湖北民族学院信息工程学院。
课程设计报告书。
题目： 三相桥式全控整流电路的设计与**。
课程：电子线路课程设计
专业：电气工程及其自动化。
班级：0312406
学号：031240610
学生姓名：崔亮。
指导教师：张昌华
2023年1月3日
信息工程学院课程设计任务书。
2015 年1 月 3 日。
摘要。电子技术的应用已深入到工农业经济建设，交通运输，空间技术，国防现代化，医疗，环保，和亿万人们日常生活的各个领域，进入21世纪后电力电子技术的应用更加广泛，因此对电力电子技术的研究更为重要。近几年越来越多电力电子应用在国民工业中，一些技术先进的国家，经过电力电子技术处理的电能已得到总电能的一半以上。
本文主要介绍三相桥式全控整流电路的主电路和触发电路的原理及控制电路图，由工频三相电压380v经升压变压器后由scr(可控硅)再整流为直流供负载用。但是由于工艺要求大功率，大电流，高电压，因此控制比较复杂，特别是触发电路部分必须一一对应，否则输出的电压波动大甚至还有可能短路造成设备损坏。 本电路图主要由芯片c8051-f020微控制器来控制并在不同的时刻发出不同的脉冲信号去控制6个scr。
在负载端取出整流电压，负载电流到c8051-f020模拟口，然后由mcu处理后发出信号控制scr的导通角的大小。 在本课题设计开发过程中，我们使用keil-c开发软件，c8051开发系统及protel-99,并最终实现电路改造设计，并达到预期的效果。
关键字：mcu ; scr; 电力电子； 导通角； keil-c
目录。摘要。
1、序言11.1设计背景1
1.2设计任务1
2、方案选择论证3
2.1 方案分析3
2.2 方案选择3
3、电路设计4
3.1 主电路原理分析4
4、**分析5
4.1 建立**模型5
4.2 **参数设置6
4.3 **结果及波形分析6
5、设计总结12
参考文献13
1 绪言。1.1设计背景。
目前，各类电力电子变换器的输入整流电路输入功率级一般采用不可控整流或相控整流电路。这类整流电路结构简单，控制技术成熟，但交流侧输入功率因数低，并向电网注入大量的谐波电流。据估计，在发达国家有60%的电能经过变换后才使用，而这个数字在本世纪初达到95%。
电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。据估计，发达国家在用户最终使用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。
可以毫不夸张地说，如果离开电力电子技术，电力系统的现代化就是不可想象的。
而电能的传输中，直流输电在长距离、大容量输电时有很大的优势，其送电端的整流阀和受电端的逆变阀都采用晶闸管变各种电子装置一般都需要不同电压等级的直流电源供电。通信设备中的程控交换机所用的直流电源以前用晶闸管整流电源，现在已改为采用全控型器件的高频开关电源。大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源现在也都采用高频开关电源。
在各种电子装置中，以前大量采用线性稳压电源供电，由于高频开关电源体积小、重量轻、效率高，现在已逐渐取代了线性电源。因为各种信息技术装置都需要电力电子装置提供电源，所以可以说信息电子技术离不开电力电子技术。近年发展起来的柔**流输电（facts）也是依靠电力电子装置才得以实现的。
随着社会生产和科学技术的发展，整流电路在自动控制系统、测量系统和发电机励磁系统等领域的应用日益广泛。常用的三相整流电路有三相桥式不可控整流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路，由于整流电路涉及到交流信号、直流信号以及触发信号，同时包含晶闸管、电容、电感、电阻等多种元件，采用常规电路分析方法显得相当繁琐，高压情况下实验也难顺利进行。matlab提供的可视化**工具simulink可直接建立电路**模型，随意改变**参数，并且立即可得到任意的**结果，直观性强，进一步省去了编程的步骤。
本文利用simulink对三相桥式全控整流电路进行建模，对不同控制角、桥故障情况下进行了**分析，既进一步加深了三相桥式全控整流电路的理论，同时也为现代电力电子实验教学奠定良好的实验基础。
此次课程设计要求设计晶闸管三相桥式可控整流电路，与三相半波整流电路相比，三相桥式整流电路的电源利用率更高，应用更为广泛。
1.2 设计任务。
晶闸管三相桥式可控整流电路设计与**》
一 、设计内容及技术要求：
计算机**具有效率高、精度高、可靠性高和成本低等特点，已经广泛应用于电力电子电路（或系统）的分析和设计中。计算机**不仅可以取代系统的许多繁琐的人工分析，减轻劳动强度，提高分析和设计能力，避免因为解析法在近似处理中带来的较大误差，还可以与实物试制和调试相互补充，最大限度地降低设计成本，缩短系统研制周期。可以说，电路的计算机**技术大大加速了电路的设计和试验过程。
通过本次**，学生可以初步认识电力电子计算机**的优势，并掌握电力电子计算机**的基本方法。
晶闸管三相桥式可控整流电路的电路，参数要求：
电网频率 f=50hz
电网额定电压 u=380v
电网电压波动正负10%
阻感负载电压0——250v 连续可调。
2、设计内容。
1）制定设计方案；
(2)主电路设计及主电路元件选择；
(3)驱动电路和保护电路设计及参数计算；器件选择；
(4)绘制电路原理图；
5）总体电路原理图及其说明。
3、**任务要求。
1）熟悉matlab/simulink/power system中的**模块用法及功能；
2）根据设计电路搭建**模型；
3）设置参数并进行**。
4）给出不同触发角时对应电压电流的波形；
4、设计的总体要求。
（1）熟悉整流和触发电路的基本原理，能够运用所学的理论知识分析设计任务；
（2）掌握基本电路的数据分析、处理；描绘波形并加以判断；
（3）能正确设计电路，画出线路图，分析电路原理；
（4）广泛收集相关技术资料；
2 方案选择论证。
2.1方案分析。
单相可控电路与三相可控电路相比，有结构简单，输出脉动大，脉动频率低的特点，其不适于容量要求高的情况，而三相可控整流电路有与之基本相反的特点，对于相当于反电动势负载的电动机来说，它能满足其电流容量较大，电流脉动小且连续不断的要求。
2.2方案选择。
课设题目中给出的正是要求为220v、20a的直流电动机供电，它的容量为s= kw，属于高容量，所以应选用三相可控整流电路整流。另外三相桥式整流电压的脉动频率比三相半波高一倍，因而所需平波电抗器的电感量也减小约一半。三相半波虽具有接线简单的特点，但由于其只采用三个晶闸管，所以晶闸管承受的反向峰值电压较高，并且电流是单方向的，存在直流磁化问题。
基于以上原因，最终我选择三相桥式全控电路为电机整流。
三相可控整流电路的控制量可以很大，输出电压脉动较小，易滤波，控制滞后时间短，因此在工业中几乎都是采用三相可控整流电路。在电子设备中有时也会遇到功率较大的电源，例如几百瓦甚至超过1—2kw的电源，这时为了提高变压器的利用率，减小波纹系数，也常采用三相整流电路。另外由于三相半波可控整流电路的主要缺点在于其变压器二次侧电流中含有直流分量，为此在应用中较少。
而采用三相桥式全控整流电路，可以有效的避免直流磁化作用。虽然三相桥式全控整流电路的晶闸管的数目比三相半波可控整流电路的少，但是三相桥式全控整流电路的输出电流波形便得平直，当电感足够大时，负载电流波形可以近似为一条水平线。在实际应用中，特别是小功率场合，较多采用单相可控整流电路。
当功率超过4kw时，考虑到三相负载的平衡，因而采用三相桥式全控整流电路。
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