三相晶閘管可控整流電源設計課程設計報告

1、2013 2014 學年學年 第第 二二 學期學期 電力電子技術電力電子技術 課課 程程 設設 計計 報報 告告 題題 目：目： 三相晶閘管可控整流電源設計三相晶閘管可控整流電源設計 專專 業(yè)：業(yè)： 自動化自動化 班班 級：級： 一一 班班 姓姓 名：名： 高藍旭高藍旭 龔志強龔志強 郭二杰郭二杰 方國昌方國昌 韓小勝韓小勝 洪凱洪凱 指導教師：指導教師： 焦俊生焦俊生 電氣工程學院 2014 年 5 月 16 日 1、任務書、任務書 課題名稱課題名稱 三相晶閘管可控整流電源設計三相晶閘管可控整流電源設計 指導教師指導教師副教授：焦俊生副教授：焦俊生 執(zhí)行時間執(zhí)行時間20132014 學年第學

2、年第 二二 學期學期 第第 13 周周 學生姓名學生姓名學號學號承擔任務承擔任務 高藍旭高藍旭1109111009排版的設計排版的設計 龔志強龔志強1109111010總結心得總結心得 郭二杰郭二杰1109111011查找相關資料查找相關資料 韓小勝韓小勝1109111012編寫控制程序編寫控制程序 洪凱洪凱1109111013完成課程設計的制作完成課程設計的制作 方國昌方國昌1109111008電路圖的繪制電路圖的繪制 設計目的設計目的1.根據所學課程，完成課程設計根據所學課程，完成課程設計 2. 掌握電力電子方面的知識掌握電力電子方面的知識 3. 熟悉三相整流電路的內容熟悉三相整流電路的內

3、容 設計要求設計要求 （1）技術要求）技術要求 1 1.三相交流電源，線電壓 380v。 2.整流輸出電壓urdr在 0210v連續(xù)可調。 3 3.最大整流輸出電流 20a。 4 4.負載為阻感負載，且電感值較大（工作時可認為負載 電流是連續(xù)平滑的直流） 。 （2）主要設計內容）主要設計內容 1.整流變壓器額定參數(shù)的計算（選擇變壓器次級額定電 壓和變比，初、次級繞組的導線直徑。計算時取導線電 流密度為 5a/mmp2p） ； 2.晶閘管器件的電流、電壓定額等參數(shù)的計算； 3.集成觸發(fā)電路的設計。 （包括：觸發(fā)電路的定向；觸 發(fā)電路采用集成觸發(fā)電路） 。 摘摘 要要 目前，各類電力電子變換器的輸

4、入整流電路輸入功率級一般采用不可控整流或 相控整流電路。這類整流電路結構簡單，控制技術成熟，但交流側輸入功率因數(shù)低， 并向電網注入大量的諧波電流。據估計，在發(fā)達國家有 60%的電能經過變換后才使 用，而這個數(shù)字在本世紀初達到 95%。 電力電子技術在電力系統(tǒng)中有著非常廣泛的應用。據估計，發(fā)達國家在用戶最終使 用的電能中，有 60%以上的電能至少經過一次以上電力電子變流裝置的處理。電力 系統(tǒng)在通向現(xiàn)代化的進程中，電力電子技術是關鍵技術之一。可以毫不夸張地說， 如果離開電力電子技術，電力系統(tǒng)的現(xiàn)代化就是不可想象的。 而電能的傳輸中，直流輸電在長距離、大容量輸電時有很大的優(yōu)勢，其送電端 的整流閥和受

5、電端的逆變閥都采用晶閘管變各種電子裝置一般都需要不同電壓等級 的直流電源供電。通信設備中的程控交換機所用的直流電源以前用晶閘管整流電源， 現(xiàn)在已改為采用全控型器件的高頻開關電源。大型計算機所需的工作電源、微型計 算機內部的電源現(xiàn)在也都采用高頻開關電源。在各種電子裝置中，以前大量采用線 性穩(wěn)壓電源供電，由于高頻開關電源體積小、重量輕、效率高，現(xiàn)在已逐漸取代了 線性電源。因為各種信息技術裝置都需要電力電子裝置提供電源，所以可以說信息 電子技術離不開電力電子技術。近年發(fā)展起來的柔性交流輸電（ facts）也是依靠 電力電子裝置才得以實現(xiàn)的。 關關鍵鍵字字：電力電子技術 三相可控整流電路 晶閘管 目目

6、錄錄 摘摘 要要 .1 一、電力電子技術概況一、電力電子技術概況 .3 二二、方方案案選選擇擇.3 2.12.1 三相橋式可控整流電路總體設計方案三相橋式可控整流電路總體設計方案.3 2.2方案選擇方案選擇.4 三三 主電路原理分析主電路原理分析 .5 3.1 0 0 電路工作原理及過程的分析電路工作原理及過程的分析.5 3.2 0 30電路工作原理及過程的分析電路工作原理及過程的分析.6 3.3 0 60電路工作原理及過程的分析電路工作原理及過程的分析.7 3.4 電路的電路的工作特點：工作特點：.9 四、主電路元件計算及選擇四、主電路元件計算及選擇 .10 4.14.1、變壓器參數(shù)計數(shù)變壓

7、器參數(shù)計數(shù).10 4.2、電電力力電電子子器器件件電電壓壓、電電流流等等定定額額計計算算 .11 4.3、平平波波電電抗抗器器電電感感值值的的計計算算 .12 4.4、電電容容濾濾波波的的電電容容計計算算 .12 五、保護電路五、保護電路 .12 六、相控電路的驅動控制六、相控電路的驅動控制 .13 6.1、集成觸發(fā)器、集成觸發(fā)器.13 6.26.2 觸發(fā)電路的定相觸發(fā)電路的定相.15 七、結束語七、結束語 .18 八、附錄八、附錄 .19 九、參考文獻九、參考文獻 .19 十、答辯記錄及評分表十、答辯記錄及評分表 .20 t一、電力電子技術概況一、電力電子技術概況 電力電子技術分為電力電子器

8、件制造技術和交流技術（整流，逆變，斬波， 變頻，變相等）兩個分支。 它是建立在電子學、 電工原理和自動控制三大學科上 的新興學科。因它本身是大功率的電技術，又大多是為應用強電的工業(yè)服務的，故 常將它歸屬于 電工類。電力電子技術的內容主要包括電力電子器件、 電力電子電 路和電力電子裝置 及其系統(tǒng)。電力電子器件以半導體為基本材料，最常用的材料為 單晶硅；它的理論基礎為 半導體物理學 ；它的工藝技術為半導體器件工藝。近代 新型電力電子器件中大量應用了微電子學的技術。電力電子電路吸收了電子學的理 論基礎，根據器件的特點和電能轉換的要求，又開發(fā)出許多電能轉換電路。這些電 路中還包括各種控制、觸發(fā)、保護、

9、顯示、信息處理、繼電接觸等二次回路及外圍 電路。利用這些電路，根據應用對象的不同，組成了各種用途的整機，稱為電力電 子裝置。這些裝置常與負載、配套設備等組成一個系統(tǒng)。電子學、電工學、自動 控制、信號檢測處理等技術常在這些裝置及其系統(tǒng)中大量應用 整流電路是電力電子電路中出現(xiàn)最早的一種，它的作用是將交流電能變?yōu)橹绷麟?能供給直流用電設備。它的應用十分廣泛，例如直流電動機，電鍍，電解電源，同步 發(fā)電機勵磁，通信系統(tǒng)電源等。 二二、方方案案選選擇擇 2.12.1 三相橋式可控整流電路總體設計方案三相橋式可控整流電路總體設計方案 三相可控整流電路有三相半波可控整流電路，三相半控橋式整流電路，三相全控 橋

10、式整流電路。因為三相整流裝置三相平衡的，輸出的直流電壓和電流脈動小，對電 網影響小，同時三相可控整流電路的控制量可以很大，輸出電壓脈動較小，易濾波， 控制滯后時間短，因此在工業(yè)中幾乎都是采用三相可控整流電路。 由于三相半波可控整流電路的主要缺點在于其變壓器二次側電流中含有直流分量， 為此在應用中較少，所以采用三相橋式全控整流電路，可以有效的避免直流磁化作用。 雖然三相橋式全控整流電路的晶閘管的數(shù)目比三相半波可控整流電路的少，但是三相 橋式全控整流電路的輸出電流波形便得平直，當電感足夠大時，負載電流波形可以近 似為一條水平線。在實際應用中，特別是小功率場合，較多采用單相可控整流電路。 當功率超過

11、 4kw 時，考慮到三相負載的平衡，因而采用三相橋式全控整流電路。 三相全控橋整流電路的輸出電壓脈動小、脈動頻率高，和三相半波電路相比，在 電源電壓相同、控制角一樣時，輸出電壓又提高了一倍。又因為整流變壓器二次繞組 電流沒有直流分量，不存在鐵心被直流磁化問題，故繞組和鐵心利用率高，所以被廣 泛應用在大功率直流電動機可調速系統(tǒng)，以及對整流的各項指標要求較高的整流裝置 上。 圖 2.1 系統(tǒng)原理方框圖 2.2方案選擇方案選擇 課設題目中給出的正是要求為 220v、20a 的直流電動機供電，它的容量為 s= kw，屬于高容量，所以應選用三相可控整流電路整流。另外三相橋式整流電壓的脈 動頻率比三相半波

12、高一倍，因而所需平波電抗器的電感量也減小約一半。三相半波 雖具有接線簡單的特點，但由于其只采用三個晶閘管，所以晶閘管承受的反向峰值 電壓較高，并且電流是單方向的，存在直流磁化問題?；谝陨显颍罱K我選擇 三相橋式全控電路為電機整流。 三相可控整流電路的控制量可以很大，輸出電壓脈動較小，易濾波，控制滯后時 間短，因此在工業(yè)中幾乎都是采用三相可控整流電路。在電子設備中有時也會遇到功 率較大的電源，例如幾百瓦甚至超過 12kw 的電源，這時為了提高變壓器的利用率， 減小波紋系數(shù)，也常采用三相整流電路。另外由于三相半波可控整流電路的主要缺點 在于其變壓器二次側電流中含有直流分量，為此在應用中較少。而

13、采用三相橋式全控 整流電路，可以有效的避免直流磁化作用。雖然三相橋式全控整流電路的晶閘管的數(shù) 保護電路 整流電路 380v 三 相交流電負載電路 觸發(fā)電路 目比三相半波可控整流電路的少，但是三相橋式全控整流電路的輸出電流波形便得平 直，當電感足夠大時，負載電流波形可以近似為一條水平線。在實際應用中，特別是 小功率場合，較多采用單相可控整流電路。當功率超過 4kw 時，考慮到三相負載的 平衡，因而采用三相橋式全控整流電路。 三三 主電路原理分析主電路原理分析 目前在各種整流電路中，應用最為廣泛的是三相橋式全控整流電路，其原理圖 如圖書（1） ，習慣將其中陰極連接在一起的 3 個晶閘管稱為共陰極

14、135 ()vtvtvt、 組，陽極連接在一起的 3 個晶閘管稱為共陽極組。此外，習慣上希 462 ()vtvtvt、 望晶閘管按從至的順序導通，為此將按圖示的順序編號，即共陰極組中與三相電源 相接的 3 個晶閘管按圖示的順序編號，即共陰極組中與 a,b,c 三相電源相接的 3 個 晶閘管分別為共陽極組中與 a,b,c 三相電源相接的 3 個晶閘管分別為 135 vtvtvt， 按此編號，晶閘管的導通順序為。 462 vtvtvt，。 123456 vtvtvtvtvtvt 下面對其帶阻感負載時工作情況進行分析： 先假設將電路中的晶閘管換作二極管，這種情況也就相當于晶閘管觸發(fā)角 時的情況。此時

15、，對于共極組的 3 個晶閘管，陰極所接交流電壓值最高的一 0 0 個導通。而對于共陽極組的 3 個晶閘管，則是陰極所接交流電壓值最低的一個導通。 這樣，任意時刻共陽極組和共陰組中各有 1 個晶閘管處于導通狀態(tài)，施加于負載上 的電壓為某一線電壓。 3.1 電路工作原理及過程的分析電路工作原理及過程的分析 0 0 時，各晶閘管均在自然換相點處換相。由圖中變壓器二次繞組相電壓與線 0 0 電壓波形的對應關系，各自然換相點既是相電壓的交點，同時也是線電壓的交點。 在分析的波形時，既可以從相電壓波形分析，也可以從線電壓波形分析。直接從 d u 線電壓波形看，由于共陰極組中處于通態(tài)的晶閘管對應的是最大的相

16、電壓，而共陽 極組中處于通態(tài)的晶閘管對應的是最小的相電壓，輸出整流電壓波形為線電壓在正 半周期的包絡線。 圖 3 為時，即在自然換相點觸發(fā)換相時，把一個周期等份 6 段。在第 1 段 0 期間，a 相電位高，因而共陰極組的晶閘管被觸發(fā)導通，b 相電位最低。所以共陽 1 vt 極組的晶閘管被觸發(fā)導通，這時電流由 a 相經流向負載，再經流入 b 相， 6 vt 1 vt 6 vt 變壓器 a,b 兩相工作。經過角后，進入第 2 段工作時期。此時 a 相電位仍然最高， . 60 晶閘管繼續(xù)導通，但是 c 相電位卻變成最低。當經過自然換相點時，觸發(fā) c 相晶閘 1 vt 管，電流從 b 相換到 c 相

17、，承受反向電壓而關斷。這時電流由 a 相流出經、負 2 vt 1 vt 載 r,l、流回電源 c 相，變壓器 a,c 兩相工作，再經過后，進入第 3 段時期。此 2 vt . 60 時 b 相電位最高，共陰極組經過自然換相點時觸發(fā)導通晶閘管，電流即從 a 相換 3 vt 到 b 相，c 相晶閘管電位仍然最低而繼續(xù)導通，這時變壓器 b,c 兩相工作。在第 3 2 vt 段期間，b 相電位最高，晶閘管仍然繼續(xù)導通，這時 a 相電位卻變成最低，所以晶 3 vt 閘管導通，這時電流由 b 相流出經、負載 r,l、晶閘管流回 b 相電源，變 4 vt 3 vt 4 vt 壓器 b,a 兩相工作。在第 4

18、 段期間，c 相電位最高，晶閘管導通，b 相電位最低， 5 vt 晶閘管導通，電流由 c 相流出經、負載 r,l、晶閘管流回電源 b 相，變壓 6 vt 5 vt 6 vt 器 c,b 兩相工作。 圖 3： 3.2 電路工作原理及過程的分析電路工作原理及過程的分析 0 30 ，下面給出其波，與相比，一周期中波形仍由段線電壓構成，每 0 30 0 0 d u 一段導通晶閘管等仍符合表的規(guī)律。區(qū)別在于，晶閘管起始導通時刻推遲了，組 0 30 成的每一段線電壓因此推遲，平均值降低。阻感負載時，由于電感的作用， d u 0 30 d u 使得負載電流波形變得平直，當電感足夠大的時候，負載電流的波形可近

19、似為一條水 平線。 圖 4 為時，把一個周期同樣等份 6 段。在第 1 段期間，a 相電位高，因而 30 晶閘管被觸發(fā)導通，b 相電位最低。這時晶閘管被觸發(fā)導通，這時電流由 a 相 1 vt 6 vt 經流出而流向負載 r,l，再經流入 b 相，變壓器 a,b 兩相工作。在第 2 段工作 1 vt 6 vt 時期,此時 a 相電位仍然最高，晶閘管繼續(xù)導通，a 相電位最低。因而晶閘管被 1 vt 2 vt 觸發(fā)導通，電流由 a 相流出經晶閘管流入負載，經過流入 c 相，變壓器 c,a 兩 1 vt 2 vt 相工作，在第 3 段工作時期，b 相電位最高，因而晶閘管被觸發(fā)導通，a 相電位最 3 v

20、t 低，晶閘管被觸發(fā)導通，電流由 b 相經流出，經過負載，經過流入 a 相， 4 vt 3 vt 4 vt 這時變壓器 b,a 兩相工作。在第 4 段期間，c 相電位最高，晶閘管被觸發(fā)導通，a 5 vt 相電位最低，晶閘管導通，這時電流由 c 相經流出、經過負載、再經流入 4 vt 5 vt 4 vt a 相，a 電位最低，變壓器 c,a 兩相工作。在第 5 段工作期間，c 相電位最高，晶閘管 導通，b 相電位最低，晶閘管導通，電流由 c 相經流出、負載、再經流 5 vt 6 vt 5 vt 6 vt 入 b 相，變壓器 c,b 兩相工作。 圖 4： 3.3 電路工作原理及過程的分析電路工作原

21、理及過程的分析 0 60 時，由于電感 l 的作用，波形會出現(xiàn)負的部分。，若電感 l 足 0 60d u 0 90 夠大，中正負面積將基本相等，平均值近似為零。這表明，帶阻感負載時，三相 d u d u 橋式全控整流電路角移相范圍為。三相橋式全控整流電路大多用于向阻感負載 0 90 和反電動勢阻感負載供電，當時，波形連續(xù)，由于電感 l 的作用，使得負 . 60d u 載電流波形變得平直，當電感足夠大時，負載電流的波形可以近似為一條水平線。由 波形可見，在晶閘管導通段，波形由負載電流波形決定，和波形不同。 1 vt 1 vt d i d u 當時，阻感負載時的工作情況與電阻負載時不同，電阻負載時

22、波形不會出現(xiàn)負 . 60 的部分。而阻感負載時，由于電感 l 的作用，波形會出現(xiàn)負的部分。如圖 2 d u 時所示，若電感 l 足夠大，中正負面積基本相等，平均值近似為零。這 90d u d u 表明帶阻感負載時，三相橋式全控整流電路的角移相范圍為。 . 90 三相橋式全控整流電路是通過六個晶閘管和足夠大的電感把電網的交流電轉化為 直流電而供給電機使用的，它可以通過調節(jié)觸發(fā)電路的控制電壓 uco 改變晶閘管的控 制角 ，從而改變輸出電壓 ud 和輸出電流 id 來對電動機進行控制。 整流電路在接入電網時由于變壓器一次側電壓為 380v，大于電動機的額定電壓，所以 選用降壓變壓器，為得到零線，變

23、壓器二次側必須接成星型，而一次側接成三角形， 這樣可以避免三次諧波電流流入電網，減少對電源的干擾。 圖(1) 主電路原理圖 3.4 電路的電路的工作特點：工作特點： 1. 三相橋式全控整流電路每個時刻均需 2 個晶閘管導通，而且這兩個晶閘管一個 是共陰極組，一個是共陽極組，只有它們能同時導通，才能形成導電回路。 2. 三相橋式全控整流電路就是兩組三相半波整流電路的串聯(lián)，所以與三相半波整 流電路一樣，對于共陰極組觸發(fā)脈沖的要求是保證晶閘管依次導通， 531 ,vtvtvt 因此它們的觸發(fā)脈沖之間的相位差為。對于共陽極組觸發(fā)脈沖的要求是保證 120 晶閘管依次導通，因此它們的觸發(fā)脈沖之間的相位差為

24、。在電感 264 ,vtvtvt 120 負載情況下，每個晶閘管導通. 120 3. 由于共陰極組晶閘管是在正半周觸發(fā)，共陽極組晶閘管是在負半周觸發(fā)，因此 接在同一相的兩個晶閘管的觸發(fā)脈沖的相位差為。 180 4. 三相橋式全控整流電路每隔 60 度有觸發(fā)換流到下一號晶閘管。例如由 換流到，因此每隔 60 度要觸發(fā)一個晶閘管，觸發(fā)脈沖的順序是 21,vt vt 32,vt vt ，依次下去。相鄰兩脈沖的相位差是 60 度。 654321 vtvtvtvtvtvt 5. 整流輸出的電壓，也就是負載上的電壓，它屬于變壓器次級的線電壓。 6. 晶閘管所承受的電壓波形如圖一所示。三相橋式全控整流電路在

25、任何瞬間僅有 二臂的元件導通，其余四臂的元件均承受變化著的反向電壓。 7. 由于該電路的負載為阻感負載，且 wlr，所以整流輸出電流為一條直線。 每個晶閘管導電，電流波形為長方形波。 120 四、主電路元件計算及選擇四、主電路元件計算及選擇 4.14.1、變壓器參數(shù)計數(shù)變壓器參數(shù)計數(shù) 根據地已知的技術要求： 一次側線電壓 u1=380v，整流輸出電壓加在阻感負載上，且電感值較大（工作 時可認為負載電流是連續(xù)平滑的直流）， 由輸出電壓可由控制觸發(fā)角來調節(jié)，且 整流輸出電壓urdr在 0210v內連續(xù)可調。 可取時，由上面的分析 0 0 210 d uv 2 2.34cos d uu 2 2.34

26、cos d u u 得出 2 89.74uv 考慮到變壓器有漏感，會造成減小，但漏電感又在設計中無給出，由于其為小型變 d u 壓器，電壓損失較小，故可取。 2 90uv 三相交流電源，線電壓 380v，知其相電壓 1 220uv 由上結果計算變比 n 1 2 u n u 計算得： 380 4.2 90 n 下面計算初、次級繞組的導線直徑。計算時取導線電流密度為 5a/mmp2p； 22 2 1222 *() *0.816 2333 dddd iiiii 計算得： 2 0.816*2016.32ia 再由變比與電流的關系得一次側電波有效值 12 /16.32/4.23.89iina max2

27、2/1.573.0446iia 根據經濟電流密度法來選擇導線 , ，。 c ec ec i s j 2 ec s d 變壓器一次側: 2 1 3.0446 0.6089 5 ec smm 20.88 ec s dmm 變壓器二次側: 2 2 20 4.0 5 ec smm 2.26dmm 可根據計算選取變壓器一次側導線直徑 0.50mm,二次側導線直徑 1.02mm。 4.2、電電力力電電子子器器件件電電壓壓、電電流流等等定定額額計計算算 1）晶閘管電壓定額(一般取額定電壓為正常工作時 晶閘管所承受峰值電壓的 23 倍): 2 (2 3)(2 3) 6 np uuu (440.91 661.3

28、6) n uv 2）晶閘管電流定額(一般取其平均電流為按此原則所得計算結果的 1.52 倍): 3 d vt i i 1.57 vt dvt i i (1.5 2) ndvt ii 已知 max 20 d ia 計算得: 11.547 vt ia 11.547/1.577.35478 dvt ia (11.03217 14.70956) n ia 4.3、平平波波電電抗抗器器電電感感值值的的計計算算 一般只要主電路電感足夠大 ,可以只考慮電流連續(xù)段,完全按線性處理.當帶電機 時在低速輕載時,斷續(xù)作用顯著,對于三相橋式全控整流電路帶電動機負載的系統(tǒng) ,有 2 min 0.693 d u l i

29、l 中包括整流變壓器的漏電感、電樞電感和平波電抗器和電感。前者數(shù)值都較 小，所以上式求的近似為平波電抗電感。而一般取電動機額定電流的。 mind i 5% 10% 可取為其額定值。 max 20 d ia min (5% 10%)(1 2) ddn iia 2 min 210 0.6930.693*72.765 2 d u lmh i 因為三相橋式全控整流電壓的脈動頻率比三相半波的高一倍，因而所需平波電抗器 的電感量也可相應減少約一半，這也是三相橋式整流電路的一大優(yōu)點。 4.4、電電容容濾濾波波的的電電容容計計算算 根據“電壓下降速度相等”原則，三相橋式結構時 而負載電阻為 d d u r i

30、 210 10.5 20 d d d u r i 容量： wiup420020*210 22 3 3 3 3.30 10 rc cf r 加此電容可以濾去電壓中高頻成分。 五、保護電路五、保護電路 我們采取緩沖電路,它的作用是抑制電力電子器件的內因過電壓或者過電流和 du dt ,減少器件的開關損耗.在有緩沖電路的情況下,晶閘管開通時緩沖電容向先通過 di dt1 c 向晶閘管放電,使電流先上一個臺階,以后因為有抑制電路的,的上速度減慢。 2 r c i di dt1 l c i 、是在 v 關斷時為中的磁場能量提供放電回路而設置的。在 v 關斷時，負載 1 r 2 d 1 l 電流通過分流，

31、減輕了的負擔，抑制了和過電壓。 3 d du dt 圖 5.1 保護電路 六、相控電路的驅動控制六、相控電路的驅動控制 晶閘管可控整流電路是通過控制觸發(fā)角的大小，即控制觸發(fā)脈沖起始相位來控 制電壓大小。為保證相控電路的正常工作，很重要的一點是應保證觸發(fā)角的大小在 正確的時刻向電路中的晶閘管施加有效的觸發(fā)脈沖。 6.1、集成觸發(fā)器、集成觸發(fā)器 集成電路可靠性高，技術性能好，體積小，功耗低，調試方便。隨著集成電路制作技 術的提高，晶閘管觸發(fā)電路的集成化已逐漸普及，現(xiàn)已逐步取代分立式電路。目前國 內常用的有 kj 系列和 kc 系列，兩者生產廠家不同，但很相似。我根據我們的教材選 了 kj 系列 下

32、圖為 kj004 電路原理圖。其中點劃線內為集成電路部分。從圖中可以看出，它 與分立元件的鋸齒波移相觸發(fā)電路相似?？梢苑譃橥健忼X波形成、移相、脈沖形 成、脈沖分選及脈沖放大幾個環(huán)節(jié)。由 1 個 kj004 構成的觸發(fā)單元可輸出個相位間隔 的觸發(fā)脈沖。 只需用 3 個 kj004 集成塊和 1 個 kj041 集成塊，即可形成六路雙脈沖，再由六 個晶體管脈沖放大即構成完整的三相全控橋觸發(fā)電路，如圖下所示： u sa 1 2 3 4 5 6 7 11 10 9 14 13 12 8 16 15 1 2 3 4 5 6 7 11 10 9 14 13 12 8 16 15 k j 0 0 4 k

33、 j 0 0 4 -15v +15v 1 2 3 4 5 6 7 11 10 9 14 13 12 8 16 15 k j 0 0 4 r p 6r p 3 (1 6腳為 6路單脈沖輸入) 1 2 3 4 5 6 7 1 1 1 0 9 1 4 1 3 1 2 8 1 6 1 5 k j041 (1510腳為 6路雙脈沖輸出) 至 v t1 usb u sc u p u co r 19 r 13 r 20 r 14 r 21 r 15 r 9 r 3 r 6 r 18 r 8 r 2 r 5 r 17 r 7 r 1 r 4 r 16 r 10 r 11 r 12 c 7 c 4 c 1 c

34、8 c 5 c 2 c 9 c 6 c 3 rp 4 rp 1 r p 5 r p 2 至 v t2至 v t3至 v t4至 v t5至 v t6 圖 6.1 相控電路 其中，kj041 內部實際是由 12 個二極管構成的 6 個或門，其作用是將 6 路單脈沖 輸入轉換為 6 路雙脈沖輸出。 以上觸發(fā)電路均為模擬量的，其優(yōu)點是結構簡單、可靠，但缺點中易受電網電壓 影響，觸發(fā)脈沖的不對稱度較高，可達，精度你。在對精度要求高的大容量變 0 3 0 4 流裝置中，越來越多地采用了數(shù)字觸發(fā)電路，可獲得很多的觸發(fā)脈沖對稱度。 而在送觸發(fā)脈沖時，又加了一脈沖變壓器，起電氣隔離作用，對于是晶閘管起保護作

35、用，電路圖如下： 圖 6.2 觸發(fā)電路 6.26.2 觸發(fā)電路的定相觸發(fā)電路的定相 向晶閘管整流電路供電的交流電源通常來自電網，電網電壓的頻率不是固定不變 的，而是會在允許范圍內有一定的波動。觸發(fā)電路除了變當保證工作頻率與主電路交 流電源的頻率一致外，還應保證每個晶閘管的觸發(fā)脈沖與施加于晶閘管的交流電壓保 持固定、正確的相位關系，這就是觸發(fā)電路的定相。 為保證觸發(fā)電路和主電路頻率一致，利用一個同步變壓器，將其一次側接入為主 電路供電的電網，由其二次側提供同步電壓信號，這樣，由同步電壓決定的觸發(fā)脈沖 頻率與主電路晶閘管電壓頻率始終是一致的。接下來的問題是觸發(fā)電路的定相，即選 擇同步電壓的相位，以

36、保證觸發(fā)脈沖相位正確，觸發(fā)電路的定相由多方面的因素確定， 主要包括相控電路的主電路結構、觸發(fā)電路結構等。 觸發(fā)電路定相的關鍵是確定同步信號與晶閘管陽極電壓的關系。 如下給出了主電路電壓與同步電壓的關系示意圖。 ot t1 t2 u a u b u c u 2 u a - 對于晶閘管，其陽極與交流側電壓相接，可簡單表示為所接主電路電壓 1 vt a u 1 vt 為，的觸發(fā)脈沖從到的范圍為。 a u 1 vt 1 wt 1 wt 采用鋸齒波同步的觸發(fā)電路時，同步信號負半周的對應于鋸齒波起點，通常使鋸齒波 的上升段的為，上升段起始的和終了的線性度不好，舍去不用，使去中間的 0 240 0 30 。

37、鋸齒波的中點與同步信號的位置對應。 0 180 0 300 三相整流電路器大量用于直流電動機調速系統(tǒng)，且通常要求可實現(xiàn)再生制動，使 的觸發(fā)角為。當時為整流工作，時為逆變工作。將 0 d u 0 180 0 90 0 90 確定為鋸齒波的中點，鋸齒波向前向后各有的移相范圍。于是與同 0 90 0 90 0 90 步電壓的對應，也就與同步電壓的對應。對應于陽極電壓 0 300 0 0 0 210 0 01 vt 的位置對應，則其同步信號的應與的對應，說明的同步電壓應滯后于 0 30 0 180a u 0 01 vt 。 a u 0 180 對于其他 5 個晶閘管，也存在同樣的對應關系，即同步電壓應

38、滯后于主電路電壓。 0 180 對于共陰極組的、和，他們的陰極分別與、和。 4 vt 6 vt 2 vt a u b u c u 以上分析了同步電壓與主電路的關系，一旦確定了整流變壓器和同步變壓器的接 法，即可選定每一個晶閘管的同步電壓信號。 下圖給出了變壓器接法的一種情況及相應的矢量圖，其中主電路整流變壓器為 聯(lián)結，同步變壓器為聯(lián)結。這時，同步電壓選取的結果見表 ,11d y,11,5d y d,y 11 d,y 5-11 tr ts uaubuc uaubuc- usa - usb - usc - usa - usb - usc uc usc -usa ub usb -usc -usb u

39、a usa uab 晶閘管 1 vt 2 vt 3 vt 4 vt 5 vt 6 vt 主電路電 壓 a u c u b u b u c u b u 同步電壓 sa u sc u sb u sa u sc u sb u 1112 16 1 15 1413943 5 7 8 r23 +15v+15v +15v rp1r24 r2 r20 rp4 r5 r1r3r4r6r7r8 r12 r10r11r14 r19 r13 r25 r26 r27 r28 r20r22 r16 r17 r21 r18 r15 v3 v2 v1 v18 v19 v20 v4v5v6 v12 v13 v14 v15 v16 v9 v10 v11 v8 v7 v17 vs5 vs1