三相桥式全控整流电源的设计

三相桥式全控整流电源的设计内容摘要：

3 3 主电路的设计及器件选择 实验参数设定负载为 220V、 300A 的直流电机，采用三相整流电路，交流 侧 由三相电源供电，设计要求选用三相桥式全控整流电路供电，主电路采用三相全控桥。 三相全控桥的工作原理 如图 21所示，为三相桥式全控带阻感负载，根据要求要考虑电动机的电枢电感与电枢电阻，故为阻感负载。 习惯将其中阴极连接在一起的 3个晶闸管称为共阴极组；阳极连接在一起的 3个晶闸管称为共阳极组。 共阴极组中与 a、 b、 c三相电源相接的 3 个晶闸管分别为 VT VT VT5， 共阳极组中与 a、 b、 c三相电源相接的 3 个晶闸管分别为 VTVT VT2。 晶闸管的导通顺序为 VT1－ VT2－ VT3－ VT4－ VT5－ VT6。 变压器为 Y 型接法。 变压器二次侧接成星形得到零线，而一次侧接成三角形避免 3次谐波流入电网 图 21 三相桥式全控整流电路带电动机（阻感）负载原理图 三相全控桥的 工作特点 ⑴ 2 个晶闸管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组 各 1 个，且不能为同1 相器件。 ⑵ 对触发脉冲的要求： 按 VT1VT2VT3VT4VT5VT6 的顺序，相位依次差 60 度。 共阴极 组 VT VT VT5 的脉冲依次差 120 度。 三相桥式全控整流电源的设计 4 共阳极组 VT VT VT2 也依次差 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。 ⑶ ud 一周期脉动 6 次，每次脉动的波形都一样 , 故该电路为 6 脉波整流电路。 ⑷ 晶闸管承受的电压波形与三相半波时相 同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同。 阻感负载时的波形分析 三相桥式全控整流电路大多用于向阻感负载和反电动势阻感负载供电（即用于直流电机传动），下面主要分析阻感负载时的情况，因为带反电动势阻感负载的情况，与带阻感负载的情况基本相同。 当α≤ 60 度时， ud 波形连续，电路的工作情况与带电阻负载时十分相似，各晶闸管的通断情况、输出整流电压 ud 波形、晶闸管承受的电压波形等都一样。 区别在于负载不同时，同样的整流输出电压加到负载上，得到的负载电流 id 波形不同，电阻负载时 ud 波形与 id 的波形形状一样。 而阻感负载时，由于电感的作用，使得负载电流波形变得平直，当电感足够大的时候，负载电流的波形可近似为一条水平线。 图 22和图 23分别给出了三相桥式全控整流电路带阻感负载α =0度和α =30 度的波形。 图 22中除给出 ud 波形和 id 波形外，还给出了晶闸管 VT1电流 iVT1 的波形，可与带电阻负载时的情况进行比较。 由波形图可见，在晶闸管 VT1 导通段， iVT1 波形由负载电流 id 波形决定，和 ud 波形不同。 图 23中除给出 ud 波形和 id 波形外，还给出了变压器二次侧 a相电流 ia 的波形，在此不做具体分析。 三相桥式全控整流电源的设计 5 图 22 触发角为 0 度时的波形图 图 23 触发角为 30 时的波形图 当α＞ 60 度时，阻感负载时的工作情况与电阻负载时不同，电阻负载时 ud 波形不会出现负的部分，而阻感负载时，由于电感 L的作用， ud 波形会出现负的部分。 图 24给出了α =90度时的波形。 若电感 L值足够大， ud中正负面积将基本相等， ud平均值近似为零。 这说明，带阻感负载时，三相桥式全控整流电路的α角移相范围为 90度。 图 24 触发角为 90 时的波形图 参数计算 整流变压器的选择 由 系统要求可知，整流变压器一、二次线电压分别为 380V 和 220V，由变压器为 Y三相桥式全控整流电源的设计 6 接法可知变压器二次侧相电压为： VVU 12732202  变比为：  UUK 变压器一次和二次侧的相电流计算公式为： KIKI dI11  dI IKI 22  而在三相桥式全控中  II KK AId 300 所以变压器的容量分别如下： 变压器次级容量为： 221 3 IUS  变压器初级容量为： 112 3 IUS  变压器容量为： 2 21 SSS  即：   kWS 2  变压器参数归纳如下：初级绕组三角形接法 VU 3801  ， AI  ；次级绕组星形接法， VU 1272  ， AI  ；容量选择为。 三相桥式全控整流电源的设计 7 晶闸管的选择 ⑴ 晶闸管的额 定电压 由三相全控桥式整流电路的波形（图 24）分析知，晶闸管最大正、反向电压峰值均为变压器二次线电压峰值 26FM RMU U U 故桥臂的工作电压幅值为： VU m  考虑裕。