【毕业设计】单片机控制的三相全控桥触发系统设计

此外，有些洗衣机电冰箱微波炉等电器也应用了电力电子技术。

新能源的开发和利用传统的发电方式是火力发电水力发电以及后来兴起的核能发电。

能源危机后，各种新能源可再生能源及新型发电方式越来越受到重视。

其中太阳能发电风力发电的发展较快，燃料电池更是备受关注。

太阳能发电和风力发电受环境的制约，发出的电力质量较差，常需要储能装置缓冲，需要改善电能质量，这就需要电力电子技术。

当需要和电力系统联网时，也离不开电力电子技术为了合理地利用水力发电资源，近年来抽水储能发电站受到重视。

其中的大型电动机的起动和调速都需要电力电子技术。

超导储能是未来的种储能方式，它需要强大的直流电源供电，这也离不开电力电子技术核聚变反应堆在产生强大磁场和注入能量时，需要大容量的脉冲电源，这种电源就是电力电子装置。

科学实验或些特殊场合，常常需要些特种电源，这也是电力电子技术的用武之地。

第二章三相可控整流电路晶闸管的介绍•三相桥式整流电路晶闸管的特征•晶闸管的开关特点当的阳极和阴极电压﹤，即下正上负，无论门极加什么电，始终处于关断状态。

图当﹥时，只有﹥，才能导通。

说明具有正向阻断能力。

旦导通，门极将失去控制作用，即无论如何，均保持导通状态。

导通后的管压降为左右，主电路中的电流由和以及的大小决定。

当﹤时，无论原来的状态，都会使熄灭，即此时关断。

其实，在逐渐降低通过调整至个小数值时，刚刚能够维持导通。

如果继续降低，则同样会关断。

该小电流称为的维持电流。

综上所述导通条件﹥同时﹥，由导通关断的条件使流过的电流降低至维持电流以下。

般通过减小，直至﹤来实现。

•晶闸管的几种导通方式正常触发导通﹥，同时﹥。

阳极电压作用当上升至个大数值，使的漏电流由于雪崩效应而加大，同时由于正反馈而使漏电流放大，最终使饱和导通。

作用如果以高速率上升，则在中间结电容上产生的电流可以引起导通。

温度作用温度上升的漏电流加大，引起导通。

光触发当强光直接照射在硅片上，产生电子空穴对，在电场的作用，产生触发的电流。

目前，有些场合使用这种方式来触发，高压直流输电。

这种方式可以保证控制电路和主电路之间有良好的绝缘。

这种又称为光控晶闸管。

•晶闸管的基本特性承受反向电压时，无论门极是否有触发电流，晶闸管都不会导通。

承受正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能开通。

晶闸管旦导通，门极就失去控制作用。

要使晶闸管关断，只能使晶闸管的电流降到接近于零的数值以。

从这个角度可以看出，晶闸管是种电流控制型的电力电子器件。

•晶闸管的触发作用产生符合要求的门极触发脉冲，保证晶闸管在需要的时刻由阻断转为导通。

广义上讲，晶闸管触发电路还包括对其触发时刻进行控制的相位控制电路。

晶闸管触发电路应满足下列要求•触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通门极电流应大于擎住电流•触发脉冲应有足够的幅度•不超过门极电压电流和功率，且在可靠触发区域之内•应有良好的抗干扰性能温度稳定性及与主电路的电气隔离。

第三章三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路电阻性负载负载图三相桥式全控整流电路原理图三相全桥的特点•负载容量较大，或要求直流电压脉动较小易滤波时使用三相整流电路。

•应用最为广泛。

•共阴极组阴极连接在起的个晶闸管。

•共阳极组阳极连接在起的个晶闸管。

•注意编号顺序和，般不特别说明，均采用这样的编号顺序。

•由于零线平均电流为零，所以可以不用零线。

对于每相二次电源来说，每个工作周期中，即有电流，也有负电流，所以不存在直流磁化问题，提高了绕组利用率。

•三相桥式全控整流电路带电阻负载时的情况图三相桥式全控整流电路带电阻负载时的波形带电阻负载时的工作情况时的情况•对于共阴极阻的个晶闸管，阳极所接交流电压值最大的个导通。

•对于共极组的个晶闸管，阴极所接交流电压值最低或者说负得最多的导通。

•任意时刻共阳极组和共阴极组中各有个处于导通状态。

其余的均处于关断状态。

•触发角的起点，仍然是从自然换相点开始计算，注意正负方向均有自然换相点。

•从线电压波形看，为线电压中最大的个，因此波形为线电压的包络线。

表三相桥式全控整流电路电阻负载时晶闸管工作情况时段ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ共阴极组中导通的晶闸管共阳极组中导通的晶闸管整流输出电压三相桥式全控整流电路的特点三相全控桥两个同时导通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各有个导通，且不能为同相的两个否则没有输出。

对触发脉冲的要求按的顺序，相位依次差。

共阴极组的脉冲依效率最高转速转动惯量晶闸管及平波电抗器对晶闸管和平波电抗器及其他的器件的主要参数进行了解和正确理解各参数的含义是合理选用元件的基础。

额定电压的选择可控硅型号上的额定电压，般是将正向转折电压与反向击穿电压所对应的正弦半波电压的最大值各减去，并取整数值作为断态复重峰值电压与反向重复峰值电压，而把与，中较小的数值作为该元件的额定电压。

例如，实测正向转折电压为，反向击穿电压为，各减去取整数，则，将其中数值较小者作为该元件型号上的额定电压。

在选用时，可控硅实际工作电压的峰值应低于额定电压，并要考虑足够的安全系数。

通常选择可控硅的额定电压为实际工作电压峰值的倍。

例如，当可控硅两端承受的交流电压时，其峰值电压为，则必须选择额定电压大于的可控硅。

但额定电流的选取可控硅的通态平均电流是指在符合规定的散热条件下，电流为正弦半波时所允许通过电流的平均值。

例如个的元件，在正弦半波导通时，平均电流允许为，此时的峰值电流将是，有效值则是。

当可控硅的导通角小于时，则允许通过的正弦半波电流的平均值应相应降低。

在使用时，可控硅实际通过的最大平均电流应低于通态平均电流，并要考虑电流波形的变化而进行相应的换算，再留有倍到倍的余量。

控制极触发电压与电流控制极实测触发电压不能太小，小了易受干扰造成误导通触发电压也不能太高，高了又会使触发困难。

正常工作时的触发电压和电流应大于实测的参数与，以保证可靠触发，但也不能超过允许的极限值。

平波电抗器用于整流以后的直流回路中。

整流电路的脉波数总是有限的，在输出的直流电压中总是有纹波的。

这种纹波往往是有害的，需要由平波电抗器加以抑制。

晶闸管的保护过电流保护由于晶闸管的热容量很小，旦发生过电流时，温度就会急剧上升而可能把结烧坏，造成元件内部短路或者开路。

晶闸管发生过电流的原因主要有负载端过载或者短路个晶闸管被击穿短路，造成其他元件的过电流触发电路工作不正常或受干扰，使晶闸管误触发，引起过电流。

晶闸管承受过电流能力很差，例如个的晶闸管，它的过电流能力下表所列。

这就是说，当的晶闸管过电流为时，仅允许持续，否则将因过热而损坏。

由此可知，晶闸管允许在短时间见内承受定的过电流，所以，过电流保护的作用在于当发生过电流时，在允许的时间内将过电流切断，以防止原件损坏。

晶闸管的过载时间和过载倍数的关系过载时间过载倍数晶闸管的过电流的保护措施有以下几种快速熔断器普通熔断丝由于容短时间长，用来保护晶闸管很可能在晶闸管烧坏之后熔断器还没有熔断，这样就起不了保护作用。

因此必须采用专用于保护晶闸管的快速熔断器。

快速熔断器用的是银质熔丝，在同样的过电流倍数下，它可以在晶闸管损坏之前熔断，这是晶闸管过电流保护的主要措施。

快速熔断器的接入方式有三种，其是快速熔断器输出负载端，这种接法对输出回路的过载或者短路起保护作用，但对原件本身故障引起的过电流不起保护作用。

其二是快速熔断器与原件串联可以对元件本身的故障进行保护。

以上两种接法般需要同时采用。

第三种接法是快速熔断器接在输入端，这样可以同时对输出端短路或者元件短路实现保护，但是熔断器熔断之后，不能立即判断是什么故障。

熔断器的电流额定应该尽量接近实际工作电流的有效值而不是按所保护的元件的电流定额平均值选取。

过电路继电器在输出端直流侧装直流过电流继电器，或是输入端交流侧经电流互感器接入灵敏的过电流继电器，都可在发生过电流故障时动作，使输入端的开关跳闸。

这种保护措施对过载是有效的，但是在发生短路故障时，由于过电流继电器的动作及自动开关的跳闸都需要定的时间，如果短路电流比较大，这种保护方式不是很有效。

过流截止保护利用过电流的信号将晶闸管的触发脉冲移后，使晶闸管的导通角减小或者停止触发。

过电压保护晶闸管耐受过电压的的能力极差，当电路中电压超多其反相击穿电压时，即使时间极短，也容易损坏。

如果正向电压超过其转折电压，则晶闸管误导通，这种误导通次数频繁时，导通后通过的电流较大，也可能使原件损坏或使晶闸管的特性下降。

因此必须采取措施消除晶闸管上可能出现的过电压。

引起过电压的主要原因，是因为电路中般都接有电感元件。

在切断或接通电路时，从个元件导通转换到另个元件导通时，以及熔断器熔断时，电路中的电压往往都会超多正常值。

有时雷击也会引起过电压。

晶闸管过电压的保护措施通常采用阻容保护。

可以利用电容来吸收过电压，其实质就是将造成过电压的能量变成电场能量储存到电容器中，然后释放到电阻中去消耗掉。

这是过电压保护的基本方法。

阻容吸收元件可以并联整流装置的交流侧输入端直流侧输出端或则元件侧。

具体器件的计算与选择整流变压器的计算二次侧相电压查表知，三相全控桥时取ε为电网波动系数查表知，角考虑裕量故所以取，所以变比次二次侧电流的计算查表知，变压器容量的计算次侧，二次侧绕组的相数，所以又因为励磁功率所以取晶闸管元件的选择晶闸管额定电压取晶闸管的额定电流查表知取故选晶闸管元件晶闸管两端的过电压保护晶闸管，电容耐压≧选型金属化介电容器，电容量，耐压电阻功率取，金属膜电阻④过电流保护快速熔断器的选择接有电抗器的三相全控桥电路，通过晶闸管电流有效值故选用的熔断器，熔断电流为电压和电流上升率的限制电压上升率，正向电压上升率较大时，使晶闸管误导通。

限制过大可在电源输入端串联电感和在晶闸管每个桥臂上串联电感，利用电感的滤波特性，使降低。

电流上升率，导通时电流上升率过大则可能引起门极附近过热造成晶闸管损坏限制，除在阻容保护中选择合适的电阻外，也可采用与限制相同的措施，其中电感可采用空心电抗器，其中≧。

平波电抗器的计算使电流连续的临界电感量查表得，则限制电流脉动的电感量查表得，取则电动机电感量和变压器漏电感量取，则查得，取，则④实际串入电抗器电感量小结通过对所有硬