專業(yè)電力電子課程設(shè)計

1、電子技術(shù)課程設(shè)計說明書第1頁共16頁1引言引言電力電子技術(shù)是利用電力電子器件對電能進(jìn)行控制和轉(zhuǎn)換的學(xué)科。它包括電力電子器件、交流電路和控制電路三個部分，是電力、電子、控制三大電氣工程技術(shù)領(lǐng)域之間的交叉學(xué)科。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力電子技術(shù)由于和現(xiàn)代控制理論、材料科學(xué)、電機(jī)工程、微電子技術(shù)等許多領(lǐng)域密切相關(guān)，已逐步發(fā)展成為一門多學(xué)科相互滲透的綜合性技術(shù)學(xué)科。電力電子技術(shù)作為一門高技術(shù)學(xué)科，由于其在節(jié)能、減小環(huán)境污染、改善工作條件等方面有著

2、重要的作用，現(xiàn)在已廣泛的應(yīng)用于傳統(tǒng)工業(yè)（例如：電力、機(jī)械、交通、化工、冶金、輕紡等）和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)(例如：航天、現(xiàn)代化通信等)。利用電力電子器件實現(xiàn)工業(yè)規(guī)模電能變換的技術(shù)，有時也稱為功率電子技術(shù)。一般情況下，它是將一種形式的工業(yè)電能轉(zhuǎn)換成另一種形式的工業(yè)電能。例如，將交流電能變換成直流電能或?qū)⒅绷麟娔茏儞Q成交流電能；將工頻電源變換為設(shè)備所需頻率的電源；在正常交流電源中斷時，用逆變器（見電力變流器）將蓄電池的直流電能變換成工頻交流電能。應(yīng)

3、用電力電子技術(shù)還能實現(xiàn)非電能與電能之間的轉(zhuǎn)換。例如，利用太陽電池將太陽輻射能轉(zhuǎn)換成電能。與電子技術(shù)不同，電力電子技術(shù)變換的電能是作為能源而不是作為信息傳感的載體。因此人們關(guān)注的是所能轉(zhuǎn)換的電功率。電力電子技術(shù)是建立在電子學(xué)、電工原理和自動控制三大學(xué)科上的新興學(xué)科。因它本身是大功率的電技術(shù)，又大多是為應(yīng)用強(qiáng)電的工業(yè)服務(wù)的，故常將它歸屬于電工類。電力電子技術(shù)的內(nèi)容主要包括電力電子器件、電力電子電路和電力電子裝置及其系統(tǒng)。電力電子器件以半導(dǎo)體

4、為基本材料，最常用的材料為單晶硅；它的理論基礎(chǔ)為半導(dǎo)體物理學(xué)；它的工藝技術(shù)為半導(dǎo)體器件工藝。近代新型電力電子器件中大量應(yīng)用了微電子學(xué)的技術(shù)。電力電子電路吸收了電子學(xué)的理論基礎(chǔ)，根據(jù)器件的特點和電能轉(zhuǎn)換的要求，又開發(fā)出許多電能轉(zhuǎn)換電路。這些電路中還包括各種控制、觸發(fā)、保護(hù)、顯示、信息處理、繼電接觸等二次回路及外圍電路。利用這些電路，根據(jù)應(yīng)用對象的不同，組成了各種用途的整機(jī)，稱為電力電子裝置。這些裝置常與負(fù)載、配套設(shè)備等組成一個系統(tǒng)。電子學(xué)

5、、電工學(xué)、自動控制、信號檢測處理等技術(shù)常在這些裝置及其系統(tǒng)中大量應(yīng)用。電子技術(shù)課程設(shè)計說明書第3頁共16頁2.晶閘管電流、電壓額定參數(shù)選擇3.觸發(fā)電路的設(shè)計3課程設(shè)計方案課程設(shè)計方案3.13.1設(shè)計任務(wù)設(shè)計任務(wù)設(shè)計條件：1.電源電壓：交流100V50Hz2.輸出功率：500W3.觸發(fā)角?45??4.阻感負(fù)載、帶續(xù)流二極管根據(jù)課程設(shè)計題目和設(shè)計條件，說明主電路的工作原理、計算選擇元器件參數(shù)。設(shè)計內(nèi)容包括：1.整流變壓器額定參數(shù)的計算2.晶

6、閘管電流、電壓額定參數(shù)選擇3.觸發(fā)電路的設(shè)計3.23.2設(shè)計原理設(shè)計原理在單相橋式全控整流電路中，每一個導(dǎo)電回路中有兩個晶閘管，即用兩個晶閘管同時導(dǎo)通以控制導(dǎo)電的回路。而單相橋式半控整流電路，每一個回路只有一個晶閘管，另外一個可以用二極管代替。。4單相橋式半控整流電路的設(shè)計單相橋式半控整流電路的設(shè)計4.14.1主電路與設(shè)計主電路與設(shè)計在單相橋式半控整流電路時由兩個晶閘管VT1、VT3和兩個二極管VD2、VD4組成，如圖1所示，因為是阻感