目录。1 设计要求与方案 1
1.1设计要求 1
1.2课程设计要 1
2方案确定 1
2主电路设计与原理 3
2.1 主电路设计与原理 3
2.2 主电路原理说明 5
3 各参数的计算 10
3.1 输出值的计算 10
3.2晶闸管的有效值 11
4．器件额定参数计算 12
4.1 变压器参数 12
4.2 晶闸管参数 12
4.3变压器容量 12
4.4 晶闸管额定电压 13
4.5晶闸管额定电流 13
总结 14致谢 15
参考文献 16
1、培养文献检索的能力，如何检索需要的文献资料。
2、培养综合分析问题、发现问题的能力。
3、培养运用知识能力和工程设计的能力。
4、提高课程设计的撰写水平。
三相半波整流电路的要求：
1、输入交流电压：ud=380v
2、频率：50hz
3、输出电压：dc110v
4、输出功率：2kw
5、负载性质：电阻(10ω)、电感(10mh)。
电力电子器件在实际应用中，一般是由控制电路，驱动电路，保护电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。有信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或者关断来完成整个系统的功能，当控制电路所产生的控制信号能够足以驱动电力电子开关时就无需驱动电路。
根据方案选择与设计任务要求，画出系统电路的流程框图如图1.1所示。整流电路主要由驱动电路、保护电路和整流主电路组成。根据设计任务，在此设计中采用三相半波整流电路带阻感性负载。
图1.1 方案过程图。
在图1.1的结构框图中，控制电路是用来产生三相半波整流电路的控制信号，控制电路产生的控制信号传到驱动电路，驱动电路把信号转换为加载过压保护的控制端，可以使其开通或关断信号。通过控制开关的开通和关断来控制三相半波整流电路的主电路工作，过压保护和过流保护是用来保护电路的，防止电路产生过电流现象损害电路设备发生故障。
其原理图如图1所示。
图2.1 三相半波可控整流电路原理图。
设计指标：输入电压：三相交流380伏、50赫兹。
输出功率：2kw；输出电压：dc110v
用集成电路芯片或分立元件组成触发电路。
负载性质：电阻(10ω)、电阻(10ω)电感(10mh)。
当整流负载容量较大，或要求直流电压脉动较小时，应采用三相整流电路，其交流侧由三相电源供电。三相可控整流电路中，最基本的是三相半波可控整流电路，三相半波可控整流电路带电阻负载。
为得到零线，变压器二次侧必须接成星形，而一次侧接成三角形，避免3次谐波电流流入电网。三个晶闸管分别接入a,b,c三相电源，它们的阴极连接在一起，称为共阴极接法，这种接法触发电路有共端连接方便假设将电路中的晶闸管换作二极管并用vd表示，该电路就成为三相半波不可控整流电路，以下首先分析其工作情况。此时，三个二极管对应的相电压中哪一个的值较大，则该相对应的二级管导通，并使另两相的二极管承受反压关断，输出整流电压即为该相的相的相电压。
在一个周期中，器件工作情况如下：在wt1～wt2期间，a相电压最高，vd1导通；在wt2～wt3期间，b相电压最高，vd2导通，在wt3～w t4期间，c相电压最高，vd3导通。此后，在下一周期相当于wt1的位置即 wt4的时刻，vd1又导通，如此重复前一周期的工作情况 。
因此，一周中 vd1，vd2，vd3轮流导通。每管各导通120°。在相电压的交点wt1，wt2，wt3处，均出现了二极管换相，即电流由一个二极管向另一个二极管转移，称这些交点为自然换相点。
对三相半波可控整流电路而言，自然换相点是各相晶闸管能触发导通的最早时刻，将其作为计算各晶闸管触发角α的起点，即α=0°，要改变触发角只能在此基础上增大，即沿时间坐标轴右移。若在自然换相点处触发相应的晶闸管导通，则电路的工作情况与以上分析的二极管整流工作情况一样。
当α=0°时，变压器二次侧a相绕组和晶闸管vt1的电流波形如图所示，另两相电流波形形状相同，相位依次滞后120°，可见变压器二次绕组电流有直流分量。增大α的值，将脉冲后移，整流电路的工作情况发生相应的变化。对于α=30°的波形，从输出电压电流的波形可以看出，这时负载电流处于连接和断续的临界状态，各相仍导电120°。
如果α﹥30°，例如α=60°时，整流电压的波形如图所示，当导通一相的相电压过零变负时，该相晶闸管关断。此时下一相晶闸管虽承受正电压，但它的触发脉冲还未到，不会导通，因此输出电压电流均为零，直到触发脉冲出现为止。这种情况下，负载电流断续，各晶闸管导通角为90°小于120°。
若α角继续增大，整流电压将越来越小，α=150°时，整流输出电压为零。固电阻负载时α角的移相范围为 150°。
其原理图如图1所示。
图2.2 三相半波可控整流电路原理图。
图 2.3三相半波可控整流电路电阻负载时的波形。
图 2.4三相半波可控整流电路电阻负载时的波形。
图 2.5三相半波可控整流电路电阻负载时的波形。
稳定工作时，三个晶闸管的触发脉冲互差120，规定ωt=π/6为控制角α的起点，称为自然换相点。三相半波共阴极可控整流电路自然换相点是三相电源相电压正半周波形的交叉点，在各相相电压的π/6处，即ωt1、ωt2、ωt3 ，自然换相点之间互差2π/3，三相脉冲也互差120。
1．电阻性负载。
如图2.2(a)三只整流二极管换成三只晶闸管，如果在wtl、wt3、wt5时刻，分别向这三只晶闸管vt1、vt3、vt5施加触发脉冲，ug1,ug3，ug5,则整流电路输出电压波形与整流二极管时完全一样，如图2.2(c)所示，为三相相电压波形正向包络线。
从图中可以看出，三相触发脉冲的相位间隔应与三相电源的相位差一致，即均为 120°。每个晶闸管导通120°，在每个周期中，管子依次轮流导通，此时整流电路的输出平均电压为最大。如果在wtl、wt3、wt5时刻之前送上触发脉冲，晶闸管因承受反向电压而不能触发导通，因此把它作为计算控制角的起点，即该处的a=0。。
若分析不同控制角的波形，则触发脉冲的位置距对应相电压的原点为30°+a
图2.4是三相半波可控整流电路电阻性负载口a =30。时的波形。
设电路图l(a)己在工作，w相的vt5已导通，当经过自然换相点l点时，虽然u相所接的vtl己承受正向电压，但还没有触发脉冲送上来，它不能导通，因此vt5继续导通，直到过1点即a=30。时，触发电路送上触发脉冲ug1,vtl被触发导通，才使vt5承受反向电压而关断，输出电压ud波形由uw波形换成uu波形。同理在触发电路送上触发脉冲ug3时，vt3被触发导通，使vt1承受反向电压而关断，输出电压ud波形由uu波形换成uv波形，各相就这样依次轮流导通，便得到如图2.
4所示输出电ud的波形。整流电路的输出端由于负载为电阻性，负载流过的电流波形站与电压波形相似，而流过vtl管的电流波形itl仅是id波形的1／3区间，如图2.4所示。
u相所接的vtl阳极承受的电压波形ut1可以分成三个部分：
1)vtl本身导通，忽略管压降，utl=0：
2)vt3导通，vtl承受的电压是u相和v相的电位差，ut1=uuv：
3)vt5导通，vtl承受的电压是u相和w相的电位差，uti=uuw。
从图2.4可以看出每相所接的晶闸管各导通120°，负载电流处于连续状态，一旦控制角a大于30°，则负载电流断续。如图2.
5所示，a=60°，设电路己工作，w相的vt5己导通，输出电压ud波形为uw波形。当w相相电压过零变负时，ut5立即关断，此时u相的vtl虽然承受正向电压，但它的触发脉冲还没有来，因此不能导通，三个晶闸管都不导通，输出电压ud为零。直到u相的触发脉冲出现，vtl导通，输出电压ud波形为uu波形。
其他两相亦如此，便得到如图3输出电压ud波形。vtl阳极承受的电压波形utl除上述三部分与前相同外，还有一段是三只晶闸管都都不导通，此时ut1波形承受本相相电压uu波形，如图2.5所示。
述分析可得出如下结论：
1)当控制角a为零时输出电压最大，随着控制角增大，整流输出电压减小，到a=150。时，输出电压。
为零。所以此电路的移相范围是0°～150°。
2)当a≤30°时，电压电流波形连续，各相晶闸管导通角均为120°； 当a>30°时电压电流波。
形间断，各相晶闸管导通角为150°一a°
由此整流电路输出的平均电压ud的计算分两段：
1) 当0°≤a≤30°时。
2) 当30°负载平均电流：
id=ud/rd
晶闸管是轮流导通的，所以流",z-t每个晶闸管的平均电流：idt = 1/3 id
晶闸管承受的最大电压：utm=√6u2
对三相半波可控整流电路电阻性负载而言，通过整流变压器二次绕组电流的波形与流过晶闸管电流的波形完全一样。
图2.6三相半波整流电路电阻负载a=60波形。
三相桥式全控整流电路中，整流输出电压的波形在一个周期内脉动3次，且每次脉动的波形相同，因此在计算其平均值时，只需对一个脉波（即1/3周期）进行计算即可。对于电阻性负载而言，当《时，例如=，各晶闸管上的触发脉冲，其相序与电源的相序相同，各相触发脉冲依次间隔，在一个周期内，三相电源轮流向负载供电，每相晶闸管各导电，负载电流是连续的。增大值，即触发脉冲后移，则整流电压相应减小。
当=时，如上图1.2所示，从输出电压、电流的波形可看出，这时负载电流处于连续和断续的临界状态，各项仍导电。如果》，例如=，当导通的一相的相电压过零变负时，该相晶闸管关断，此时下一相晶闸管虽然承受正向电压，但它的触发脉冲还未到，不会导通，姑输出电压和电流都为零，直到下一相触发脉冲出现为止，显然电流断续，各晶闸管导电时间都小于。
如果角继续增大，那么整流电压将越来越小。当=时，整流输出电压为零。故电阻负载时要求的移相范围为。
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