《单相双半波晶闸管整流电路设计(纯电阻负载)》.pdfVIP

《电力电子技术》课程设计任务书 一、设计课题目 单相双半波晶闸管整流电路设计（纯电阻负载） 二、设计要求 1、单相双半波晶闸管整流电路的设计要求为： 负载为阻性负载. 2、技术要求: 1 电网供电电压：交流100V/50Hz； 2 输出功率：500W； 3 移相范围：0°—180°； 在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术知识和创造性的思 维方式以及创造能力 要求具体电路方案的选择必须有论证说明，要说明其有哪 些特点。主电路具体电路元器件的选择应有计算和说明。课程设计从确定方案到 整个系统的设计，必须在检索、阅读 及分析研究大量的相关文献的基础上，经 过剖析、提炼，设计出所要求的电路（或装置）。 课程设计中要不断提出问题， 并给出这些问题的解决方法和自己的研究体会。 在整个设计中要注意培养独立分析和独立解决问题的能力。要求学生在教 师的指导下，独力完成所设计的系统主电路、控制电路等详细的设计（包括计 算和器件选型）。 课题设计的主要内容是供电方案的选定，主电路的设计，电路元件的选择， 保护电路的选择，主电路的分析说明，主电路元器件的计算和选型，以及控制 电路设计。 报告最后给出所设计的主电路和控制电路标准电路图。 前 述 电力电子学,又称功率电子学 PowerElectronics 。它主要研究各种电力电 子器件，以及由这些电力电子器件所构成的各式各样的电路或装置，以完成对电 能的变换和控制。它既是电子学在强电 高电压、大电流 或电工领域的一个分支， 又是电工学在弱电 低电压、小电流 或电子领域的一个分支，或者说是强弱电相 结合的新科学。电力电子学是横跨“电子”、“电力”和“控制”三个领域的一 个新兴工程技术学科。 随着科学技术的日益发展,人们对电路的要求也越来越高,由于在生产实际 中需要大小可调的直流电源,而相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定, 利用它可以方便地得到大中、小各种容量的直流电能,是目前获得直流电能的主 要方法,得到了广泛应用。在电能的生产和传输上，目前是以交流电为主。电力 网供给用户的是交流电，而在许多场合，例如电解、蓄电池的充电、直流电动机 等，需要用直流电。要得到直流电，除了直流发电机外，最普遍应用的是利用各 种半导体元件产生直流电。这个方法中，整流是最基础的一步。整流，即利用具 有单向导电特性的器件，把方向和大小交变的电流变换为直流电。整流的基础是 整流电路。 由于电力电子技术是将电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域，利用 半导体电力开关器件组成各种电力变换电路实现电能和变换和控制，而构成的一 门完整的学科。故其学习方法与电子技术和控制技术有很多相似之处，因此要学 好这门课就必须做好课程设计，因而我们进行了此次课程设计。又因为整流电路 应用非常广泛，而单相全控桥式晶闸管整流电路又有利于夯实基础，故我们将单 结晶体管触发的单相晶闸管全控整流电路这一课题作为这一课程的课程设计的 课题。 一、单相双半波晶闸管整流电路供电方案的选择 单相桥式全控整流电路 此电路对每个导电回路进行控制，无须用续流二极管，也不会失控现象，负载形式多 样，整流效果好，波形平稳，应用广泛。变压器二次绕组中，正负两个半周电流方向相反 且波形对称，平均值为零，即直流分量为零，不存在变压器直流磁化问题，变压器的利用 率也高。并且单相桥式全控整流电路具有输出电流脉动小，功率因素高的特点。但是，电 路中需要四只晶闸管，且触发电路要分时触发一对晶闸管，电路复杂，两两晶闸管导通的 时间差用分立元件电路难以控制。 单相双半波可控整流电路 单相双半波可控整流电路又称单相全 波可控整流电路。此电路变压器是带中心 抽头的，在u2 正半周T1 工作，变压器二 次绕组上半部分流过电流。u2 负半周，VT2 工作，变压器二次绕组下半部分流过反方向的电流。单相全波可控整流电路的U d 波形与单 相全控桥的一样，交流输入端电流波形一样，变压器也不存在直流磁化的问题。当接其他负 载时，也有相同的结论。因此，单相全波与单相全控桥从直流输入端或者从交流输入端看均 是一致的。适用于输出低压的场合作电流脉冲大（电阻性负载时）。在比较两者的电路结构 的优缺点以后决定选用单相全波可控整流电路作为主电路。 2 具体供电方案 电源电压：交流100V/ 50Hz 单相双半波晶闸管整流电路主电路设计 1. 主电路原理图 单相全波整流电路如图 a 所示，波形图如图 b 所示。 图 a 单相全波整流电路 3 图（b）单相全波整流电路及波形图 根据图中 b 可知，单相全波整流电路的输出电压与桥式整流电路的输出电压相同。 1 π 2 2 1 输出平均电压为： U0 ?U L ?2 U 2 s