電力電子課設(shè)單相橋式全控整流電路電阻性負(fù)載

1、電力電子課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2007 級(jí) 電氣工程及其自動(dòng)化 專業(yè) 0706072班級(jí)單相橋式全控整流電路電阻性負(fù)載學(xué) 院 機(jī)電工程學(xué)院指導(dǎo)教師 姓 名 學(xué) 號(hào) 070607231 設(shè)計(jì)題目： 單相橋式全控整流電路電阻性負(fù)載設(shè)計(jì)條件：（1） 電網(wǎng)：380v，50hz；（2） 晶閘管單相橋式全控整流電路；（3） 負(fù)載阻值：15；負(fù)載工作電壓：50v150v可調(diào)。設(shè)計(jì)任務(wù)：（1） 電源變壓器設(shè)計(jì)，計(jì)算變壓器容量、變比、2次側(cè)電壓有效值；（2） 晶閘管選擇，計(jì)算晶閘管額定電壓、額定電流；（3） 主電路圖設(shè)計(jì)。一主電路圖設(shè)計(jì)和工作原理 1主電路圖及其工作波形單相橋式全控整流電路如圖1(a)所示。電路由四個(gè)

2、晶閘管和負(fù)載電阻rd組成。晶閘管v1和v4組成一對(duì)橋臂，v2和v3組成另一對(duì)橋臂。 圖 1 單相全控橋式整流電路電阻性負(fù)載及其波形(a)電路； (b) 電源電壓； (c) 觸發(fā)脈沖； (d) 輸出電壓； (e) 晶閘管上的電壓； (f) 變壓器副邊電流2. 晶閘管的工作原理通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明：1） 只有當(dāng)晶閘管同時(shí)承受正向陽(yáng)極電壓和正向門(mén)極電壓時(shí)晶閘管才能導(dǎo)通，兩者不可缺一。2） 晶閘管一旦導(dǎo)通后門(mén)極將失去控制作用，門(mén)極電壓對(duì)管子隨后的導(dǎo)通或關(guān)斷均不起作用，故使晶閘管導(dǎo)通的門(mén)極電壓不必是一個(gè)持續(xù)的直流電壓，只要是一個(gè)具有一定寬度的正向脈沖電壓即可，脈沖的寬度與晶閘管的開(kāi)通特性及負(fù)載性質(zhì)

3、有關(guān)。這個(gè)脈沖常稱之為觸發(fā)脈沖。3） 要使已導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷，必須使陽(yáng)極電流降低到某一數(shù)值之下（約幾十毫安）。這可以通過(guò)增大負(fù)載電阻，降低陽(yáng)極電壓至接近于零或施加反向陽(yáng)極電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。這個(gè)能保持晶閘管導(dǎo)通的最小電流稱為維持電流，是晶閘管的一個(gè)重要參數(shù)。.3.電路工作原理 晶閘管v1和v4組成一對(duì)橋臂，v2和v3組成另一對(duì)橋臂。當(dāng)變壓器二次電壓u2為正半周時(shí)（a端為正，b端為負(fù)），相當(dāng)于控制角a的瞬間給v1和v4以觸發(fā)脈沖，v1和v4即導(dǎo)通，這時(shí)電流從電源a端經(jīng)v1 v4流回到電源b端。這期間v2和v3均承受反壓而截止。當(dāng)電源電壓過(guò)零時(shí)，電流也降到零，v1和v4即關(guān)斷。在電源電壓的負(fù)半周期，仍在控

4、制角為a處觸發(fā)晶閘管v2和v3，則v2和v3導(dǎo)通。電流從電源b端經(jīng)v3 v2流回電源a端。到一周期結(jié)束時(shí)電壓過(guò)零，電流亦降至零，v2和v3關(guān)斷。在電源電壓的負(fù)半周期，v1和v4均承受反向電壓而截止。很顯然上述兩組觸發(fā)脈沖在相位上相差180。以后又是v1和v4導(dǎo)通，如此循環(huán)工作下去。二數(shù)值計(jì)算 ( 1 )輸出電壓平均值和輸出電流平均值 （1） （2）（2）晶閘管的移相范圍當(dāng)=150v時(shí)，不計(jì)控制角余量，即按=0計(jì)算 由=0.9得 取 （3） 此時(shí)，把（3）式及代入（1）式可得，即，然后取。 又把（3）式及代入（1）式可得，即，然后可取。 所以控制角的移相范圍是（）。（3）晶閘管的電流平均值和有效

5、值為： （4） 輸出電流有效值i和變壓器二次電流有效值 可求得，當(dāng)時(shí)，有最大值，且為（5） 晶閘管所承受的最大正向電壓和最大反向電壓為， 故晶閘管的額定電壓為 又因?yàn)橐紤]晶閘管的額定電流為三結(jié)論（1）變壓器的參數(shù)： 變壓器的容量為： 變壓器的變比為： 變壓器的2次側(cè)電壓有效值為： （2）晶閘管的額定電壓為和額定電流為： 四設(shè)計(jì)總結(jié) 通過(guò)學(xué)習(xí)電力電子技術(shù)這門(mén)課，我掌握了有關(guān)近現(xiàn)代的電力電子器件的基本原理和功能。隨著科技的不斷發(fā)展，電力電子在我們?nèi)粘Ｉ钪性絹?lái)越重要。在這次的課程設(shè)計(jì)中，我對(duì)所學(xué)的電力電子知識(shí)有了更全面，更深刻的了解和掌握。在這過(guò)程中我查閱了相關(guān)的資料，這增長(zhǎng)了我的知識(shí)，開(kāi)闊了視野，動(dòng)手設(shè)計(jì)是一種更有效地學(xué)習(xí)方法。通過(guò)單相全控橋式整流電路的設(shè)計(jì)，我加深了對(duì)整流電路的理解，也對(duì)電力電子該課程產(chǎn)生了濃烈的興趣。整流電路的設(shè)計(jì)方法多種多樣，且根據(jù)負(fù)載的不同，又可以設(shè)計(jì)出很多不同的電路。其中單相全控橋式整流電路其負(fù)載我們用的多的主要是電阻型、帶大電感型，接反電動(dòng)勢(shì)型。它們各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)。在孫老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，我順利完成了這次課程設(shè)計(jì)。由于水平有限，設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)步驟比較簡(jiǎn)單，希望老師能批評(píng)指正！謝謝老師和同學(xué)的幫助！五參考文獻(xiàn)1.黃俊 王兆安