三相桥式全控整流电路的MATLAB仿真.doc

中北大学朔州校区 电力电子技术 课 程 设 计 说 明 书 专 业: 电气工程及其自动化 题 目: 三相桥式全控整流电路的设计与仿真（阻感负载） 指导教师: 牛慧芳 组长姓名： 李昂 学号 1227034136 组员姓名： 学号 组员姓名： 范铮 学号 1227034138 组员姓名： 崔少东 学号 1227034139 组员姓名： 王新嘉 学号 1227034129 组员姓名： 张艺 学号 1227034144 组员姓名： 于亮 学号 1227034153 ? 2015 年 1月 14 日 1. 概述 1 1.1 设计目的 1 1.2 设计目标及设计要求 1 1.3 设计进度 1 1.4 分工 2 2. 系统方案及主电路设计 2 2.1方案的选择 2 2.2 系统流程框图 2 2.3 主电路设计 3 3．控制、驱动电路设计 6 3.1触发电路简介 6 3.2触发电力设计要求 7 3.3过电压保护 8 3.4过电流保护 10 4．系统MATLAB仿真 12 4.1MATLAB软件介绍 12 4.2系统建模与参数设置 12 4.3系统仿真结果及分析 19 5．设计体会 19 6．参考文献 20 1. 概述 1.1 设计目的 三相桥式全控整流电路在现代电力电子技术中具有很重要的作用和很广泛的应用。这里结合全控整流电路理论基础，采用Matlab的仿真工具Simulink对三相桥式全控整流电路进行仿真，对输出参数进行仿真及验证，进一步了解三相桥式全控整流电路的工作原理。 1.2 设计目标及要求设计要求 2.1设计任务 设计一个三相可控整流电路使其输入电压: （1）三相交流380伏 、频率为50赫兹、 （2）输出功率2KW、负载为阻感性负载。 （3）移相范围：0°~ 90° 2.2 设计要求 （1）设计出总体结构框图，以说明本课题由哪些相对独立的部分组成，并以文字对原理作辅助说明； （2）设计各个部分的电路图，并加上原理说明； （3）MATLAB仿真实验。 1.3 设计进度 （1） 1月14日—1月15日对实验进行理论分析、论证； （2） 1月15日—1月16日进行主电路、触发电路、保护电路的设计及理论分析； （3） 1月19日—1月21日用MATLAB软件对实验进行建模仿真并对仿真结果进行分析； （4） 1月22日—1月23日对本次实验进行分析总结，分享实验心得体会。 1.4 分工 （1）系统方案选择及主电路设计：范铮、张艺； （2）控制、驱动电路设计：崔少东、于亮； （3）系统MATLAB仿真：家登辉、李昂、王新嘉。 2. 系统方案及主电路设计 2.1 方案的选择 三相桥式全控整流电路系统通过变压器与电网连接，经过变压器的耦合，晶闸管主电路得到一个合适的输入电压，使晶闸管在较大的功率因数下运行。变流主电路和电网之间用变压器隔离，还可以抑制由变流器进入电网的谐波成分。保护电路采用RC过电压抑制电路进行过电压保护，利用快速熔断器进行过电流保护。采用锯齿波同步KJ004集成触发电路，利用一个同步变压器对触发电路定相，保证触发电路和主电路频率一致，触发晶闸管，使三相全控桥将交流整流成直流，带动直流电动机运转。 结构框图如图1-1所示。整个设计主要分为主电路、触发电路、保护电路三个部分。框图中没有表明保护电路。当接通电源时，三相桥式全控整流电路主电路通电，同时通过同步电路连接的集成触发电路也通电工作，形成触发脉冲，使主电路中晶闸管触发导通工作，经过整流后的直流电通给直流电动机，使之工作。 2.2 系统流程框图 图1-1 三相桥式全控整流电路结构图 2.3 主电路设计 图2-1 主电路原理图 2.3.1 主电路原理分析 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。编号如图示，晶闸管的导通顺序为 VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6。 2.3.2 三相全桥工作特点 其工作特点是任何时刻都有不同组别的两只晶闸管同时导通，构成电流通路，因此为保证电路启动或电流断续后能正常导通，必须对不同组别应到导通的一对晶闸管同时加触发脉冲，所以触发脉冲的宽度应大于π／3的宽脉冲。宽脉冲触发要求触发功率大，易使脉冲变压器饱和，所以可以采用脉冲列代替双窄脉冲；每隔π／3换相一次，换相过程在共阴极组和共阳极组轮流进行，但只在同一