中北大学-电力电子课程设计
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
中北大学
课程设计任务书
08/09 学年第一学期
学院：信息与通信工程学院
专业：自动化
学生姓名：学号：
课程设计题目：三相桥式全控整流电路设计
起迄日期： 1 月5 日～ 1 月11 日
课程设计地点：中北大学
指导教师：刘长明
系主任：王忠庆
下达任务书日期: 09 年1月 4日
课 程 设 计 任 务 书 1．设计目的：
通过熟练Multisim2001软件，EWB 仿真软件，根据所学电力电子技术课程的知识，设计一个以基础为主带有一定综合性的应用电路并进行仿真。
2．设计内容和要求
一、实验内容：
三相桥式全控整流电路设计：画出三相桥式全控整流电路图，输入交流电压110v ，通过仿真软件观测电阻负载时的α为30°，60°，90°时负载上的输出电压波形及晶闸管端电压的波形；分析其变化原因。
二、实验原理：
（1）仿真电路图由三相电源、六个晶闸管及对应的触发信号源加上四通道示波器一个组成。
（2）对触发脉冲宽度及相位的要求时门极触发脉冲需要大于60的宽脉冲或间隔60的双窄脉冲。
共阴极正组每只晶闸管门极脉冲相位差为120度。
共阳极每只晶闸管的门极脉冲相位差为120。
接在同一项上的晶闸管的门极脉冲的相位差为180度。
接图的方法是保证晶闸管的触发顺序为1-2-3-4-5-6。
（3）在晶闸管需导通的区域仅用初始的一个窄脉冲去触发的方式称“单窄脉冲触发” ，每个元件除了在各自的换流点处有一个脉冲之外，还在60度电角度之后的下一个导通元件的导通时刻补了一个脉冲。
所补的脉冲在电流连续的稳态工作时并不起任何作用，但它却是电路启动及在电流断续时使电路正常工作所不可缺少的，这种触发方式称之为“双窄脉冲触发”。
若把上面的双窄脉冲连成一个宽脉冲，电路当然也可正常工作，这种触发方式称之为“宽脉冲触发” 。
由于共阴极的晶闸管是在正半周触发，共阳极组是在负半周触发，因此接在同一相的两个晶闸管的触发脉冲的相位应该相差180°。
（4）由于电流断续后，能够使晶闸管再次导通，必须对两组中应导通的一对晶闸管同时有触发脉冲。
为了达到这个目的，可以采取两种办法；一种是使每个脉冲的宽度大于60（必须小于120°），一般取80°～100°，称为宽脉冲触发。
另一种是在触发某一号晶闸管时，同时给前一号晶闸管补发一个脉冲，使共阴极组和共阳极组的两个应导通的晶闸管上都有触发脉冲，相当于两个窄脉冲等效地代替大于60°的宽脉冲。
这种方法称双脉冲触发。
整流输出的电压，也就是负载上的电压。
整流输出的电压应该是两相电压相减后的波形，实际上都属于线电压，波头ab u 、ac u 、bc u 、ba u 、ca u 、cb u 均为线电压的一部分，是上述线电压的包络线。
相电压的交点与线电压的交点在同一角度位置上，故线电压的交点同样是自然换相点，同时亦可看出，三相桥式全控的整流电压在一个周期内脉动六次，脉动频率为6 × 50=300赫，比三相半波时大一倍。
三、三相桥式全控整流电路设计：
1、画出三相桥式全控整流电路图，输入交流电压110v如图所示：
2、电压波形仿真图
a、当α=30°时负载上的输出电压波形及晶闸管端电压的波形分别如图所示：
负载上的电压输出波形
晶闸管端的电压波形
b、当α=60°时负载上的输出电压波形及晶闸管端电压的波形分别如图所示：
负载上的电压输出波形
晶闸管端的电压波形
c、当α=90°时负载上的输出电压波形及晶闸管端电压的波形分别如图所示：
负载上的电压输出波形
晶闸管端的电压波形
四、分析变化原因：
（1）三相桥式全控整流电路在任何时刻都必须有两个晶闸管导通，而且这两个晶闸管一个是共阴极组，另一个是共阳极组的，只有它们能同时导通，才能形成导电回路。
（2）三相桥式全控整流电路就是两组三相半波整流电路的串联，所以与三相半波整流电路一样，对于共阴极组触发脉冲的要求是保证晶闸管l、3和5依次导通，因此它们的触发脉冲之间的相位差应为120°。
对于共阳极组触发脉冲的要求是保证晶闸管2、4和6依次导通，因此它们的触发脉冲之间的相位差也是120°。
（3）由于共阴极的晶闸管是在正半周触发，共阳极组是在负半周触发，因此接在同一相的两个晶闸管的触发脉冲的相位应该相差180°。
（4）三相桥式全控整流电路每隔60°有一个晶闸管要换流，由上一号晶闸管换流到下一号晶闸管触发，触发脉冲的顺序是：1→2→3→4→5→6→1，依次下去。
相邻两脉冲的相位差是60°。
(5) 由于电流断续后，能够使晶闸管再次导通，必须对两组中应导通的一对晶闸管同时有触发脉冲。
为了达到这个目的，可以采取两种办法；一种是使每个脉冲的宽度大于60°（必须小于120°），一般取80°～100°，称为宽脉冲触发。
另一种是在触发某一号晶闸管时，同时给前一号晶闸管补发一个脉冲，使共阴极组和共阳极组的两个应导通的晶闸管上都有触发脉冲，相当于两个窄脉冲等效地代替大于60°的宽脉冲。
这种方法称双脉冲触发。
（6）依据上述条件，再根据出发角的不同，即可得出负载电压变化时的波形以及晶闸管端的电压波形，且它们都为线电压。
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：
（1）查阅资料，确定系统设计方案
（2）说明设计原理，电路图，软件仿真结果。
（3）撰写课程设计说明书
课程设计任务书
4．主要参考文献：
《电力电子技术基础》冷增祥，徐以荣编
《现代电力电子技术》张立、赵永健主编
《电力电子与运动控制系统》李鹤轩、张力主编
《现代电力电子技术及应用》王唯平主编
《电力电子变流技术》王兆安、黄俊主编
《电力电子技术》丁道宏主编
5．设计成果形式及要求：
课程设计说明书1份
设计原理分析1份
电路及仿真结果1份
6．工作计划及进度：
09年1月5日收集整理资料，确定控制方案
1月6日~ 1月7日设计电路
1月8日~ 1月9日进行仿真
1月10日撰写课程设计说明书
1月11日答辩
系主任审查意见：
签字：
年月日。