电力电子技术课程设计---三相桥式半控整流电路的设计

电力电子技术课程设计---三相桥式半控整流电路的设计内容摘要：

VD2 VD4 VD4 VD6 整流输出电压 《 电力电子技术 》课程设计说明书 5 触发电路的设计 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。 晶闸管具有下面的特性： 1） 当晶闸管承受反向电压时，无论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。 2） 晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。 3） 晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如何 变化 ，晶闸管 都 保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。 4） 晶闸管在导通情况下，当主回路电压（或电流）减小到接近于零时，晶闸管关断。 根据设计要求的采用集成元件设计出发电路，则在此选 择同步信号为锯齿波的触发电路。 根据晶闸管的这种特性，通过控制晶闸管的导通和关断时刻，就能控制整流电路的触发角的大小。 在整流电路合闸启动过程中或电流断续时，为确保电路的正常工作，需保证同时导通的 2个晶闸管均有触发脉冲。 在触发某个晶闸管的同时，给序号紧前的一个晶闸管补发脉冲。 即用两个窄脉冲代替宽脉冲，两个窄脉冲的前沿相差 60o，脉宽一般为 20o ~30o，称为双脉冲触发。 双脉冲电路较复杂，但要求的触发电路输出功率小。 触发电路如图 4 所示： 《 电力电子技术 》课程设计说明书 6 图 4 触发电路（集成元件）原理图 触发电路 原理说明 如图 5 所示，触发电压的形成用 KJ004 芯片完成。 KJ004 电路由同步检测电路、锯齿波形成电路、偏形电压、移相电压及锯齿波电压综合比较放大电路和功率放大电路四部分组成。 电原理见下图：锯齿波的斜率决定于外接电阻 R RW1,流出的充电电流和积分电容C1的数值。 对不同的移相控制电压 VY,只有改变权电阻 R R2 的比例 ,调节相应的偏移电压 VP。 同时调整锯齿波斜率电位器 RW1,可以使不同的移相控制电压获得整个移相范围。 触发电路为正极性型 ,即移相电压增加 ,导通角 增大， R7 和 C2 形成微分电路 ,改变 R7和 C2的值可以获得不同的脉冲输出。 KJ004 芯片内部结构如图 5 所示。 《 电力电子技术 》课程设计说明书 7 图 5 KJ004 芯片内部结构图 保护 电路的设计 较之电工产品，电力电子器件承受过电压、过电流的能力要弱得多，极短时间的过电压和过电流就会导致器件永久性的损坏。 因此电力电子电路中过电压和过电流的保护装置是必不可少的，有时还要采取多重的保护措施。 过电压保护 电源侧过电压电力电子设备一般都经变压器与交流电 网连接，电源变压器的绕组与绕组、绕组与地中间都存在着分布电容，如图 7所示。 《 电力电子技术 》课程设计说明书 8 图 6 交流则过电压 变压器一般为降压型，即电源电压 u 高于变压器次级电压。 电源开关断开时，初、次级绕组均无电压，绕组间分布电容电压也为 0，当电源合闸时，由于电容两端电压不能突变，电源电压通过电容加在变压器次级，使得变压器次级电压超出正常值，它所连接的电力电子设备将受到过电压的冲击。 在进行电源拉闸断电是也会造成过电压，在通电的状态将电源开关断开使激磁电流从一定得数值迅速下降到 0，由于激磁电感的作用电流的剧烈变化将产生较大的感应电压 ，因为电压为 Ldi/dt，在电感一定得情况下，电流的变换越大，产生的过电压也越大。 这个电压的大小与拉闸瞬间电流的参数值有关，在正弦电流的最大值时断开电源，产生的 di/dt最大，过电压也就越大。 可见，合闸时出现的过电压和拉闸时出现的过电压其产生的机理是完全不同的。 在电力电子设备的负载电路一般都为电感性，如果在电流较大时突然切除负载，电路中会出现过电压，熔断器的熔断也会产生过电压。 另外电力电子器件的换相也会使电流迅速变化，从而产生过电压。 上述过电压都发生在电路正常工作地。