电力电子装置及系统课程设计

三相桥式全控整流电路电阻性负载设计 电力电子变流技术课程设计

三相桥式全控整流电路的设计

一、主电路设计及原理

1.1 主电路设计

其原理图如图1所示。

图1 三相桥式全控整理电路原理图

目前在各种整流电路中，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路，其带电阻性负载原理图如图1所示。习惯将其中阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1、VT3、 VT5）称为共阴极组；阳极连接在一起的3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1至6的顺序导通，为此将晶闸管按图示的顺序编号，即共阴极组中与a、b、c三相电源相接的3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3个晶闸管分别为VT4、VT6、VT2，晶闸管的导通顺序为 VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6。

1.2 主电路原理说明

假设将电路中的晶闸管换作二极管，这种情况也就相当于晶闸管触发角α=0o时的情况。此时，对于共阴极组的3个晶闸管，阳极所接交流电压值最高的一个导通。而对于共

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三相桥式全控整流电路电阻性负载设计

第一章 绪 论

电力电子学,又称功率电子学(Power Electronics)。它主要研究各种电力电子器件,以及由这些电力电子器件所构成的各式各样的电路或装置,以完成对电能的变换和控制。

它既是电子学在强电(高电压、大电流)或电工领域的一个分支,又是电工学在弱电(低电压、小电流)或电子领域的一个分支,或者说是强弱电相结合的新科学.电力电子学是横跨“电子”、“电力”和“控制”三个领域的一个新兴工程技术学科.

电力电子技术相对于其他一些高新技术来说更为边缘化，它是一门联系电力和电子的学科，电力电子技术为电能的产生和利用搭起了桥梁，为电能的输出、应用提供了更好的方式和平台，电力电子技术从根本上提高了电能的应用效率。

电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO,IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百MW甚至GW，也可以小到数甚至1W以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同，电力电子技术主要用于电力变换。

电力电子技术的问世是在上世纪五十年代末，当第一只晶闸管研制成功之后，电力电子技术就正式进入了电气传动技术的大家族。电力电子技术在可控硅整流装置开发中

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本科课程设计专用封面

设计题目： 直流变换器的设计(升压) 所修课程名称：电力电子技术课程设计 修课程时间： 2015 年 12 月 20 日至 12 月 30 日 完成设计日期： 2015 年 12 月 30 日 评阅成绩： 评阅意见：

评阅教师签名： 年 月 日

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本科课程设计专用封面

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本科课程设计专用封面

设计题目： 直流变换器的设计(升压) 所修课程名称：电力电子技术课程设计 修课程时间： 2015 年 12 月 20 日至 12 月 30 日 完成设计日期： 2015 年 12 月 30 日 评阅成绩： 评阅意见：

评阅教师签名： 年 月 日

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本科课程设计专用封面

设计题目： 直流变换器的设计(升压) 所修课程名

学 号：

课 程 设 计

题 目 AC-DC-DC电源(36V，300W)设计 学 院 专 业 班 级 姓 名 指导教师

自动化学院 电气工程及其自动化

电气 班 许湘莲

2013 年 6 月 18 日

武汉理工大学大学《电力电子装置及控制》课程设计说明书

课程设计任务书

学生姓名： 专业班级：

指导教师： 许湘莲 工作单位： 武汉理工大学

题 目: AC-DC-DC电源(36V，300W)设计

初始条件：

设计一个AC-DC-DC电源，具体参数如下：单相交流输入220V/50Hz，输出直流电压36V,纹波系数<5%，功率300W。

要求完成的主要任务:

（1） 对AC-DC-DC 电源进行主电路设计； （2） 控制方案设计；

（3） 给出具体滤波参数的设计过程；

（4） 在MATLAB/Simulink搭建闭环系统仿真模型，进行系统仿真； （5） 分析仿真结果，验证设计方案的可行性。

时间安排：

2013年6月8日至2013年6月18日，历时一周半，具体进度安排见下

全桥直流变换器

重庆大学电气工程学院

电力电子技术课程设计

设计题目：全桥直流变换器的设计与仿真 年级专业： 2010级电气工程与自动化 学生姓名： 吴鹏 学 号： 20104263 成绩评定：

完成日期：2013年6月 23日

全桥直流变换器

课程设计指导教师评定成绩表

指导教师评定成绩：

指导教师签名： 年 月 日

全桥直流变换器

重庆大学本科学生电力电子课程设计任务书

全桥直流变换器

摘要

电力电子课程设计的目的在于进一步巩固和加深所学电力电子基本理论知识。使学生能综合运用相关关课程的基本知识，通过本课程设计，培养学生独立思考能力，学会和认识查阅和占有技术资料的重要性，了解专业工程设计的特点、思路、以及具体的方法和步骤，掌握专业课程设计中的设计计算、软件编制，硬件设计及整体调试。通过设计过程学习和管理，树立正确的设计思想和严谨的工作作风，以期达到提高学生设计能力。

本次课题为全桥直流变换器的设计与仿真，使用了全控器件IGBT，能将直流信号转换成变压的直流信号，其作用相当于一个变压器。一般的变压器是由交流电压不过变比能很方便的

《电力电子课程设计》

班级 姓名 学号

1.晶闸管介绍

晶闸管（Thyristor）是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅；1957年美国通用电器公司开发出世界上第一款晶闸管产品，并于1958年将其商业化；晶闸管是PNPN四层半导体结构，它有三个极：阳极,阴极和门极;晶闸管具有硅整流器件的特性,能在高电压、大电流条件下工作,且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。

外形有螺栓型和平板型两种封装，引出阳极A、阴极K和门极（控制端）G三个联接端，对于螺栓型封装，通常螺栓是其阳极，能与散热器紧密联接且安装方便，平板型封装的晶闸管可由两个散热器将其夹在中间。

晶闸管的外形、结构和电气图形符号和模块外形

a)晶闸管类型b)内部结构c)电气图形符号

2.晶闸管工作原理

在分析SCR的工作原理时，常将其等效为两个晶体管V1和V2串级而成。其工作过程如下：UGK>0→产生IG→V2通→产生IC2→V1通→IC1↗→IC2↗→出现强烈的正反馈，G极失去控制作用，V1和V2完全饱和，SCR饱和导通。

晶闸管导通后，即使去掉门极电流，仍能维持导通。

晶闸管的双晶体管模

学 号：

课 程 设 计

题 目 AC-DC-DC电源(36V，300W)设计 学 院 专 业 班 级 姓 名 指导教师

自动化学院 电气工程及其自动化

电气 班 许湘莲

2013 年 6 月 18 日

武汉理工大学大学《电力电子装置及控制》课程设计说明书

课程设计任务书

学生姓名： 专业班级：

指导教师： 许湘莲 工作单位： 武汉理工大学

题 目: AC-DC-DC电源(36V，300W)设计

初始条件：

设计一个AC-DC-DC电源，具体参数如下：单相交流输入220V/50Hz，输出直流电压36V,纹波系数<5%，功率300W。

要求完成的主要任务:

（1） 对AC-DC-DC 电源进行主电路设计； （2） 控制方案设计；

（3） 给出具体滤波参数的设计过程；

（4） 在MATLAB/Simulink搭建闭环系统仿真模型，进行系统仿真； （5） 分析仿真结果，验证设计方案的可行性。

时间安排：

2013年6月8日至2013年6月18日，历时一周半，具体进度安排见下

一、设计任务书

1、进行设计方案的比较，并选定设计方案； 2、完成单元电路的设计和主要元器件说明； 3、完成主电路的原理分析,各主要元器件的选择； 4、驱动电路的设计,保护电路的设计； 5．性能指标分析 6. 保护电路工作原理 7．参考文献 二 格式目录 1．设计任务书； 2．设计方案； 3．主电路图及原理；

4．电路参数计算及元器件选择清单；（按照P23，晶闸管的主要参数选择） （整流输出电压的平均值，有效值；整流电流的平均值，有效值；流过每个晶闸管的电流平均值，有效值；晶闸管承受的电压）

5．驱动电路和保护电路图； （交流侧，直流侧保护；过压保护，过流保护，如何抑制电压，电流上升率） 6．驱动电路工作原理分析；

7．主要电压和电流波形；（波形，文字） 8．参考文献

题目一：单相桥式整流电路的设计(全控，半控，方案的比较) 设计要求为：

1、电网供电电压为单相220V； 2、 电网电压波动为 -5%－+5%； 3、 输出电压Ud为0～150V

4、负载为反电势阻感性负载 E?50V,R?100?,L?800mH 题目二：三相桥式全控整流电路的设计 设计要求：

1、将三相380V交流电源通过三相桥式全控整流电路变

继电保护原理课程设计任务书

一．课程设计指导书

（一）35～110千伏单电源环形网络相间短路保护的整定计算。 （二）进行步骤

1．短路电流及残余电压计算

考虑到35～110千伏单电源环形网络相间短路保护有可能采用带方向或不带方向的电流电压保护，因此在决定保护方式前，必须较详细地计算各短路点短路时，流过有关断路器的短路电流IK和保护安装处的残余电压Ures。然后根据计算结果，在满足“继电保护和安全自动装置技术规程”和题目给定的要求的条件下，尽可能采用最简单的保护方式。计算IK f(l)及Ures f(l)的步骤及注意事项如下。

（1）系统运行方式的考虑

除考虑发电厂发电容量的最大和最小运行方式下，还必须考虑在设备检修或故障切除的情况下，发生短路时流过保护装置的短路电流最大和最小的系统运行方式，以便计算保护的整定值和保护的灵敏度。在需采用电流电压联锁速断保护时，还必须考虑介于最大和最小之间的系统运行方式。

表1 流经某一保护的

I

（2）短路点的考虑 为了绘制

IK f(l)和

Ures f(l)曲线，每一线路上的短

路点至少要取三点，即线路的始端、中点和末端三点。一般为了简化计算取此三点即可。短路点确定之后，即标上K1、K2、K3…..等符号