電力電子課程設(shè)計---單相半波可控整流

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　緒論2</b></p><p>　　2. 單相半控橋式整流電路電路設(shè)計2</p><p>　　2.1 電路原理圖2</p><p>　　2.2單相橋式半控整流電路的計算公式3</p><p>

2、;　　2.3帶阻感負(fù)載時的工作情況3</p><p>　　3. MATLUB仿真4</p><p>　　3.1 MATLUB仿真圖4</p><p>　　3.2 元器件參數(shù)設(shè)置4</p><p>　　3.2.1設(shè)置晶閘管參數(shù)4</p><p>　　3.2.2設(shè)置交流電源參數(shù)5</p><

3、p>　　3.2.3設(shè)置負(fù)載參數(shù)5</p><p>　　3.2.4設(shè)置脈沖參數(shù)6</p><p>　　3.3 仿真結(jié)果展示7</p><p><b>　　4. 結(jié)論8</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)9</b></p><p><b>　　

4、1. 緒論</b></p><p>　　電力電子技術(shù)是以電力、電能為研究對象的電子技術(shù)，又稱電力電子學(xué)（Power Electronics）。它主要研究各種電力電子半導(dǎo)體器件，以及由這些電力電子器件所構(gòu)成的各式各樣的電路或設(shè)置，以完成對電能的變換和控制。電力電子學(xué)是橫跨“電子”“電力”“控制”三個領(lǐng)域的一個新興工程技術(shù)學(xué)科。</p><p>　　由于電力電子技術(shù)是將電子技術(shù)和

5、控制技術(shù)引入傳統(tǒng)的電力技術(shù)領(lǐng)域，利用半導(dǎo)體電力開關(guān)器件組成各種電力變換電路實現(xiàn)電能的變換和控制，而構(gòu)成的一門完整的學(xué)科。故其學(xué)習(xí)方法與電子技術(shù)和控制技術(shù)有很多的相似之處。</p><p>　　單相橋式整流電路是一種相對重要的整流電路，把交流電能轉(zhuǎn)換成直流電能的一種橋式整流電路。它可以應(yīng)用到很多的地方，在許多的元器件中都有用到，范圍廣泛。</p><p>　　本課程設(shè)計內(nèi)容是設(shè)計一個單相橋式

6、半控整流電路為PL負(fù)載提供直流電源。本文需要研究的是設(shè)計一個主電路、控制電路組成的總電路，以及要進(jìn)行MATLAB仿真實驗。其中主電路是要設(shè)計一個單相半控橋式整流電路，控制電路是要同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路。</p><p>　　2. 單相半控橋式整流電路電路設(shè)計</p><p>　　單相半控橋式整流電路總體設(shè)計框圖如圖所示</p><p>　　2.1 電路原理圖

7、</p><p><b>　　實驗電路如圖所示。</b></p><p>　　圖中的VT1和VT2為觸發(fā)脈沖互差180°的晶閘管，VD1和VD2為整流二極管。由這四個管子組成橋式電路。因為只有共陰極的VT1和VT2可控，而共陽極的VD1和VD2不可控，所以稱為橋式半控整流電路。電阻Rp和電感Ld為負(fù)載，若假定電感Ld足夠大，即Ld>>Rp，由于電

8、感中電流不能突變，則可認(rèn)為負(fù)載電流在整個穩(wěn)態(tài)工作過程中保持恒值。由于橋式結(jié)構(gòu)的特點，只要晶匣管導(dǎo)通，負(fù)載端總要加上正向電壓，而負(fù)載電流始終是單方向流動，因此橋式半控整流電路只能工作在第一象限，因為Ld>>Rp，所以不論控制角α為何值，負(fù)載電流Id波形的變化很小。</p><p>　　2.2單相橋式半控整流電路的計算公式：</p><p><b>　　輸出電壓平均值：&

9、lt;/b></p><p><b>　　值為83.97V</b></p><p><b>　　負(fù)載電阻值：</b></p><p><b>　　值為14.1Ω</b></p><p>　　輸出電流的平均值為：</p><p><b>　

10、　值為5.96A</b></p><p>　　流經(jīng)晶閘管的電流有效值：</p><p><b>　　值為1.86A</b></p><p>　　流經(jīng)晶閘管的電流額定值：</p><p><b>　　取值為6A</b></p><p>　　流經(jīng)晶閘管的電壓額定值：&

11、lt;/p><p><b>　　取值為300V</b></p><p>　　2. 3 帶阻感負(fù)載時的工作情況</p><p>　　1） 在輸入電壓的正半周，觸發(fā)角α處給晶匣管VT1加觸發(fā)脈沖，電壓經(jīng)VT1和VD2向負(fù)載供電。電壓過零變負(fù)時，因電感作用使電流連續(xù)，VT1繼續(xù)導(dǎo)通。但因此時有電位的高低，使得電流從VD2轉(zhuǎn)移至VD1， VD2關(guān)斷，電流不

12、再流經(jīng)變壓器二次繞組，而是VT1和VD1續(xù)流。</p><p>　　2） 在輸入電壓的負(fù)半周觸發(fā)角α?xí)r刻觸發(fā)VT2導(dǎo)通，則向VT1加反壓使之關(guān)斷，電壓經(jīng)VT2和VD1向負(fù)載供電。電壓過零變正時，VD2導(dǎo)通，VD1關(guān)斷。VT2和VD2續(xù)流，電壓又為零。</p><p>　　3） 重復(fù)以上步驟。</p><p><b>　　MATLUB仿真</b>

13、</p><p><b>　　MATLUB仿真圖</b></p><p>　　3.2 元器件參數(shù)設(shè)置</p><p>　　3.2.1設(shè)置晶閘管參數(shù)(取默認(rèn)值)</p><p>　　Rn=0.001Ω,Lon=0H,Vf=0.8V,Rs=500Ω,Cs=250e-9</p><p>　　3.2.2

14、設(shè)置交流電源參數(shù)</p><p>　　U=142V（有效值）,f=50Hz</p><p>　　3.2.3 設(shè)置負(fù)載參數(shù)</p><p>　　R=14.1Ω,L=1H</p><p>　　3.2.4 設(shè)置時的脈沖參數(shù)</p><p>　　觸發(fā)信號1初相位為0.0017，觸發(fā)信號2初相位為0.0117</p>

15、<p>　　3.3 仿真結(jié)果展示</p><p><b>　　觸發(fā)信號如下:</b></p><p>　　電源電壓、晶閘管電流和電壓，負(fù)載電流和電壓的波形圖如上</p><p><b>　　4. 結(jié)論及體會</b></p><p>　　結(jié)合以上波形圖，我們可以分析出單相橋式半控整流

16、電路具有以下的特點： 1、電感在電路中具有續(xù)流作用；</p><p>　　2、晶閘管在觸發(fā)時換流，二極管則在電源過零時刻換流；</p><p>　　3、盡管電路具有續(xù)流作用，但還應(yīng)該加續(xù)流二極管，以防失控現(xiàn)象；</p><p>　　這次課程設(shè)計讓我明白了很多關(guān)于電力電子技術(shù)方面的知識，尤其是在課本中沒有完全介紹的。要完成這次課程設(shè)計，關(guān)靠書本知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)

17、不夠的，所以我查閱了很多關(guān)于電力電子的書籍，并且也通過網(wǎng)絡(luò)查到了很多相關(guān)的知識，為這次課程設(shè)計做了很多幫助。對于課程設(shè)計的內(nèi)容，首先要做的應(yīng)是對設(shè)計內(nèi)容的理論理解，在理論充分理解的基礎(chǔ)上，才能做好課程設(shè)計，才能設(shè)計出性能良好的電路。整流電路中，基本元件的選擇是最關(guān)鍵的，開關(guān)器件和觸發(fā)電路選擇的好，對整流電路的性能指標(biāo)影響很大。設(shè)計過程中，我明白了整流電路，尤其是單相半控橋式整流電路的重要性以及整流電路設(shè)計方法的多樣性。通過這次課程設(shè)計，

18、我對文檔的編排也有了一定的掌握，這對于以后的畢業(yè)設(shè)計及工作需要都有很大的幫助，在完成課程設(shè)計的同時我也在復(fù)習(xí)一遍電力電子這門課程，把以前一些沒弄懂的問題這次弄明白了一部分，當(dāng)然沒有全部。整個課程設(shè)計過程中，由于理論知識的缺乏，以及對課程設(shè)計的不熟悉，課程設(shè)計還有很多不足之處，在以后的課程設(shè)計中，希望能有所改善。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><

19、;p>　　[1].王兆安.電力電子技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社.2009</p><p>　　[2].李傳琦.電力電子技術(shù)計算機(jī)仿真實驗.電子工業(yè)出版社.2005</p><p>　　[3].洪乃剛.電力電子和電力拖動控制系統(tǒng)的MATLAB仿真.機(jī)械工業(yè)出版社.2006</p><p>　　[4].鐘炎平.電力電子電路設(shè)計.華中科技大學(xué)出版社.2010</p&g