的值可以获得不同的脉冲输出。

双脉冲信号的形成与控制用KJ041六路双脉冲形成器完成，KJ041是三相全控桥式触发线路中必备的电路，具有双脉冲形成和电子开关控制封锁功能。

实用块有电子开关控制的KJ041电路组成逻辑控制，适用于正反组可逆系统。

KJ041的1-6脚管为单脉冲信号输入。

把单脉冲信号由10-15脚管两两同时输出形成双脉冲信号，10-15脚管两两同时输出对应输送给VT6-VT1晶闸管。

（1）假设在初始时刻15脚管开始给VT1晶闸管输送脉冲信号，则经过60度后14脚管开始给VT2晶闸管双脉冲信号，即只有15脚管和14脚管有信号输出，其他脚管没信号输出，则此时VT1和VT2同时导通；

（2）再过60度后，15脚管停止输出信号，而13脚管开始给VT3输出信号，即只有14脚管和13脚管有信号输出，其他脚管没信号输出，此时VT2和VT3同时导通；

（3）再过60度后，14脚管停止输出信号，而12脚管开始给VT4输出信号，即只有13脚管和12脚管有信号输出，其他脚管没有输出信号，此时VT3和VT4同时导通；

（4）再过60度后，13脚管停止输出信号，而11脚管开始给VT5输出信号，即只有12脚管和11脚管有信号输出，其他脚管没有信号输出，此时VT4和VT5同时导通；

（5）再过60度后，12脚管停止输出信号，而10脚管开始给VT6输出信号，即只有11脚管和10脚管有信号输出，其他脚管没有信号输出，此时VT5和VT6同时导通；

（6）再过60度后，11脚管停止输出信号，而15脚管开始给VT1输出信号，即只有10脚管和15脚管有信号输出，其他脚管没有信号输出，此时VT6和VT1同时导通；

重复以上步骤即得到三相桥式全控整流电路要求的触发信号。

四、实验体会

这次课程设计历时二个星期，通过这两个星期的学习，发现了自己的很多不足，自己知识的很多漏洞，看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，电子技术已经成为当今世界空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。

因此作为二十一世纪的大学来说掌握电子的开发技术是十分重要的。

回顾此次电力电子技术课程设计，至今我们仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在整整一星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，比如有时候被一些小的，细的问题挡住前进的步伐，让我们总是为了解决一个小问题而花费很长的时间。

最后还要查阅其他的书籍才能找出解决的办法。

自己看起来多完美的设计在实践下就漏洞百出了。

并且我在做设计的过程中发现有很多东西，也知道自己的很多不足之处，知道自己对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固.以前认为学了没用的课程现在也用到了，看起来不是很有用的东西现在去都集中在一块儿了。

所谓“态度决定一切”，于是偶然又必然地收获了诸多，概而言之，大约以下几点：

温故而知新。

课程设计开始的时候思绪全无，举步维艰，对于理论知识学习不够扎实的我们深感“书到用时方恨少”，于是想起圣人之言“温故而知新”，便重拾教材与实验手册，对知识系统而全面进行了梳理，遇到难处先是苦思冥想再向同学请教，终于熟练掌握了基本理论知识，而且领悟诸多平时学习难以理解掌握的较难知识，学会了如何思考的思维方式，找到了设计的灵感。

思路即出路。

当初没有思路，诚如举步维艰，茫茫大地，不见道路。

在对理论知识梳理掌握之后，茅塞顿开，实践出真知。

到今天，课程设计基本告成，才切身领悟“实践是检验真理的唯一标准”学海无涯，学无止境。

尽管课程设计是在本学期结束，我们的教材学习完毕，掌握许多知识，但是还有很多地方理解领悟不到位，比如分立元件，集成芯片，最终选择了用KJ004集成芯片，电路接线虽很复杂，但其能实现的功能很强大，以后还需进一步学习运用。

最后我们还尝试用MATLAB设计画出部分的实际电路板图，要考虑更多的问题提出了更高要求。

这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在努力下终于迎刃而解。

同时发现了还有很多工具及理论以后亟待学习。

它培养了我们严谨科学

的思维，通过它架起理论与实践桥梁。