電力電子課程設計---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)設置4</p><p>　　3.2.1設置晶閘管參數(shù)4</p><p>　　3.2.2設置交流電源參數(shù)5</p><

3、p>　　3.2.3設置負載參數(shù)5</p><p>　　3.2.4設置脈沖參數(shù)6</p><p>　　3.3 仿真結果展示7</p><p><b>　　4. 結論8</b></p><p><b>　　參考文獻9</b></p><p><b>　　

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

5、控制技術引入傳統(tǒng)的電力技術領域，利用半導體電力開關器件組成各種電力變換電路實現(xiàn)電能的變換和控制，而構成的一門完整的學科。故其學習方法與電子技術和控制技術有很多的相似之處。</p><p>　　單相橋式整流電路是一種相對重要的整流電路，把交流電能轉換成直流電能的一種橋式整流電路。它可以應用到很多的地方，在許多的元器件中都有用到，范圍廣泛。</p><p>　　本課程設計內容是設計一個單相橋式

6、半控整流電路為PL負載提供直流電源。本文需要研究的是設計一個主電路、控制電路組成的總電路，以及要進行MATLAB仿真實驗。其中主電路是要設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計</p><p>　　單相半控橋式整流電路總體設計框圖如圖所示</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，則可認為負載電流在整個穩(wěn)態(tài)工作過程中保持恒值。由于橋式結構的特點，只要晶匣管導通，負載端總要加上正向電壓，而負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>　　流經晶閘管的電流有效值：</p><p><b>　　值為1.86A</b></p><p>　　流經晶閘管的電流額定值：</p><p><b>　　取值為6A</b></p><p>　　流經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VT1和VD2向負載供電。電壓過零變負時，因電感作用使電流連續(xù)，VT1繼續(xù)導通。但因此時有電位的高低，使得電流從VD2轉移至VD1， VD2關斷，電流不

12、再流經變壓器二次繞組，而是VT1和VD1續(xù)流。</p><p>　　2） 在輸入電壓的負半周觸發(fā)角α時刻觸發(fā)VT2導通，則向VT1加反壓使之關斷，電壓經VT2和VD1向負載供電。電壓過零變正時，VD2導通，VD1關斷。VT2和VD2續(xù)流，電壓又為零。</p><p>　　3） 重復以上步驟。</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)設置</p><p>　　3.2.1設置晶閘管參數(shù)(取默認值)</p><p>　　Rn=0.001Ω,Lon=0H,Vf=0.8V,Rs=500Ω,Cs=250e-9</p><p>　　3.2.2

14、設置交流電源參數(shù)</p><p>　　U=142V（有效值）,f=50Hz</p><p>　　3.2.3 設置負載參數(shù)</p><p>　　R=14.1Ω,L=1H</p><p>　　3.2.4 設置時的脈沖參數(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，負載電流和電壓的波形圖如上</p><p><b>　　4. 結論及體會</b></p><p>　　結合以上波形圖，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，但還應該加續(xù)流二極管，以防失控現(xiàn)象；</p><p>　　這次課程設計讓我明白了很多關于電力電子技術方面的知識，尤其是在課本中沒有完全介紹的。要完成這次課程設計，關靠書本知識是遠遠

17、不夠的，所以我查閱了很多關于電力電子的書籍，并且也通過網絡查到了很多相關的知識，為這次課程設計做了很多幫助。對于課程設計的內容，首先要做的應是對設計內容的理論理解，在理論充分理解的基礎上，才能做好課程設計，才能設計出性能良好的電路。整流電路中，基本元件的選擇是最關鍵的，開關器件和觸發(fā)電路選擇的好，對整流電路的性能指標影響很大。設計過程中，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計方法的多樣性。通過這次課程設計，

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)設計及工作需要都有很大的幫助，在完成課程設計的同時我也在復習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，當然沒有全部。整個課程設計過程中，由于理論知識的缺乏，以及對課程設計的不熟悉，課程設計還有很多不足之處，在以后的課程設計中，希望能有所改善。</p><p><b>　　參 考 文 獻</b></p><

19、;p>　　[1].王兆安.電力電子技術.機械工業(yè)出版社.2009</p><p>　　[2].李傳琦.電力電子技術計算機仿真實驗.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.機械工業(yè)出版社.2006</p><p>　　[4].鐘炎平.電力電子電路設計.華中科技大學出版社.2010</p&g