三相桥式整流电路的设计（带阻感反电势负载） 16
图3.10 α=0°时a相电源的电流波形
晶闸管的开通过程由于内部正反馈过程需要时间，触发脉冲宽度应保证晶闸管可靠导通，三相全控桥式电路触发脉冲应宽于60度，取触发角度为120度，在触发过程中，每个时刻均需两个晶闸管同时导通，形成负载供电的回路，其中一个晶闸管是共阴极组的，一个是共阳极组的，且不能为同一相的晶闸管。 a) 波形分析
与α＝0o时的情况相比，α＝30°一周期中ud波形仍由6段线电压构成，每一段导通晶闸管的编号等仍符合α＝0°时的规律。区别在于，晶闸管起始导通时刻推迟了30o,组成 ud 的每一段线电压因此推迟30o，ud平均值降低。晶闸管电压波形也相应发生变化如图3.5所示。图3.6中同时给出了变压器二次侧a相电流 ia 的波形，该波形的特点是，在VT1处于通态的120o期间，ia为正，由于大电感的作用，ia波形的形状近似为一条直线，在VT4处于通态的120o期间，ia波形的形状也近似为一条直线，但为负值。当α≤60o时，ud波形均连续，对于带大电感的反电动势，id波形由于电感的作用为一条平滑的直线并且也连续。 b) 参数计算
输出电压和电流的计算： 当α≤60°时，计算公式为
Ud?62?2???3??36U2sin?td?t （3—8）
??将上式化简得
Ud?2.34U2cos? （3—9） 将α=0，U2=220，带入上面的公式得 Ud=445.83V
Id?Ud—E （3—10） RR=30，Id=40.583A
对比所计算的数值和仿真结果图，两个结果一致。
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c) 晶闸管额定电压的选择
断态重复峰值电压UDRM：断态重复峰值电压是在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的正相峰值电压
反相重复峰值电压URRM反相重复峰值电压是在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的反相峰值电压。
通常取晶闸管的断态重复峰值电压UDRM和反相重复峰值电压URRM较小的标值作为该器件的额定电压。
晶闸管额定电压的计算公式为： UN?（2~3）min(URRM,UDRM) （3—11）
由仿真波形可以看出，min(URRM,UDRM)为峰值电压，U2为相电压的有效值，所以 UN?（2~3）6U2 （3—12） 取放大倍数2.5倍，UN=1077.78~1616.66V 晶闸管额定电流的选择：
IVT?13Id （3—13）
IIN?（1.5~2）VT （3—14）
1.57取1.5倍，IN=Idvt=22.39~29.85
3.6
α=90°时的仿真参数设计
VT1:120 240,VT4：-60 60，VT3:-120 0，VT6:60 180,VT5:0 120,VT2:180 300
图3.11 α=90°时的电路
运行仿真，得到下列波形：
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图3.12 α=90°时输出电压Ud和电流Id的波形
图3.13 α=90°时晶闸管VT1两端的电压电流的波形
图3.14 α=90°时a相电源的电流波形
晶闸管的开通过程由于内部正反馈过程需要时间，触发脉冲宽度应保证晶闸管可靠导通，三相全控桥式电路触发脉冲应宽于60度，取触发角度为120度，在触发过程中，每个时刻均需两个晶闸管同时导通，形成负载供电的回路，其中一个晶闸管是共阴极组的，一个是共阳极组的，且不能为同一相的晶闸管。 a) 波形分析
当α＞60o时，如α＝90o时电阻负载情况下的工作波形如图所示，ud平均值继续降低，由于电感的存在延迟了VT的关断时刻，使得ud的值出现负值，当电感足够大时，ud中正负面积基本相等，ud平均值近似为零。这说明带阻感的反电动势的三相桥式全控整流电路的α角的移相范围为90度。 b) 参数计算
输出电压和电流的计算： 当α≤60°时，计算公式为
Ud?62?2???3??36U2sin?td?t （3—15）
??18
陕西科技大学设计说明书 19
将上式化简得
Ud?2.34U2cos? （3—16） 将α=0，U2=220，带入上面的公式得 Ud=445.83V
Id?Ud—E （3—17） RR=30，Id=40.583A
对比所计算的数值和仿真结果图，两个结果一致。 c) 晶闸管额定电压的选择
断态重复峰值电压UDRM：断态重复峰值电压是在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的正相峰值电压
反相重复峰值电压URRM反相重复峰值电压是在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的反相峰值电压。
通常取晶闸管的断态重复峰值电压UDRM和反相重复峰值电压URRM较小的标值作为该器件的额定电压。
晶闸管额定电压的计算公式为： UN?（2~3）min(URRM,UDRM) （3—18）
由仿真波形可以看出，min(URRM,UDRM)为峰值电压，U2为相电压的有效值，所以 UN?（2~3）6U2 取放大倍数2.5倍，UN=1077.78~1616.66V 晶闸管额定电流的选择：
IVT?13Id （3—19）
IIN?（1.5~2）VT （3—20）
1.57取1.5倍，IN=Idvt=22.39~29.85
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? 第四章 心得体会
我知道电力电子技术是一门基础性和支持很强的技术，但我真正体会到这一点却是在这次课设的过程中。通过本次课程设计 ，我对电力电子技术这门课有了很深的了解，对各个知识点有个更好的掌握。
本次课程设计，做的是三相桥式整流电路设计。从本次课程设计的目的来看，收获是不少的。开始设计时我遇到了很多的问题，特别是在用PSIM对整流电路进行仿真时，我有种很深的无助感。好在后来经过仔细查阅资料，各类图书，以及老师和同学的帮助，我顺利完成了课设中的任务。通过仔细审题和思考，我发现除了课设的基本要求外，还有很多东西可以做，因为已知三相桥式全控整流电路的输出电压受控制角α和负载特性的影响，所以在仿真过程中可以灵活改变仿真参数，并且能直观地观察到仿真结果随参数的变化情况。并且，改变负载，选择电阻负载、阻感负载、电阻反电势负载、阻感反电势负载可以根据其不同的特点的得到其不同的波，可以更直观的理解所学的知识。
经过这次课程设计后，觉得自己有一个不小的进步。虽然有些方面有些不足，但通过阅读相关书籍，学到了更好更多的东西。他们从另一个方面透析了自己的不足，这是很重要的，它让我学会了怎样学习别人的长处并把它变成自己的长处。
总之课程设计让我学到了好多能力，这些能力不是学习理论知识的时候可以得到的，比如查阅资料的能力，与人交流的能力，这些都是我们以后工作生活中必不可少的能力
在此我要感谢陈老师对我的悉心指导，无论是课堂上传授的课内知识，还是对我课外发展提供的一些意见与建议都让我受益匪浅。在课程设计的过程中我培养了自己独立工作的能力，给自己的未来树立了信心，我相信它会对我今后的工作、学习、生活产生重要影响，我相信这次的课程设计会让我终身收益。
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参考文献
[1]王兆安，刘进军.电力电子技术.北京：机械工业出版社，2009.5 [2]李先允，陈刚.电力电子技术习题集.北京：中国电力出版社，2001.1
[3]孙成正 基于PSIM三相桥式全控整流电路的仿真研究 安阳工学院学报，2014
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