三相橋式全控整流電路畢業(yè)論文-文庫吧資料

　　

【正文】 數(shù)字量；CLK：時鐘脈沖輸入端。ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，圖43所示是其引腳排列圖。其輸入輸出與TTL兼容。因此，ADC0809可處理8路模擬量輸入，且有三態(tài)輸出能力。ADC0809就是一種CMOS單片逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4所示。本文采用逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，該類A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換精度高，速度快，價格適中，是目前種類最多，應(yīng)用最廣的A/D轉(zhuǎn)換器。電子計算機(jī)所處理和傳輸?shù)亩际遣贿B續(xù)的數(shù)字信號，而實(shí)際中遇到的大都是連續(xù)變化的模擬量，模擬量經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換成電信號后，需要模/數(shù)轉(zhuǎn)換將其變成數(shù)字信號才可以輸入到數(shù)字系統(tǒng)中進(jìn)行處理和控制，因此，把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸出的接口電路，即A/D轉(zhuǎn)換器就是現(xiàn)實(shí)信號轉(zhuǎn)換的橋梁。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。在閑置模式下，CPU停止工作。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。 XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。 振蕩器特性 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 RST：復(fù)位輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。GND：接地。低功耗的閑置和掉電模式2個16位的定時器/計數(shù)器4個八位的并行口P0、PP2和P3128bytes的數(shù)據(jù)存儲器(RAM)三級程序存儲器鎖定 4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 圖41 89C51芯片引腳 主要特性壽命：1000寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時間：10年該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。的脈沖信號輸出。然后加上同步電壓，調(diào)整電位器 W1，W2，W3使18腳、1腳、2腳的三相同步電壓對稱，并且使18腳、1腳、2腳的同步信號滯后同步變壓器付邊相應(yīng)同步信號30176。若需加大或減小脈寬 ,可增大或減小 Cx 電容值。脈沖寬度是由Cx 電容來決定的。由于TC787芯片的鋸齒波的線性、幅度由 Ca, Cb, Cc電容決定，因此為了保證鋸齒波有良好的線性及三相鋸齒波斜率的一致性，選擇 Ca, Cb, Cc時要求其 3個電容值的相對誤差要非常小（必須進(jìn)行篩選），以產(chǎn)生的鋸齒波線性好、幅度大且不平頂為宜 , Ca、Cb、 uF。（6）輸出端有不小于20mA的輸出電流，驅(qū)動管要可靠的導(dǎo)通和截止，電路輸出的限流電阻和管子的β值應(yīng)與電路相適配。范圍內(nèi)滿幅可調(diào)。（4）脈沖發(fā)生器的電容Cx決定了調(diào)制脈沖寬度或方波輸出寬度，電容大則寬度寬，在頻率為50Hz情況下，若需要輸出在0176。考慮到電路在積分電容上放電的離散性，移相電壓的零電位應(yīng)比電路的負(fù)電源正200mV。50Hz時，較高頻率時，為了保證電容積分幅值，電容應(yīng)減小。（2）電路采用集中式恒流源向積分電容充電，經(jīng)測試，電流在180uA左右，相對誤差小于177。圖33 TC787構(gòu)成的三相六脈沖晶閘管觸發(fā)電路按圖33焊接好電路然后檢查無誤后，先把控制旋鈕調(diào)到零位（即RP1，RP2，RP3,RP接入電路中的電阻最大），然后接通電源，用示波器觀察各輸出端的脈沖波形是否正常。180176。連接在13腳的電容Cx決定輸出脈沖的寬度，Cx越大，脈沖越寬，但脈沖寬度太寬會增大驅(qū)動級的損耗。Ca，Cb，Cc為積分電容，它們決定了TC787芯片的鋸齒波的線性、幅度，因此，為了保證鋸齒波有良好的線性及三相鋸齒波斜率的一致性，Ca，Cb，Cc3個電容值的選擇的相對誤差要非常小。圖32 TC787原理框圖 基于TC787的三相六脈沖晶閘管觸發(fā)電路的設(shè)計與調(diào)試由TC787構(gòu)成的三相六脈沖觸發(fā)電路如圖33所示。該交相信號與脈沖發(fā)生器輸出的脈沖（TC787為調(diào)制脈沖）信號經(jīng)脈沖形成電路處理變?yōu)槿噍斎胪叫盘栂辔粚?yīng)且與移相電壓大小適應(yīng)的脈沖信號送到脈沖分配及驅(qū)動電路。三個恒流源輸出的恒值電流給三個等值電容Ca、Cb、Cc恒流充電，形成良好的等斜率鋸齒波。由圖可見，在它們內(nèi)部集成了三個過零和極性檢測單元、三個鋸齒波形成單元、三個比較器、一個脈沖發(fā)生器、一個抗干擾鎖定電路、一個脈沖形成電路、一個脈沖分配及驅(qū)動電路。雙電源工作時，引腳3（Vss）接負(fù)電源，其允許施加的電壓幅值為－4～－9V，引腳17（VDD）接正電源，允許施加的電壓為＋4～＋9V。（4）電源端該芯片可單電源工作，亦可雙電源工作。5） 引腳13（Cx）。4） 引腳4（Vr）為移相控制電壓輸入端。3） 引腳6（Pc）為TC787工作方式設(shè)置端。該端用來進(jìn)行故障狀態(tài)下封鎖TC787的輸出，高電平有效，應(yīng)用中接保護(hù)電路的輸出。A相正半周應(yīng)的兩個脈沖輸出端；引腳10為與三相同步電壓中B相電壓正半周及A相負(fù)半周對應(yīng)的兩個脈沖輸出端。當(dāng)TC787被設(shè)置為全控雙窄脈沖工作方式時（雙窄脈沖相隔60176。圖31 TC787的引腳排列（1）同步電壓輸入端：引腳1（Vc）、引腳2（Vb）及引腳18（Va）分別為三相同步輸入電壓連接端，應(yīng)用中分別經(jīng)輸入濾波后的同步電壓，同步電壓的峰峰值應(yīng)不超過TC787或TC788的工作電源電壓VDD。 引腳排列、功能和用法 TC787是一標(biāo)準(zhǔn)雙列直插式18引腳的集成電路。（3） TC787具有A型及B型器件，使用戶可方便地根據(jù)自己應(yīng)用系統(tǒng)所需要的工作頻率來選擇（工頻時選A型器件，中頻100～400Hz時選B型器件）。器件內(nèi)部設(shè)計有移相控制電壓與同步鋸齒波電壓交點(diǎn)（交相）的鎖定電路，抗干擾能力強(qiáng)。范圍內(nèi)之間連續(xù)同步改變。（2） TC787在單雙電源下均可工作，使其適用電源的范圍較廣泛。它可同時產(chǎn)生六路相序互差60176。 調(diào)制脈沖或方波的寬度可根據(jù)需要通過改變電容Cx而選擇。 TC787輸出為調(diào)制脈沖列，適用于觸發(fā)晶閘管及感性負(fù)載。可用于三相全控觸發(fā)（6腳接VDD），也可用于三相半控觸發(fā)（6腳接地）。 識別零點(diǎn)可靠，可方便地用作過零開關(guān)。 三相觸發(fā)脈沖調(diào)相角可在0180176。4V～177。因此，TC787可廣泛應(yīng)用于三相半控、三相全控、三相過零等電力電子、機(jī)電一體化產(chǎn)品的移相觸發(fā)系統(tǒng)，從而取代TCA78KJ00KJ00KJ04KJ042等同類電路，為提高整機(jī)壽命、縮小體積、降低成本提供了一種新的、更加有效的途徑。它可單電源工作，亦可雙電源工作，主要適用于三相晶閘管移相觸發(fā)和三相功率晶體管脈寬調(diào)制電路，以構(gòu)成多種交流調(diào)速和變流裝置。實(shí)際上，通過每個時刻的等效電路，發(fā)現(xiàn)和分析變壓器漏感作用時的電路十分類似，輸出電壓Ud的瞬時電壓為導(dǎo)通兩相電壓瞬時值的平均值。電路中設(shè)置了平衡電抗器來保證兩組三相半波電路能同時導(dǎo)電，每相的觸發(fā)脈沖，從第一個正自然換相點(diǎn)開始計算起，分別為5和6。三相橋式全控整流電路接反電勢電感性負(fù)載時，在負(fù)載電感足夠大足以使負(fù)載電流連續(xù)的情況下，電路工作情況與電感性負(fù)載時相似，電路中各處電壓、電流波形均相同，僅在計算Id時有所不同，接反電動勢電感性負(fù)載時的Id為：Id =（式中和分別為負(fù)載中的電阻值和反電動勢的值） 小結(jié)變壓器二次側(cè)每相有兩個匝數(shù)相同、極性相反（同名端相反）的繞組。前沿相差180176。時，整流電壓平均值為：Ud=U2Sinωtd(ωt) = [1＋cos (＋α)]●輸出電流平均值為：Id =（2）基本參數(shù)關(guān)系●當(dāng)整流輸出電壓連續(xù)時（即帶電感性負(fù)載或帶電阻負(fù)載ａ≦60176。因?yàn)樵冢?90176。時的波形（1）當(dāng)ａ﹥60176。時的波形圖27三相橋式全控整流電路帶電感性負(fù)載ａ=60176。圖25三相橋式全控整流電路帶電感性負(fù)載ａ=0176。時：Ud波形連續(xù)，工作情況與帶電阻負(fù)載時十分相似，各晶閘管的通斷情況、輸出整流電壓Ud波形、晶閘管承受的電壓波形等都一樣；區(qū)別在于：由于負(fù)載不同，同樣的整流輸出電壓加到負(fù)載上，得到的負(fù)載電流波形不同。 三相橋式全控整流電路電感性負(fù)載時，Ud波形每60176。時的波形小結(jié)：● 當(dāng)ａ≦60176。時，如ａ=90176。4 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載ａ﹥60176。時Ud出現(xiàn)為零的點(diǎn)。時工作情況Ud波形中每段線電壓的波形繼續(xù)后移，平均值繼續(xù)降低。期間，iu為正，iu波形的形狀與同時段的Ud波形相同，在VT4處于通態(tài)的120176。●從Ut1開始把一周期等分為6段，Ud波形仍由6段線電壓構(gòu)成，每一段導(dǎo)通晶閘管的編號等仍符合表21的規(guī)律。時的波形）晶閘管起始導(dǎo)通時刻推遲了30176。2 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載ａ=30176。. 實(shí)際提供脈沖的順序?yàn)椋篤T1，VT2—VT2，VT3—VT3，VT4—VT4，VT5—VT5，VT6—VT6，VT1—VT1，VT2，不斷重復(fù)。所以每隔60176。）。. Ud一周期脈動6次，每次脈動的波形都一樣，所以三相全橋電路稱為6脈波整流電路。共陽極組VTVTVT2也依次差120176。. 對觸發(fā)脈沖的要求：. 按VT1—VT2—VT3—VT4—VT5—VT6的順序，相位依次差60176。觸發(fā)角ａ的起點(diǎn)，還是要從自然換相點(diǎn)來開始計算，注意正負(fù)方向都有自然換相點(diǎn)。其余的均處于斷開狀態(tài)。時的情況時的波形）1）帶電阻負(fù)載時的工作情況表21三相橋式全控整流電路電阻負(fù)載ａ=0176。1 三相橋式全控整流電路帶電阻負(fù)載ａ=0176。每個工作周期中對于每相二次電源來說，即有負(fù)電流，也有正電流，所以沒有直流磁化的問題，提高了繞組的利用率。此外，晶閘管習(xí)慣上要按照從1至6的順序?qū)ǎ虼税磮D21所示的順序?qū)⒕чl管編號，就是與a、b、c三相電源相接的共陰極組的3個晶閘管分別為VTVTVT5，與a、b、c三相電源相接的共陽極組的3個晶閘管分別為VTVTVT2。第二章 主電路設(shè)計及原理 主電路設(shè)計其原理圖如圖21所示。核聚變反應(yīng)堆在產(chǎn)生注入能量和強(qiáng)大磁場時，需要一些大容量脈沖的電源，電力電子裝置就是這種電源。像里面的大型的電動機(jī)調(diào)速和起動都需要電力電子技術(shù)。要是和電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的時候，也離不了電力電子技術(shù)。其中風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電的發(fā)展比較快，備受關(guān)注的還有燃料電池。利用和開發(fā)新能源：傳統(tǒng)發(fā)電的方式有水力發(fā)電、火力發(fā)電以及后來興起的核能發(fā)電。家用計算機(jī)、音響設(shè)備、電視機(jī)、等電子設(shè)備電源模塊也大量需要電力電子技術(shù)。因?yàn)殡娮诱彰鞯碾娫窗l(fā)光效率高、體積小、可以節(jié)約大量能源，經(jīng)常被叫做“節(jié)能燈”，傳統(tǒng)的日光燈和白熾燈正被逐漸取締。在一些電子裝置中，以前線性穩(wěn)壓電源被大量采用供電，因?yàn)楦哳l的開關(guān)電源重量輕、體積小、效率高，現(xiàn)在線性電源己被慢慢取代了。現(xiàn)在高頻開關(guān)電源己被采用了全控型器件，以前晶閘管整流電源被用在通信設(shè)備中的程控交換機(jī)。各種開關(guān)的電源和不間斷著的電源（UPS），應(yīng)用這一類的最為普遍。手段：連續(xù)、精確、快速地控制大容量無功和有功等性能的實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的功率流向、潮流變化、阻尼振蕩、輸送能力的性能加以提高和改進(jìn)。大容量、長距離輸電時直流輸電有很大的優(yōu)勢，其逆變閥的受電端和整流閥的送電端全都采用晶閘管的變流裝置。現(xiàn)代化的電力電子系統(tǒng)中，關(guān)鍵技術(shù)之一就是電力電子技術(shù)。如無功補(bǔ)償、濾波、降壓等等。電力系統(tǒng)：電子電力系統(tǒng)中廣泛的應(yīng)用了大量電力電子的技術(shù)。大容量整流電源被急需用在冶金工業(yè)中的高頻或中頻感應(yīng)加熱電源、直流電弧爐電源及淬火電源等場合。近年來迅速發(fā)展的電力電子變頻技術(shù)，使得交流電機(jī)的調(diào)速性能可以與直流電機(jī)相當(dāng)，使得交流調(diào)速技術(shù)被大量應(yīng)用并且占據(jù)著主導(dǎo)的地位。以前直流調(diào)速系統(tǒng)被大量應(yīng)用于電梯，最近幾年交流變頻調(diào)速被廣泛應(yīng)用。不同型號的電源也被應(yīng)用在飛機(jī)、船舶上，所以航海和航空全部離不開電力電子技術(shù)。電力電子裝置控制電動汽車的電機(jī)進(jìn)行電力變換和驅(qū)動控制。現(xiàn)在高速發(fā)展的磁懸浮列車，電力電子技術(shù)的應(yīng)用更是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。 晶閘管的應(yīng)用交通運(yùn)輸：整流裝置被采用在電氣機(jī)車中的直流機(jī)車中，變頻裝置被采用在交流機(jī)車上。減小電力電子器件的開關(guān)損耗是基于新的控制技術(shù)的使用，例