摘 要
电子技术的应用已深入到工农业经济建设、交通运输、空间技术、国防现代化、医疗、环保、和亿万人们日常生活的各个领域，进入21世纪后电力电子技术的应用更加广泛，因此对电力电子技术的研究更为重要。近几年越来越多电力电子应用在国民工业中,一些技术先进的国家,经过电力电子技术处理的电能已得到总电能的一半以上。 本文主要介绍三相桥式全控整流电路的主电路和触发电路的原理及控制电路图,由工频三相电压380V经升压变压器后由SCR(可控硅)再整流为直流供负载用。但是由于工艺要求大功率,大电流,高电压,因此控制比较复杂,特别是触发电路部分必须一一对应,否则输出的电压波动大甚至还有可能短路造成设备损坏。 本电路图主要由芯片C8051-F020微控制器来控制并在不同的时刻发出不同的脉冲信号去控制6个SCR。在负载端取出整流电压,负载电流到C8051-F020模拟口,然后由MCU处理后发出信号控制SCR的导通角的大小。 在本课题设计开发过程中,我们使用KEIL-C开发软件,C8051开发系统及PROTEL-99,并最终实现电路改造设计,并达到预期的效果。 关键字：MCU； SCR；电力电子；导通角；KEIL-C
ABSTRACT
The application of electronic technology has deep into the industrial and agricultural economy construction, transportation, space technology, national defense modernization, medical, environmental protection, and millions of People's Daily life in all areas, after 21 st century power electronic technology application more extensive, so the power electronic technology research is more important.In recent years more and more application in the national power electronics industry, some technical advanced countries, after power electronic technology processing power has been more than half of total power.This paper mainly introduces the three-phase bridge type all control the main circuit of rectifier circuit and trigger circuit principle and control circuit, the power frequency voltage 380 V the boost phase after transformer (SCR) again by SCR rectifier for dc load for use.But because the process requirement high power, large current, high voltage, and hence control is more complex, especially trigger circuit part must be exactly corresponding, otherwise the output voltage fluctuations and may have even large short-circuit equipment damage.The main circuit by chip C8051-F020 micro controller to control and in different time a different pulse signal to control six SCR. In both the load remove rectifier voltage, load current C8051-to F020 simulation mouth, then by MCU after processing signal control SCR conduction Angle of size.In this topic in the design process, we use the KEIL-C development software, C8051 development system and PROTEL-99, and finally realize the retrofit design of the circuit, and achieve the desired effect.
Keywords ： MCU; SCR; Power electronics; Conduction angles; KEIL-C
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目 录
摘要……………………………………………………………………………………2 1、原理及方案……………………………………………………………………… 4 2、主电路的设计及器件选择……………………………………………………… 5 2.1 三相全控桥的工作原理……………………………………………………5 2.2 参数计算……………………………………………………………………7 3、触发电路设计……………………………………………………………………10 3.1 集成触发电路……………………………………………………………10 3.2 KJ004的工作原理…………………………………………………………10 3.3 集成触发器电路图………………………………………………………11 4、保护电路的设计…………………………………………………………………13 4.1 晶闸管的保护电路………………………………………………………13 4.2 交流侧保护电路…………………………………………………………14 4.3 直流侧阻容保护电路……………………………………………………15 5、MATLAB 建模与仿真……………………………………………………………16 5.1 MATLAB建模………………………………………………………………19 5.2 MATLAB 仿真………………………………………………………………20 5.3 仿真结构分析……………………………………………………………21 课程设计体会…………………………………………………………………… 22 参考文献…………………………………………………………………………… 23
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1 原理及方案
三相桥式全控整流电路系统通过变压器与电网连接，经过变压器的耦合，晶闸管主电路得到一个合适的输入电压，使晶闸管在较大的功率因数下运行。变流主电路和电网之间用变压器隔离，还可以抑制由变流器进入电网的谐波成分。保护电路采用RC过电压抑制电路进行过电压保护，利用快速熔断器进行过电流保护。采用锯齿波同步KJ004集成触发电路，利用一个同步变压器对触发电路定相，保证触发电路和主电路频率一致，触发晶闸管，使三相全控桥将交流整流成直流，带动直流电动机运转。
结构框图如图1-1所示。整个设计主要分为主电路、触发电路、保护电路三个部分。框图中没有表明保护电路。当接通电源时，三相桥式全控整流电路主电路通电，同时通过同步电路连接的集成触发电路也通电工作，形成触发脉冲，使主电路中晶闸管触发导通工作，经过整流后的直流电通给直流电动机，使之工作。
电源 三相桥式全控整流电路 直流电动机 触发模块同步电路 触发信号 集成触发器
图1-1 三相桥式全控整流电路结构图
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