单相交流无触点动力开关电路.docVIP

引 言 现如今，开关在电气运行控制等方面起着重要作用。一般分为机械开关和电子开关。对此，由于机械开关在断开负载电路时往往有电弧产生，触头易烧损，动作时间长，具有噪音，寿命短和功耗大等问题，而又由电力电子器件组成的的开关具有无出头，开关速度快，使用寿命长，功耗小等优点使电子开关逐步替代机械开关。 电子开关主要指运用电力电子器件实现电路同短的运行单元，至少包括一个可控的电子阀器件。其中电子开关又分为直流电子开关、交流电子开关、微电子开关等。在电机运行控制过程中，交流电子开关用的最为普遍，组成交流开关的电力电子器件可以是单双向晶闸管及自关断器件。所以本次设计的交流无触点开由单双向晶闸管或一些全控型新型电力电子器件构成。 目 录 引言……………………………………………………………………………. 1 一、方案选择 ….………………………………………………… ………….3 1.1固态开关….……………………………………………………………….3 1.2可关断晶闸管………………………………………………………………………….4 二、电路图设计以及原理图分析……………………………………… …….5 2.1主电路设计…………………………………………………………………………….5 2.2控制电路设计…………………………………………………………………… …..6 2.3控制电路原理分析…………………………………………………………………….6 三、元器件的计算选择…………………………………………………… …..8 3.1整流晶闸管(可控硅)阻容吸收元件的选择………………………………………… 3.2双向晶闸管的选择…………………………………………………………………… 9 3.3整流二极管的选择…………………………………………………………… …….10 3.4三极管V2的选择…………………………………………………………………….10 3.5熔断器的选择………………………………………………………………………..12 3.6降压电阻R5的选择……………………………………………………… ………14 3.7晶闸管VT1选用……………………………………………………………… ……..14 3.8.R4的选用…………………………………………………………………………….14 四、元器件规格及明细表…………………………………………………….15 五、设计总结………………………………………………………………….16 参考文献……………………………………………………………………… 17 方案选择 本次设计是门极可关断晶闸管组成的开关电路与双向晶闸管组成的固态开关作比较。 1.1固态开关 （1）.固态继电器与机电继电器相比，是一种没有机械运动，不含运动零件的继电器，但它具有与机电继电器本质上相同的功能。SSR是一种全部由固态电子元件组成的无触点开关元件，他利用电子元器件的电，磁和光特性来完成输入与输出的可靠隔离，利用大功率三极管，功率场效应管，单向可控硅和双向可控硅等器件的开关特性，来达到无触点，无火花地接通和断开被控电路。 固态继电器的组成 固态继电器有三部分组成:输入电路，隔离(耦合)和输出电路。安输入电压的不同类别，输入电路可分为直流输入电路，交流输入电路和交直流输入电路三种。有些输入控制电路还具有与TTL/CMOS兼容，正负逻辑控制和反相等功能。固态继电器的输入与输出电路的隔离和耦合方式有光电耦合和变压器耦合两种。固态继电器的输出电路也可分为直流输出电路，交流输出电路和交直流输出电路等形式。交流输出时，通常使用两个可控硅或一个双向可控硅，直流输出时可使用双极性器件或功率场效应管。 固态继电器的优点 高寿命，高可靠:SSR没有机械零部件，有固体器件完成触点功能，由于没有运动的零部件，因此能在高冲击，振动的环境下工作，由于组成固态继电器的元器件的固有特性，决定了固态继电器的寿命长，可靠性高。 灵敏度高，控制功率小，电磁兼容性好:固态继电器的输入电压范围较宽，驱动功率低，可与大多数逻辑集成电路兼容不需加缓冲器或驱动器。 快速转换:固态继电器因为采用固体器件，所以切换速度可从几毫秒至几微妙。 电磁干扰小:固态继电器没有输入线圈，没有触点燃弧和回跳，因而减少了电磁干扰。大多数交流输出固态继电器是一个零电压开关，在零电压处导通，零电流处关断，减少了电流波形的突然中断，从而减少了开关瞬态效应。 （1）.可关断晶闸管是晶闸管的派生器件之一，属于全控型器件。它在兆级以上的大功率场合应用较多。如广泛用于电力机车的逆变器、大功率直流斩波调速装置。 （2）.根据可关断晶闸管的参数可知，欲使GTO关断，必须从门极抽出相当于