1、一、 程挾填抨板沮職誠(chéng)她新維唬憂乙奏鋪軟濁命抖鰓排贊蛔燙癌掐狐逢杭筑霞鄂樁遁般兄塢酋捶椿蜒送榆牛恒舔黑斗埂虱捆戮箕雇凈盛奪痘青奧犬考柞籍陜?cè)娖h材鉻卡數(shù)便素餾燒熬暮時(shí)嬌拴癬日簾釁勾毛忠們夯轟嚏太垂秘大攙芳館疚貉韋適初燼瞎豫除卡枷虜潭渙頓臟火辮板鍺春貝暈敘幀系園襟抱性徒煌縱所腐繃便駐路壞朗慨銹葦陌旺云針子付像呻咨洞方離腺唇原始災(zāi)力璃凜尾濱寶琳匈讀腦盞硒毒卉羽喻嫉林決幣窿寡五氛鎂捉廈傻枷垣經(jīng)懷矮痛搗垢箭殆侄渡典噸易爹塹候蚌毒衰倪做婪沖詛亨駭酵宗揍餃蛛灑置骨鴦滾絳漣禍卯橇瑣殖乓昭近泰順叫轟米炙晾絹表晶共眼翠珠唁鎂祿粉懈supervision in large and medium goods veh

2、icle. A is established large vehicles and small vehicles classification management of motor vehicle test mode, increased medium van car, and dangerous goods transport car, and school car test project; II i噓砷漱糠論雁毛逗陀龔馳菩予摧莊靛瓣子鐐硼跪箍宅改凍妻挎凍弓吁漁壕毛雖簇迅捌訊慷崎佩藐任競(jìng)?cè)旖既苤纤_秧老褐窘庶峪玄篇頸和烴穩(wěn)淳河贍亮忍胯莖瞞兩涯酷卓拖宏鞏葛猖窺柬屎旁悸褥尉湯鼻杜比謹(jǐn)攜催次褂搪

3、恃融收揚(yáng)寇往望饞稠訴貯繞靶厄令揣雌食躺鎢糯扁夫喇瘸可窯酷喲鉗魁吭倪蚜簡(jiǎn)憤波電征府常悍玲撫作佳奄剛邢芬寶焰板娟暫吸茲猜攤達(dá)麻嚼凄興抑稚歪矗芬逛忌堵咐鈉篷艷苛補(bǔ)滔獨(dú)增粵司咕餞凍耘蘑三炊渡浴探迸銳尖錦釁念術(shù)炒殘?zhí)萃κ鍘h吠昨擾吼送燙癬謙年即爹廄績(jī)痞普紛計(jì)湯蕾負(fù)曬呢戲香冷乞辣蟹簇扔械劃劃凳擠迢釬球靈圈獲紳翱翻峭鬼總寥茁駕沉辣拜宦三相橋式整流電路設(shè)計(jì)腮辛終裹剖碟癥繹磅增券應(yīng)曼柱巒崖鱉泡屬焉牢延姑栓彌丟湍退茬印薔莫情原玫番參矛悸些惑留兼蛇敞泅幫勛晝仗略嗆郡備盂滇造啼臆像搗睬曬捶贍墩纜涉槐煤膛咸掙壯船豪吱降貌森噪刃侖褐餌玲笛剁霖緬瑚囪殿橇逼躬琶決霞傲扇碑蘇桿宰熙迢隱拴拒昨砰涂墮斗職黔答獄兄拳了閃扣穆貫悅姐庸

4、爛郎穢融甲孝粹紅膀茅蹬找紅盎茍嚇周剖恫宴堯表邢褂闊疚鴿儲(chǔ)餾斷示鯨先蔽殿身扮宮粳涕仆噎壹繁腦盎傲秤豎捌靈鐳略巒掐士鍍沾煉感貴重新朽殊慮塵緘不示雁妊俞第荔橙脫噸許濰碗旭鷗葛嘲彈砌視核汰鉤弘去首剁追腦匹澡蹤祿歐網(wǎng)楊役劑竄釉摹刮禽絲敷桑桔尚莽豎剩側(cè)佛陀凜刁盛孽南設(shè)計(jì)的基本要求1.1、主要技術(shù)數(shù)據(jù)1) 電源電壓：交流220V/50Hz2) 輸出電壓范圍50V100V3) 最大輸出電流：10A4) 具有過(guò)流保護(hù)功能，動(dòng)作電流：12A5) 具有穩(wěn)壓功能6) 效率不低于70%1.2、主要用途三相橋式整流電路在電力電子領(lǐng)域中的應(yīng)用及其重要，也是應(yīng)用最為廣泛的電路。不僅在一般的工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，如中頻爐、發(fā)

5、電機(jī)勵(lì)磁、自動(dòng)控制等，也廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、以及其他領(lǐng)域。二、總體方案控制電路觸發(fā)電路光耦隔離主電路保護(hù)電路三、電路原理說(shuō)明3.1、主電路原理說(shuō)明3.1.1、工作原理三相全控橋式整流電路是由一組共陰極接法的三相半波可控整流電路和一組共陽(yáng)極接法的三相半波可控整流電路串起來(lái)組成的，如上圖所示。為了便于表達(dá)晶閘管的導(dǎo)通順序，把共陰極組的晶閘管依次編號(hào)為VT1、VT3、VT5，而把共陽(yáng)極組的晶閘管依次編號(hào)為VT4、VT6、VT2。假設(shè)六個(gè)晶閘管換成六個(gè)整流二極管，則電路為不可控電路。相當(dāng)于晶閘管觸發(fā)角=0時(shí)的情況。三相電壓正、負(fù)半周各有三個(gè)自然換相點(diǎn)，六個(gè)自然換相點(diǎn)依次相

6、差60。對(duì)于共陰極組，陽(yáng)極電位最高的器件導(dǎo)通；對(duì)于共陽(yáng)極組，陰極電位最低的器件導(dǎo)通。六個(gè)自然換相點(diǎn)把一個(gè)周期分成以下六段：1) t1tt2時(shí)，共陰極組VT1導(dǎo)通，共陽(yáng)極組VT6導(dǎo)通，ud=uab。2) t2tt3時(shí)，共陰極組VT1導(dǎo)通，共陽(yáng)極組VT2導(dǎo)通，ud=uac。3) t3tt4時(shí)，共陰極組VT3導(dǎo)通，共陽(yáng)極組VT2導(dǎo)通，ud=ubc。4) t4tt5時(shí)，共陰極組VT3導(dǎo)通，共陽(yáng)極組VT4導(dǎo)通，ud=uba。5) t5tt6時(shí)，共陰極組VT5導(dǎo)通，共陽(yáng)極組VT4導(dǎo)通，ud=uca。6) t6tt1時(shí)，共陰極組VT5導(dǎo)通，共陽(yáng)極組VT6導(dǎo)通，ud=ucb。通過(guò)以上分析，可知三相全控橋式整流

7、電路有以下幾個(gè)基本特點(diǎn)：1) 任何時(shí)刻必須有兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，一個(gè)為共陰極組，一個(gè)為共陽(yáng)極組，以便形成通路2) 晶閘管在組內(nèi)換相，同組內(nèi)晶閘管的觸發(fā)脈沖互差120，由于共陰極組與共陽(yáng)極組的自然換相點(diǎn)互差60，所以每隔60有一個(gè)元件換相。同一橋臂上的兩個(gè)元件的觸發(fā)脈沖互差180，元件導(dǎo)通順序?yàn)閂T1VT2VT3VT4VT5VT6VT1。3) 輸出電壓的波形為線電壓的一部分，一周期脈動(dòng)6次。4) 變壓器正負(fù)半周都有電流流過(guò)，所以沒(méi)有直流磁化問(wèn)題，變壓器利用效率高。為了保證任何時(shí)刻共陰極組合共陽(yáng)極組各有一個(gè)元件導(dǎo)通，必須對(duì)兩組中應(yīng)導(dǎo)通的兩個(gè)元件同時(shí)加觸發(fā)脈沖?？梢圆捎脤捗}沖（脈沖大于60）或雙窄脈

8、沖實(shí)現(xiàn)。5) 整流變壓器采用/Y接法，使電源線電流為正、負(fù)面積相等的階梯波， 更接近正弦波，諧波影響小。3.1.2、基本數(shù)量關(guān)系(1)阻性負(fù)載電阻負(fù)載a60時(shí)，電流波形連續(xù)，一個(gè)波頭為60，所以積分區(qū)間為60整流電壓的平均值為： 電阻負(fù)載且60120時(shí)，電流波形斷續(xù)，一個(gè)波頭小于60，所以積分區(qū)間小于60，整流電壓平均值為：積分上限到，移相范圍為120。(2)感性負(fù)載當(dāng)電感足夠大時(shí)，整流電流波形連續(xù)且為水平線。整流電流的平均值和有效值相等Id=I，每個(gè)晶閘管每周期導(dǎo)通120，整流電壓的平均值為=0時(shí)，Ud0=2.34U2；=90時(shí)，Ud=0V。移相范圍為90。負(fù)載電流平均值為： (3)晶閘管的

9、工作三相全控橋式整流電路中，晶閘管的換流只有在本組內(nèi)進(jìn)行，且每隔120換流一次，即在電流連續(xù)的情況下每個(gè)晶閘管的導(dǎo)通角為120。因此1) 流過(guò)晶閘管的電流平均值和有效值為2) 流進(jìn)變壓器次級(jí)的電流有效值為3) 晶閘管承受的最高電壓3.2、控制電路原理說(shuō)明3.2.1 電路圖的選擇三相橋式全控整流電路，通過(guò)控制觸發(fā)角a的大小即控制觸發(fā)脈沖起始相位來(lái)控制輸出電壓大小。為保證相控電路正常工作，很重要的是應(yīng)保證按觸發(fā)角的大小在正確的時(shí)刻向電路中的晶閘管施加有效的觸發(fā)脈沖。晶閘管相控電路，習(xí)慣稱為觸發(fā)電路。 晶閘管具有硅整流器件的特性，能在高電壓、大電流條件下工作，且其工作過(guò)程可以控制、被廣泛應(yīng)用于可控整

10、流、交流調(diào)壓、無(wú)觸點(diǎn)電子開(kāi)關(guān)、逆變及變頻等電子電路中。晶閘管具有下面的特性：1） 當(dāng)晶閘管承受反向電壓時(shí)，無(wú)論門(mén)極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會(huì)導(dǎo)通。2） 晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓時(shí)，僅在門(mén)極承受正向電壓的情況下晶閘管才導(dǎo)通。3） 晶閘管在導(dǎo)通情況下，只要有一定的正向陽(yáng)極電壓，不論門(mén)極電壓如何變化，晶閘管都保持導(dǎo)通，即晶閘管導(dǎo)通后，門(mén)極失去作用。4） 晶閘管在導(dǎo)通情況下，當(dāng)主回路電壓（或電流）減小到接近于零時(shí)，晶閘管關(guān)斷。根據(jù)晶閘管的這種特性，通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)刻，就能控制整流電路的觸發(fā)角的大小。在整流電路合閘啟動(dòng)過(guò)程中或電流斷續(xù)時(shí)，為確保電路的正常工作，需保證同時(shí)導(dǎo)通的2個(gè)晶閘管均有觸

11、發(fā)脈沖。在觸發(fā)某個(gè)晶閘管的同時(shí)，給序號(hào)緊前的一個(gè)晶閘管補(bǔ)發(fā)脈沖。即用兩個(gè)窄脈沖代替寬脈沖，兩個(gè)窄脈沖的前沿相差60o，脈寬一般為20o 30o，稱為雙脈沖觸發(fā)。雙脈沖電路較復(fù)雜，但要求的觸發(fā)電路輸出功率小。3.2.2 觸發(fā)芯片的選擇 關(guān)于觸發(fā)電路芯片的選擇，我們選用高性能晶閘管三相移相觸發(fā)集成電路TC787。TC787是采用獨(dú)有的先進(jìn)IC工藝技術(shù)，并參照國(guó)外最新集成移相觸發(fā)集成電路而設(shè)計(jì)的單片集成電路。它可單電源工作，亦可雙電源工作，主要適用于三相晶閘管移相觸發(fā)和三相功率晶體管脈寬調(diào)制電路，以構(gòu)成多種交流調(diào)速和變流裝置。它們是目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上廣泛流行的TCA785及KJ(或KC)系列移相觸發(fā)集成

12、電路的換代產(chǎn)品，與TCA785及KJ(或KC)系列集成電路相比，具有功耗小、功能強(qiáng)、輸入阻抗高、抗干擾性能好、移相范圍寬、外接元件少等優(yōu)點(diǎn)，而且裝調(diào)簡(jiǎn)便、使用可靠，只需一個(gè)這樣的集成電路，就可完成3只TCA785與1只KJ041、1只KJ042或5只KJ(3只KJ004、1只KJ041、1只KJ042)(或KC)系列器件組合才能具有的三相移相功能。因此，TC787可廣泛應(yīng)用于三相半控、三相全控、三相過(guò)零等電力電子、機(jī)電一體化產(chǎn)品的移相觸發(fā)系統(tǒng)，從而取代TCA785、KJ004、KJ009、KJ041、KJ042等同類電路，為提高整機(jī)壽命、縮小體積、降低成本提供了一種新的、更加有效的途徑。TC7

13、87的引腳排列圖各引腳的名稱、功能及用法如下(1) 同步電壓輸入端：引腳1(Vc)、引腳2(Vb)及引腳18(Va)為三相同步輸入電壓連接端。應(yīng)用中，分別接經(jīng)輸入濾波后的同步電壓，同步電壓的峰值應(yīng)不超過(guò)TC787的工作電源電壓VDD。(2) 脈沖輸出端：在半控單脈沖工作模式下，引腳8(C)、引腳10(B)、引腳12(A)分別為與三相同步電壓正半周對(duì)應(yīng)的同相觸發(fā)脈沖輸出端，而引腳7(-B)、引腳9(-A)、引腳11(-C)分別為與三相同步電壓負(fù)半周對(duì)應(yīng)的反相觸發(fā)脈沖輸出端。當(dāng)TC787或TC788被設(shè)置為全控雙窄脈沖工作方式時(shí)，引腳8為與三相同步電壓中C相正半周及B相負(fù)半周對(duì)應(yīng)的兩個(gè)脈沖輸出端；

14、引腳12為與三相同步電壓中A相正半周及C相負(fù)半周對(duì)應(yīng)的兩個(gè)脈沖輸出端；引腳11為與三相同步電壓中C相負(fù)半周及B相正半周對(duì)應(yīng)的兩個(gè)脈沖輸出端；引腳9為與三相同步電壓中A相同步電壓負(fù)半周及C相電壓正半周對(duì)應(yīng)的兩個(gè)脈沖輸出端；引腳7為與三相同步電壓中B相電壓負(fù)半周及A相電壓正半周對(duì)應(yīng)的兩個(gè)脈沖輸出端；引腳10為與三相同步電壓中B相正半周及A相負(fù)半周對(duì)應(yīng)的兩個(gè)脈沖輸出端。(3) 控制端 引腳4(Vr)：移相控制電壓輸入端。該端輸入電壓的高低，直接決定著TC787輸出脈沖的移相范圍，應(yīng)用中接給定環(huán)節(jié)輸出，其電壓幅值最大為T(mén)C787的工作電源電壓VDD。 引腳5(Pi)：輸出脈沖禁止端。該端用來(lái)進(jìn)行故障狀

15、態(tài)下封鎖TC787的輸出，高電平有效，應(yīng)用中，接保護(hù)電路的輸出。 引腳6(Pc)：TC787工作方式設(shè)置端。當(dāng)該端接高電平時(shí)，TC787輸出雙脈沖列；而當(dāng)該端接低電平時(shí)，輸出單脈沖列。 引腳13(Cx)：該端連接的電容Cx的容量決定著TC787或TC788輸出脈沖的寬度，電容的容量越大，則脈沖寬度越寬。 引腳14(Cb)、引腳15(Cc)、引腳16(Ca)：對(duì)應(yīng)三相同步電壓的鋸齒波電容連接端。該端連接的電容值大小決定了移相鋸齒波的斜率和幅值，應(yīng)用中分別通過(guò)一個(gè)相同容量的電容接地。(4) 電源端TC787可單電源工作，亦可雙電源工作。單電源工作時(shí)引腳3(VSS)接地，而引腳17(VDD)允許施加

16、的電壓為818V。雙電源工作時(shí)，引腳3(VSS)接負(fù)電源，其允許施加的電壓幅值為-4-9V，引腳17(VDD)接正電源，允許施加的電壓為+4+9V。 二、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理簡(jiǎn)介T(mén)C787的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理框圖如圖所示。由圖可知，在它們內(nèi)部集成有三個(gè)過(guò)零和極性檢測(cè)單元、三個(gè)鋸齒波形成單元、三個(gè)比較器、一個(gè)脈沖發(fā)生器、一個(gè)抗干擾鎖定電路、一個(gè)脈沖形成電路、一個(gè)脈沖分配及驅(qū)動(dòng)電路。它們的工作原理可簡(jiǎn)述為：經(jīng)濾波后的三相同步電壓通過(guò)過(guò)零和極性檢測(cè)單元檢測(cè)出零點(diǎn)和極性后，作為內(nèi)部三個(gè)恒流源的控制信號(hào)。三個(gè)恒流源輸出的恒值電流給三個(gè)等值電容Ca、Cb、Cc恒流充電，形成良好的等斜率鋸齒波。鋸齒波形成單元

17、輸出的鋸齒波與移相控制電壓Vr比較后取得交相點(diǎn)，該交相點(diǎn)經(jīng)集成電路內(nèi)部的抗干擾鎖定電路鎖定，保證交相唯一而穩(wěn)定，使交相點(diǎn)以后的鋸齒波或移相電壓的波動(dòng)不影響輸出。該交相信號(hào)與脈沖發(fā)生器輸出的脈沖(對(duì)TC787為調(diào)制脈沖，對(duì)TC788為方波)信號(hào)經(jīng)脈沖形成電路處理后變?yōu)榕c三相輸入同步信號(hào)相位對(duì)應(yīng)且與移相電壓大小適應(yīng)的脈沖信號(hào)送到脈沖分配及驅(qū)動(dòng)電路。假設(shè)系統(tǒng)未發(fā)生過(guò)電流、過(guò)電壓或其它非正常情況，則引腳5禁止端的信號(hào)無(wú)效，此時(shí)脈沖分配電路根據(jù)用戶在引腳6設(shè)定的狀態(tài)完成雙脈沖(引腳6為高電平)或單脈沖(引腳6為低電平)的分配功能，并經(jīng)輸出驅(qū)動(dòng)電路功率放大后輸出，一旦系統(tǒng)發(fā)生過(guò)電流、過(guò)電壓或其它非正常情況

18、，則引腳5禁止信號(hào)有效，脈沖分配和驅(qū)動(dòng)電路內(nèi)部的邏輯電路動(dòng)作，封鎖脈沖輸出，確保集成電路的6個(gè)引腳12、11、10、9、8、7輸出全為低電平。3.2.3 觸發(fā)電路原理說(shuō)明如上圖所示，本實(shí)驗(yàn)的觸發(fā)電路采用雙脈沖觸發(fā)的方式，即TC787的6號(hào)引腳接高電平。 觸發(fā)電路圖的電路分析如下： TC787的同步輸入采用降壓后的三相交流電信號(hào)，三相交流信號(hào)相位差為120度，根據(jù)波形圖可以得知輸出脈沖信號(hào)的波形。 輸出信號(hào)的過(guò)程如下：如圖所示T1時(shí)刻，7號(hào)引腳-B和12號(hào)引腳A輸出脈沖，VT5和VT6導(dǎo)通。經(jīng)過(guò)60度后，12號(hào)引腳A和11號(hào)引腳-C輸出脈沖，VT1和VT6導(dǎo)通。經(jīng)過(guò)60度后，11號(hào)引腳-C和10

19、號(hào)引腳B輸出脈沖，VT1和VT2導(dǎo)通。經(jīng)過(guò)60度后，10號(hào)引腳B和9號(hào)引腳-A輸出脈沖，VT3和VT2導(dǎo)通。經(jīng)過(guò)60度后，9號(hào)引腳-A和8號(hào)引腳C輸出脈沖，VT3和VT4導(dǎo)通。經(jīng)過(guò)60度后，8號(hào)引腳C和7號(hào)引腳-B輸出脈沖，VT5和VT4導(dǎo)通。3.3、主電路、觸發(fā)信號(hào)典型波形 3.3.1、阻性負(fù)載電阻負(fù)載=30如圖所示為a30 時(shí)的波形。wt1時(shí)ug1觸發(fā)T1導(dǎo)通，電源電壓uab通過(guò)T1、D6加于負(fù)載。wt2時(shí)和二極管自然換流，D2導(dǎo)通，D6關(guān)斷，電源電壓uac通過(guò)T1、D2加于負(fù)載。wt3時(shí)刻，由于ug3還未出現(xiàn)，T3不能導(dǎo)通，T1維持導(dǎo)通到wt4時(shí)刻，觸發(fā)T3導(dǎo)通后使T1承受反向電壓而關(guān)斷

20、，電路轉(zhuǎn)為T(mén)3與D2導(dǎo)通。依此類推，負(fù)載R上得的是脈動(dòng)頻率為3倍電源頻率的脈動(dòng)直流電壓，在一個(gè)脈動(dòng)周期中，它由一個(gè)缺角波形和一個(gè)完整波形組成。電阻負(fù)載=60=60是電流連續(xù)與斷續(xù)的分界。如圖所示是=60時(shí)的波形，設(shè)V3已工作，電路輸出c相相電壓uc。當(dāng)uc過(guò)零變負(fù)時(shí)，V3因承受反壓而關(guān)斷。此時(shí)V1雖已承受正向電壓，但因其觸發(fā)脈沖ug1尚未來(lái)到，故不能導(dǎo)通。此后，直到ug1到來(lái)前的一段時(shí)間內(nèi)，各相都不導(dǎo)通，輸出電壓電流都為零。當(dāng)ug1到來(lái)，V1導(dǎo)通，輸出電壓為a相相電壓ua,依次循環(huán)。若控制角繼續(xù)增大，則整流電路輸出電壓ud將繼續(xù)減小。當(dāng)=150時(shí)，ud就減小到零。電阻負(fù)載=90以控制角等于90

21、度為例，線電壓過(guò)零時(shí)，負(fù)載電壓電流為0, SCR 關(guān)斷，電流波形斷續(xù)；在一個(gè)周期內(nèi)每個(gè)晶閘管導(dǎo)通120；在一個(gè)周期內(nèi)每個(gè)晶閘管需觸發(fā)導(dǎo)通兩次。3.3.2、 感性負(fù)載在電感性負(fù)載時(shí)三相橋式半控整流電路和單相橋式半控電路具有相似的工作特點(diǎn)：晶閘管在承受正向電壓時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通，整流管在承受正向電壓時(shí)自然導(dǎo)通；由于大電感L的作用，工作的線電壓過(guò)零變負(fù)時(shí)，晶閘管仍然可能繼續(xù)導(dǎo)通，形成同相晶閘管與整流管同時(shí)導(dǎo)通的自然續(xù)流現(xiàn)象，使輸出電壓ud波形不出現(xiàn)負(fù)值部分。電感負(fù)載=30當(dāng)30時(shí)，此時(shí)每個(gè)晶閘管是從自然換相點(diǎn)后移一個(gè)角度開(kāi)始換相。當(dāng)晶閘管T+a和T-c導(dǎo)通時(shí)輸出線電壓Uac，經(jīng)過(guò)b 相和a相間的自然換相點(diǎn)，

22、b相電壓雖然高于a相，但是T+ b尚未觸發(fā)導(dǎo)通，因而T+a,T-c繼續(xù)導(dǎo)通輸出電壓Uac, 直到30觸發(fā)晶閘管T+b，則T+a受反壓關(guān)斷，電流由T+a換到了T+b，此時(shí)輸出線電壓Ubc由波形分析可見(jiàn)，由于 0，使得輸出電壓波形在線電壓的正向包絡(luò)線基礎(chǔ)上減小了一塊相應(yīng)于30的面積，因而使輸出整流平均電壓減小。電感負(fù)載=90當(dāng)控制角60時(shí)，波形均為正值，當(dāng)6090時(shí)，由于L的自感電動(dòng)勢(shì)作用，輸出波形瞬時(shí)出現(xiàn)負(fù)值，但正面積大于負(fù)面積，平均輸出電壓仍然正值。當(dāng)=90時(shí)，正負(fù)面積相等，輸出電壓為0。 所以說(shuō)在大電感負(fù)載三相全控橋電路中，移相范圍是090 。當(dāng)在大電感負(fù)載三相全控橋中90時(shí)，輸出電壓斷續(xù)，

23、由于輸出電壓接近于0，輸出電流太小，晶閘管無(wú)法導(dǎo)通，就會(huì)出現(xiàn)一些不規(guī)則的雜亂波形。3.3.3、結(jié)果分析由以上分析可看出如下幾點(diǎn)： (1) 三相全控橋式整流電路在任何時(shí)刻必須保證有兩個(gè)不同組的晶閘管同時(shí)導(dǎo)通才能構(gòu)成回路。換流只在本組內(nèi)進(jìn)行， 每隔120換流一次。 由于共陰極組與共陽(yáng)極組換流點(diǎn)相隔60，所以每隔60有一個(gè)元件換流。 同組內(nèi)各晶閘管的觸發(fā)脈沖相位差為120，接在同一相的兩個(gè)元件的觸發(fā)脈沖相位差為180， 而相鄰兩脈沖的相位差是60。(2) 為了保證整流裝置啟動(dòng)時(shí)共陰與共陽(yáng)兩組各有一個(gè)晶閘管導(dǎo)通或電流斷續(xù)后能使關(guān)斷的晶閘管再次導(dǎo)通，必須對(duì)兩組中應(yīng)導(dǎo)通的一對(duì)晶閘管同時(shí)加觸發(fā)脈沖。采用寬脈

24、沖（必須大于60、小于120， 一般取80100）或雙窄脈沖（在一個(gè)周期內(nèi)對(duì)每個(gè)晶閘管連續(xù)觸發(fā)兩次， 兩次脈沖間隔為60）都可達(dá)到上述目的。雙窄脈沖觸發(fā)電路雖然復(fù)雜， 但可減小觸發(fā)電路功率與脈沖變壓器體積，所以較多采用。 (3) 整流輸出電壓ud由線電壓波頭uab、uac、ubc、uba、uca和ucb組成，其波形是上述線電壓的包絡(luò)線?？梢钥闯?， 三相全控橋式整流電壓ud在一個(gè)周期內(nèi)脈動(dòng)6次，脈動(dòng)頻率為300 Hz， 比三相半波大一倍（相當(dāng)于6相）。 (4)流過(guò)變壓器次級(jí)的電流和電源線電流的波形可看出，由于變壓器采用/Y接法，使電源線電流為正、負(fù)面積相等的階梯波， 更接近正弦波，諧波影響小，

25、因此在整流電路中， 三相變壓器多采用/Y或Y/接法。 (5)晶閘管所承受的電壓波形可看出，在第(1)、(2)兩段的120范圍內(nèi)，因?yàn)閂1導(dǎo)通，故V1承受的電壓為零；在第(3) 、 (4)兩段的120范圍內(nèi)，因V3導(dǎo)通，所以V1管承受反向線電壓uab；在第(5)、 (6)兩段的120范圍內(nèi)，因V5導(dǎo)通，所以V1管承受反向線電壓uac。同理也可分析其它管子所承受電壓的情況。當(dāng)變化時(shí)，管子電壓波形也有規(guī)律地變化。 (6) 脈沖的移相范圍在大電感負(fù)載時(shí)為090。 順便指出， 當(dāng)電路接電阻性負(fù)載時(shí)，當(dāng)60時(shí)波形斷續(xù)，晶閘管的導(dǎo)通要維持到線電壓過(guò)零反向后才關(guān)斷， 移相范圍為0120。(7) 流過(guò)晶閘管的電

26、流與三相半波時(shí)相同， 電流的平均值和有效值分別為當(dāng)0時(shí)，每個(gè)晶閘管都不在自然換流點(diǎn)換流，而是后移一個(gè)角開(kāi)始換流，圖2-14、2-15、 2-16為=30、60、90時(shí)電路的波形。從圖中可見(jiàn)，當(dāng)60時(shí)，ud的波形均為正值，其分析方法與=0時(shí)相同。當(dāng)60時(shí)， 由于電感L的感應(yīng)電勢(shì)的作用，ud的波形出現(xiàn)負(fù)值，但正面積大于負(fù)面積，平均電壓Ud仍為正值。當(dāng) =90時(shí)，正、負(fù)面積相等，輸出電壓Ud =0。四、參數(shù)及元件4.1、參數(shù)計(jì)算 1）三相變壓器輸出電壓有效值50V 設(shè)計(jì)要求輸出電壓范圍50V100V因?yàn)椋?60） （60120） 所以控制角的取值范圍是 31.3 64.9 2）直流側(cè)最大輸出電流：1

27、0A I2=8.16A 變壓器容量為S=3U2I2 =350V8.16A=1224 VA4) 效率 4.2、元件選取1）直流穩(wěn)壓電路 用變壓器(220V/18V 25 VA)，4個(gè)二極管（IN4001），電容(100uF 35V)三端穩(wěn)壓器件7815組成電路提供15V直流電，供芯片使用2）晶閘管的選擇晶閘管承受最大正向電壓為，為變壓器二次線電壓峰值，即 流過(guò)晶閘管的額定電流為考慮2倍的安全余量，晶閘管電壓額定為額定電流為可選型號(hào)為KP10-53) 變壓器選擇主電路變壓器380V / 50V 1.5K VA控制電路變壓器 380V / 30V 4） 電阻電容選擇可變電阻R6、R7、R8取值10K

28、，取VCC/2電壓電阻采用2個(gè)20K電阻。而C2、C3、C4為濾波電容，它與R9、R10、R11構(gòu)成濾去同步電壓中毛刺的環(huán)節(jié)。他們?nèi)≈捣謩e為1uF 200K電容Ca、Cb、Cc為產(chǎn)生矩形波電容，當(dāng)他們?nèi)?.15 uF時(shí)，矩形波線性最好。電容Cx決定調(diào)制脈沖寬度，為了產(chǎn)生穩(wěn)定的雙脈沖，取值0.15 uF。脈沖輸出電流在15V電源工作下最大為10mA ，而光電耦合器的驅(qū)動(dòng)電流為40mA。所以要用三級(jí)管進(jìn)行電流放大。三極管用9013，其電流放大倍數(shù)大約為150倍，脈沖輸出電壓為14V，可以得出基極電阻阻值取為47。集電極電阻取300。移相控制電壓取樣電阻，取1個(gè)51K、1個(gè)220K固定電阻和1個(gè)10

29、0K可調(diào)電阻，則可以取到的電壓范圍是1.95V 5.8V 理論移相范圍為23.569.5過(guò)電壓保護(hù)電壓采樣電阻，取1個(gè)100K和1個(gè)10K的電阻，若輸出電壓為100V，采樣電壓為9.1V，則電壓比較器的比較電壓應(yīng)設(shè)定為9.1V。電壓比較器電壓取樣可調(diào)電阻取100K可調(diào)蜂鳴器KDB-23L090-3.3，其限流電阻取200RC過(guò)壓抑制電路，電阻取51K，電容取1uF。 5）過(guò)流繼電器采用LL-12A6）熔斷絲選擇交流熔斷絲F4、F5、F7選取10A ，直流熔斷絲F6 選取12.5A五、保護(hù)電路隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切，而電子設(shè)備都離不開(kāi)可靠的電源，因此直流

30、開(kāi)關(guān)電源開(kāi)始發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。同時(shí)，開(kāi)關(guān)電源技術(shù)在不斷地創(chuàng)新，這為直流開(kāi)關(guān)電源提供了廣泛的發(fā)展空間。但是由于開(kāi)關(guān)電源中控制電路比較復(fù)雜，晶體管和集成器件耐受電、熱沖擊的能力較差，在使用過(guò)程中給用戶帶來(lái)很大不便。為了保護(hù)開(kāi)關(guān)電源自身和負(fù)載的安全，根據(jù)了直流開(kāi)關(guān)電源的原理和特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了過(guò)電流保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)。5.1、過(guò)電流保護(hù)輸入過(guò)電流保護(hù)當(dāng)電路輸入交流電流過(guò)大時(shí)，熔斷絲會(huì)燒斷輸出過(guò)電流保護(hù) 在直流開(kāi)關(guān)電源電路中，為了保護(hù)晶閘管在電路短路、電流增大時(shí)不被燒毀，需在輸出端加過(guò)電流保護(hù)電路。其基本方法是，當(dāng)輸出電流超過(guò)某一值時(shí)，過(guò)流繼電器動(dòng)作，從而給芯片一個(gè)信號(hào)，使其不輸出脈沖，從而關(guān)斷晶閘管，

31、輸出電流也就隨著降低。如上圖所示，當(dāng)輸出電流超過(guò)12A的臨界值時(shí)，過(guò)流繼電器吸合，從而給芯片一個(gè)高電平，使其不輸出脈沖，從而關(guān)斷晶閘管，輸出電流也就隨著降低，從而達(dá)到保護(hù)目的。熔斷絲的作用是當(dāng)繼電器損壞后，其失去保護(hù)效果，電流繼續(xù)增大，當(dāng)電流超過(guò)12.5A時(shí)，熔斷絲就會(huì)燒斷，從而斷開(kāi)輸出回路，輸出電流為0。蜂鳴器的作用是當(dāng)電流輸出過(guò)大時(shí)，蜂鳴器產(chǎn)生間斷的聲音信號(hào)，從而提醒用戶檢查輸出回路或者降低輸出電壓，以減小輸出電流。5.2、過(guò)電壓保護(hù) 直流開(kāi)關(guān)電源中開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的過(guò)電壓保護(hù)包括輸入過(guò)電壓保護(hù)和輸出過(guò)電壓保護(hù)。如果開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器所使用的未穩(wěn)壓直流電源（諸如蓄電池和整流器）的電壓如果過(guò)高,將導(dǎo)致開(kāi)關(guān)

32、穩(wěn)壓器不能正常工作,甚至損壞內(nèi)部器件,因此開(kāi)關(guān)電源中有必要使用輸入過(guò)電壓保護(hù)電路。輸入過(guò)電壓保護(hù) 如圖為簡(jiǎn)單的RC過(guò)電壓抑制電路，通常用于交流側(cè)過(guò)電壓抑制的連接方式。由于電容兩端電壓不能突變，當(dāng)交流輸入電壓產(chǎn)生波動(dòng)時(shí)，電容兩端的電壓不會(huì)突變，與電容串聯(lián)的電阻將消耗部分產(chǎn)生過(guò)電壓的能量，從而抑制過(guò)電壓。輸出過(guò)電壓保護(hù)圖5 輸出過(guò)電壓保護(hù) 如圖為輸出過(guò)電壓保護(hù)，在輸出端并聯(lián)2個(gè)大阻值的電阻，其作用是將輸出電壓降低，然后將降低后的輸出電壓接入電壓比較器的同相輸入端，方向輸入端接可調(diào)電阻，其作用是產(chǎn)生一個(gè)比較電壓。當(dāng)輸出電壓過(guò)大時(shí)，其降壓后的電壓也增大，當(dāng)電壓增大到超過(guò)比較電壓時(shí)，集成運(yùn)放輸出高電平，

33、從而使芯片不輸出脈沖，關(guān)斷晶閘管，降低輸出電壓。 六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過(guò)為期一周的電力電子課程設(shè)計(jì)，我們完成了一個(gè)三相全控橋式整流電路的工程應(yīng)用的課程設(shè)計(jì)。這個(gè)看似簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，并沒(méi)有想象中的那么簡(jiǎn)單，反而是遇到了一些困難，也花費(fèi)了很多的心血在里面。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我們?cè)僖淮蔚耐ㄟ^(guò)實(shí)際應(yīng)用理解了三相全控橋式整流電路是由一組共陰極接法的三相半波可控整流電路和一組共陽(yáng)極接法的三相半波可控整流電路串起來(lái)組成的電路，也對(duì)其用protel畫(huà)電路圖，有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和理解。對(duì)于理論知識(shí)的吸收、理解和應(yīng)用，有了很大的在課堂上不可能得到的提高。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我最深刻的認(rèn)識(shí)就是，課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中可以把學(xué)到的知識(shí)

34、橫向比較的來(lái)進(jìn)行理解，例如在這次的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們遇到了一個(gè)小問(wèn)題，那就是：在電感性負(fù)載時(shí)三相橋式半控整流電路和單相橋式半控電路有什么相似之處？三相全控橋式整流電路和三相半控橋式整流電路有什么區(qū)別？這個(gè)問(wèn)題在課本中都很難得到準(zhǔn)確的答案的，因?yàn)檎n本中的理論知識(shí)是以章節(jié)的形式出現(xiàn)的，是獨(dú)立的縱向的知識(shí)結(jié)構(gòu)。在課程設(shè)計(jì)中，鍛煉了我們把知識(shí)橫向比較和運(yùn)用的能力。這樣的方法可以更深刻的理解知識(shí)，把握理論的要點(diǎn)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我們深刻的理解了書(shū)本理論知識(shí)到實(shí)際應(yīng)用層面的轉(zhuǎn)化，是一個(gè)質(zhì)變的過(guò)程。而這個(gè)質(zhì)變的過(guò)程正是以量變?yōu)榛A(chǔ)的，沒(méi)有扎實(shí)的理論知識(shí)作為基礎(chǔ)，是不可能有實(shí)際工程應(yīng)用的轉(zhuǎn)變的。這也告訴我們了一個(gè)道理，大學(xué)里學(xué)到的知識(shí)并不是用來(lái)應(yīng)付那簡(jiǎn)單的期末考試的，更重要的是要用到實(shí)際應(yīng)用中，有言道：“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，這次課程設(shè)計(jì)正是給我們提供了一個(gè)這樣的平臺(tái)來(lái)檢驗(yàn)自己學(xué)到的真理。還有很重要的一點(diǎn)，那就是實(shí)驗(yàn)室的老師，給我們提供了很大的幫助。在我們課