电力电子课程设计---单相桥式全控整流电路
单相桥式全控整流电路电阻性负载课程设计word精品
郑州航院机电工程学院电力电子课程设汁一一单相桥式全控整流电路电阻性负我目录一、概述 (2)二、设计任务与要求2.1、设计题目 (2)2.2、设计条件 (2)2.3、设计任务 (2)2.4、注意事项 (3)三、设计方案简介3.1单相桥式全控整流电路电阻性负载主电路 (3)3. 2单相桥式全控幣流电路电阻性负载触发电路的设计 (4)四、相关器件的选型与参数的计算4.1计算控制角的移相范围4. 2变压器参数的确定 (5)4. 3晶闸管参数的确定 (6)4. 4触发电路参数的确定 (7)五、结束语 (8)六、参考文献 (8)郑州航院机电工程学院电力电子课程设计一单柑桥式全控整流电路电阻性负戦一、概述电力电子技术的应用已深入到工业生产和社会生活的各方面，成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术，可以有效的节约能源，并成为新能源与电网的中间接口。
电力电子器件是电力电子技术发展的基础。
正是大功率晶闸管的发明，使得半导体变流技术从电子学中分离出来，发展成为电力电子技术这一专门的学科。
而二十世纪九十年代各种全控大功率半导体器件的发明，进一步拓展了电力电子技术应用和覆盖的领域和范围。
电力电子技术的应用领域己经深入到国名经济的各个部门以及人们的日常生活。
二、设计任务与要求2. 1设计题目：单相桥式全控整流电路电阻性负载2.2设计条件：（1）电网：380V, 50Hz：（2）晶闸管单相桥式全控整流电路；（3）负载电床在100V-150V之间连续可调：（4）负载电阻20Q ；2.3设计任务：（1）电源变压器设计，计算变压器容臺、变比、2次侧电压有效值，2次侧电压有效值在满足负载最大电压要求下，适当留出裕量，然而裕量不应过大，具体大小由设计人员灵活学握：（2）计算控制角移相范围：（3）计算晶闸管额定电流：（4）计算晶闸管额定电压：（5）设计基于单节晶体管的简易触发电路，要求给出同步变压器参数、稳斥二极管参数、单节晶体管参数；估算隰、C的取值范用：（6）电路图设计，给岀主电路、触发电路相结合的完整电路图。
单相桥式全控整流电路设计
单相桥式全控整流电路设计单相桥式全控整流电路是一种常用的电路，其具有可靠性高、效率高以及适用范围广等特点。
本文将对单相桥式全控整流电路进行详细的介绍和设计。
一、单相桥式全控整流电路的介绍单相桥式全控整流电路是一种采用可控硅器件实现直流电源的电路，常用于电子装置、自动控制和功率器件中。
其主要由四个可控硅管组成，将交流电源整流为直流电源。
在单相桥式全控整流电路中，可控硅管会根据触发脉冲的信号来控制其导通和截止，从而控制输出电压和电流的大小。
需要注意的是，触发脉冲的相位、脉宽和大小都会影响输出的电压和电流，因此需要根据具体应用场合来进行合理的设计。
二、单相桥式全控整流电路的设计1. 电源选型单相桥式全控整流电路需要有一个稳定的电源来提供交流电源，因此需要选择合适的电源。
一般来说，选择稳压电源、变压器、整流电路和滤波电路等电子元件构成的电源比较合适。
2. 器件选型在单相桥式全控整流电路中，需要选择适用的器件，如可控硅管、反向恢复二极管。
可以根据具体的应用场合来选择合适的器件。
3. 负载匹配在单相桥式全控整流电路中，需要考虑电路与负载的匹配问题，以确保输出电压和电流的稳定性。
通常可以采用变压器或电容等元件进行匹配。
4. 触发电路设计单相桥式全控整流电路中的可控硅管需要通过触发电路来控制其导通和截止，因此需要设计合适的触发电路。
触发电路的设计需要考虑触发脉冲的相位、脉宽和大小等因素，以确保输出电压和电流的精度和稳定性。
5. 整流电路设计在单相桥式全控整流电路中，需要设计合适的整流电路来将交流电源整流为直流电源。
整流电路的设计需要考虑输出电压和电流的大小和稳定性。
三、总结单相桥式全控整流电路是一种常用的电路，其利用可控硅管来实现直流电源的输出。
需要注意的是，设计单相桥式全控整流电路需要考虑多个因素，如电源选型、器件选型、负载匹配、触发电路设计和整流电路设计等。
只有在考虑全面的情况下，才能保证单相桥式全控整流电路的稳定性和精度。
单相桥式全控整流电路课程设计.doc
目录1 引言 (1)2 主要任务 (1)2.1工作原理 (1)2.1.1单相桥式全控整流电路带在阻感负载时的电路及其波形 (1)2.1.2单相桥式全控整流电路带在阻感负载时的工作原理 (2)2.2整流电路的参数计算 (2)2.3触发电路的设计 (4)3 电路仿真 (4)3.1MATLAB软件介绍 (4)3.2仿真图 (5)4.仿真结果及分析 (7)4.1仿真结果 (7)4.2仿真结果分析 (7)5 总结 (7)参考文献 (8)致谢 (9)1 引言整流电路（Rectifier）是电力电子电路中出现最早的一种，它的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。
整流电路的分类（1）按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种。
（2）按电路结构可分为桥式电路和零式电路。
（3）按交流输入相数分为单相电路和多相电路。
（4）按变压器二次侧电流的方向是单向或双向，分为单拍电路和双拍电路。
交流-直流变流器又称整流器、AC-DC变流器，其作用是将交流电转变为直流电，一般也称整流，并且在整流的同时还对直流电压电流进行调节，以符合用电设备的要求。
整流电路的仿真可以用powersys模型库中的二极管和晶闸管等模块来构建，对三相整流电路模型库中有6-pulsediode bridge、 6-pulse thyristorbridge、 universalbridge 等模块可以调用，使用这些模块可以使仿真更方便。
复杂的大功率多相整流器可以在三相桥的基础上构建。
2.主要任务2.1工作原理2.1.1单相桥式全控整流电路带阻感负载时的电路（如图1）及其波形（如图2）图1 单相桥式全控整流电路带阻感负载时电路图图2 单相桥式全控整流电路阻感负载时的波形图2.1.2单相桥式全控整流电路带阻感负载时的电路工作原理在电源电压u 2正半周期间，VT1、VT4承受正向电压，若在ωt=α时触发，VT1、VT4导通，电流经VT1、负载、VT4和T 二次侧形成回路，但由于大电感的存在，u 2过零变负时，电感上的感应电动势使VT1、VT4继续导通，直到VT2、VT3被触发导通时，VT1、VT4承受反相电压而截止。
电力电子单相桥式全控整流电路
目录第1章绪论 (1)1.1 什么是整流电路 (1)1.2 整流电路的发展与应用 (1)1.3 本设计的简介 (1)第二章总体设计方案介绍 (2)2.1总的设计方案 (2)2.2 单相桥式全控整流电路主电路设计 (3)2.3保护电路的设计 (5)2.4触发电路的设计 (9)第三章整流电路的参数计算与元件选取 (12)3.1 整流电路参数计算 (12)3.2 元件选取 (13)第四章设计总结 (15)4.1设计总结 (15)第五章心得体会 (16)参考文献 (17)第1章绪论1.1 什么是整流电路整流电路（rectifying circuit）把交流电能转换为直流电能的电路。
大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。
它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。
整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。
20世纪70年代以后，主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。
滤波器接在主电路与负载之间，用于滤除脉动直流电压中的交流成分。
变压器设置与否视具体情况而定。
变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离。
可以从各种角度对整流电路进行分类，主要的分类方法有：按组成的期间可分为不可控，半控，全控三种；按电路的结构可分为桥式电路和零式电路；按交流输入相数分为单相电路和多相电路；按变压器二次侧电流的方向是单向还是双向，又可分为单拍电路和双拍电路.1.2 整流电路的发展与应用电力电子器件的发展对电力电子的发展起着决定性的作用，因此不管是整流器还是电力电子技术的发展都是以电力电子器件的发展为纲的，1947年美国贝尔实验室发明了晶体管，引发了电子技术的一次革命；1957年美国通用公司研制了第一个晶闸管，标志着电力电子技术的诞生；70年代后期，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极型晶体管（BJT）和电力场效应晶体管（power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展，把电力电子技术推上一个全新的阶段；80年代后期，以绝缘极双极型晶体管（IGBT）为代表的复合型器件异军突起，成为了现代电力电子技术的主导器件。
电力电子课程设计——单相桥式整流电子教案
烟台南山学院电力电子技术课程设计题目单相桥式全控整流电路姓名：_所在学院：_ _所学专业：班级_学号 __指导教师： __ __完成时间：_ ___目录摘要 (2)课程设计的目的及要求 (3)第1章总体设计方案 (4)1．1总体设计思路 (4)1．2主电路设计 (4)第2章触发电路的选择与设计 (6)2.1晶闸管的触发电路 (6)2.2锯齿波触发电路 (6)2.3集成化晶闸管移相触发电路 (8)第3章保护电路的设计 (9)3.1过电压保护 (9)3.2过电流保护 (9)第4章元器件参数计算选取与总电路图 (11)4.1整流电路参数计算 (11)4.2元件型号的选择 (11)4.3电路总接线图： (12)第5章心得与体会 (13)参考文献 (15)摘要单相桥式可控整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，其效率高原理及结构简单在单相整流电路中应用较多，在设计单相桥式可控整流电路时，从总电路电路出发根据负载择优选着方便的同步触发电路，并逐一设置各种保护电路使电路安全有效的运行，最终达到整流的目的。
课程设计目的及要求一.课程设计的目的其目的是训练学生综合运用学过的变流电路原理的基础知识，独立进行查找资料、选择方案、设计电路、撰写报告，进一步加深对变流电路基本理论的理解，提高运用基本技能的能力，为今后的学习和工作打下坚实的基础。
二.课程设计的要求（1）熟悉整流和触发电路的基本原理，能够运用所学的理论知识分析设计任务。
（2）掌握基本电路的数据分析、处理；描绘波形并加以判断。
（3）能正确设计电路，画出线路图，分析电路原理。
（4）按时参加课程设计指导，定期汇报课程设计进展情况。
（5）广泛收集相关技术资料。
（6）独立思考，刻苦钻研，严禁抄袭。
（7）按时完成课程设计任务，认真、正确地书写课程设计报告。
（8）培养实事求是、严谨的工作态度和认真的工作作风。
第1章总体设计方案1.1 总的设计方案电源→变压器→整流电路→负载↓变压器→触发电路↑1.2主电路的设计主电路原理图及其工作波形<1>、电阻性负载电阻性负载时输出波形：2>、电感性负载电感型负载时输出波形：<3>、带反电动势负载带反电动势负载时输出波形：b)i dOEu dωtI dOωt α θ δ第二章触发器的选择与设计2.1 晶闸管的触发电路（1）由V1、V2构成的脉冲放大环节和脉冲变压器TM和附属电路构成的脉冲输出环节两部分组成。
电力电子技术课程设计--单相全控桥式整流电路带电阻+反电动势负载 - 副本
中南大学电力电子技术课程设计报告班级: 电气1203班学号: ************: *******: ***前言电力电子学,又称功率电子学(Power Electronics)。
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。
本次课程设计主要是对单相全控桥式晶闸管整流电路的研究。
首先是对单相全控桥式晶闸管整流电路的整体设计，包括主电路，触发电路，保护电路。
主电路中包括电路参数的计算，器件的选型；触发电路中包括器件选择，参数设计；保护电路包括过电压保护，过电流保护，电压上升率抑制，电流上升率抑制。
之后就对整体电路进行Matlab仿真，最后对仿真结果进行分析与总结。
目录前言 (2)一、设计题目与要求 (4)二、主电路设计 (4)2.1 主电路原理图 (4)2.2 工作原理 (5)2.3 元器件介绍——晶闸管（SCR） (5)2.4 整流电路参数计算 (6)2.5 晶闸管元件选取 (7)2.6 晶闸管电路对电网及系统功率因数的影响 (8)2.6.1 对电网的影响 (8)2.6.2 系统功率因数分析 (9)三、驱动电路设计 (10)3.1触发电路简介 (10)3.2触发电路设计要求 (11)3.3集成触发电路TCA785 (12)3.3.1 TCA785芯片介绍 (12)3.3.2 TCA785锯齿波移相触发电路 (15)四、保护电路设计 (16)4.1过电压保护 (16)4.2 过电流保护 (18)4.3电流上升率的抑制 (19)4.4电压上升率的抑制 (19)五、系统MATLAB仿真 (20)5.1 MATLAB软件介绍 (20)5.2系统建模与参数设置 (20)5.3 系统仿真结果及分析 (23)设计心得........................................................................................ 错误!未定义书签。
单相桥式全控整流电路实验报告
单相桥式全控整流电路实验报告一、实验目的1、熟悉单相桥式全控整流电路的工作原理。
2、掌握单相桥式全控整流电路在不同负载情况下的输出特性。
3、学会使用示波器等仪器观测电路中的电压、电流波形。
二、实验原理单相桥式全控整流电路由四个晶闸管组成，其电路图如下图所示：插入电路图在电源电压的正半周，晶闸管 VT1 和 VT4 承受正向电压，在触发脉冲的作用下导通，电流从电源的正端经 VT1、负载、VT4 流回电源的负端，负载上得到正电压；在电源电压的负半周，晶闸管 VT2 和VT3 承受正向电压，在触发脉冲的作用下导通，电流从电源的正端经VT2、负载、VT3 流回电源的负端，负载上得到负电压。
通过控制触发角α的大小，可以改变输出直流电压的平均值。
三、实验设备1、电力电子实验台2、示波器3、万用表4、电阻负载、电感负载四、实验内容及步骤（一）电阻负载实验1、按电路图连接好实验线路，将触发角α调至 0°。
2、合上电源，用示波器观测负载两端的电压波形和晶闸管两端的电压波形，记录输出直流电压 Ud 和交流输入电压 U2 的数值。
3、逐渐增大触发角α，分别测量α=30°、60°、90°、120°、150°时的 Ud 和 U2，并记录相应的电压波形。
（二）电感负载实验1、按电路图连接好实验线路，将触发角α调至 0°。
2、合上电源，用示波器观测负载两端的电压波形和晶闸管两端的电压波形，记录输出直流电压 Ud 和交流输入电压 U2 的数值。
3、逐渐增大触发角α，分别测量α=30°、60°、90°、120°、150°时的 Ud 和 U2，并记录相应的电压波形。
（三）反电动势负载实验1、按电路图连接好实验线路，将触发角α调至 0°。
2、合上电源，用示波器观测负载两端的电压波形和晶闸管两端的电压波形，记录输出直流电压 Ud 和交流输入电压 U2 的数值。
单相桥式全控整流电路设计
单相桥式全控整流电路设计首先，我们需要明确单相桥式全控整流电路的基本原理。
单相桥式全控整流电路主要由四个可控硅和一个储能电感组成。
可控硅是一种半导体器件，可以控制导通角度，从而实现对输出电流的调节。
储能电感则可以平滑输出电流，减小谐波噪声。
接下来，我们将介绍单相桥式全控整流电路的设计步骤：1.确定输出电压和电流要求：首先，需要确定所需的输出电压和电流。
这取决于具体的应用场景和负载要求。
2.计算储能电感参数：根据所需的输出电流和电压，可以计算出储能电感的参数。
储能电感需要能够平滑输出电流，并具有足够的电感值来减小谐波噪声。
3.选择可控硅参数：根据所需的输出电流和电压，选择合适的可控硅参数。
可控硅的主要参数包括最大耐压、最大电流和导通角度等。
4.设计触发电路：触发电路可以根据输入信号来控制可控硅的导通角度。
常见的触发电路有正弦升波触发电路和微处理器触发电路等。
在选择触发电路时，需要考虑其适用于具体的应用场景和控制要求。
5.选择滤波电路：为了进一步减小谐波噪声和提高输出电压质量，可以选择合适的滤波电路。
滤波电路可以根据具体需求，选择低通滤波器、电解电容器等。
6.完成电路连接：根据设计要求，将可控硅、储能电感、触发电路和滤波电路连接在一起。
确保连接正确、稳定可靠。
7.进行测试和调试：根据设计要求，对整个电路进行测试和调试。
通过实际测量，调整触发角度和控制信号，以实现所需的输出电流和电压。
最后，值得注意的是，在进行单相桥式全控整流电路设计时，需要遵循安全操作规范，并严格遵守相关的电气安全要求。
单相桥式全控整流电路原理
单相桥式全控整流电路原理一、概述单相桥式全控整流电路是一种广泛应用于电力电子领域的电路形式，它具有输入电流为正弦波、输出电压为全波整流电压、功率因数为接近1等优点，因此在各种电力电子应用场景中得到了广泛应用。
本篇文章将详细介绍单相桥式全控整流电路的工作原理、电压和电流波形以及控制方式。
二、工作原理单相桥式全控整流电路主要由四个晶闸管组成，其中两个为反向并联晶闸管，它们串联在交流电源和直流负载之间。
工作原理如下：1.电源电压经变压器降压后，再经二极管D1、D2对电容C1进行半波整流，得到一个按正弦规律变化的半波脉冲。
2.当输入电压的正半周来临时，触发A晶闸管，通过电感使B晶闸管导通，C晶闸管处于阻断状态，电源电压经B晶闸管和负载构成回路，将电容C1上的直流电压经负载送出。
3.当输入电压的负半周来临时，触发B晶闸管，通过电感使A晶闸管导通，C晶闸管仍处于阻断状态，由于电感电流不能突减，晶闸管C截止。
此时电源通过触发A和二极管D2向电容C充电。
由于电容电压不能突变，输出电压波形为一个正弦波。
三、电压和电流波形在单相桥式全控整流电路中，输入电流和输出电压的波形均为正弦波。
输入电流的大小和相位与输入电压同步，电流的波形受触发脉冲的控制。
输出电压的幅值取决于交流电源的电压和负载的大小。
当负载变化时，输出电流的波形也会随之变化。
在整流电路中，通常使用电容滤波来提高输出电压的稳定性。
四、控制方式单相桥式全控整流电路的控制方式主要包括电压控制、电流控制和复合控制三种。
电压控制通过调节触发脉冲的相位来实现输出电压的调节；电流控制通过调节触发脉冲的宽度来实现输出电流的调节；复合控制则同时考虑输出电压和电流的调节。
在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的控制方式。
五、结论单相桥式全控整流电路是一种具有广泛应用价值的电力电子电路形式，具有输入电流为正弦波、输出电压为全波整流电压、功率因数为接近1等优点。
本篇文章详细介绍了单相桥式全控整流电路的工作原理、电压和电流波形以及控制方式，希望能为相关人员提供有益的参考。
单相桥式全控整流电路
第1章设计任务书1.1 设计任务和要求（1）设计任务：1、进行设计方案的比较，并选定设计方案；2、完成单元电路的设计和主要元器件的选择；3、完成主电路的原理分析，各主要元器件的选择；4、单相整流电路的主电路、触发电路的设计；5、保护电路的设计；6、撰写设计说明书；7、利用MATLAB对自己所设计的单相整流电路进行仿真。
（选做）（2）设计要求单相桥式全控整流电路的设计要求为：①接电阻性负载②输出电压在0~100V连续可调③输出电流在20A以上④采用220V变压器降压供电。
1.2 方案的选择单相相控整流电路可分为单相半波、单相全波和单相桥式相控流电路，它们所连接的负载性质不同就会有不同的特点。
下面分析各种单相相控整流电路在带电阻性负载、电感性负载和反电动势负载时的工作情况。
单相半控整流电路的优点是：线路简单、调整方便。
弱点是：输出电压脉动冲大，负载电流脉冲大（电阻性负载时），且整流变压器二次绕组中存在直流分量，使铁心磁化，变压器不能充分利用。
而单相全控式整流电路具有输出电流脉动小，功率因数高，表压气二次电流为两个等大反向的半波，没有直流磁化问题，变压器利用率高的优点。
单相全控式整流电路其输出平均电压是半波整流电路2倍，在相同的负载下流过晶闸管的平均电流减小一半；且功率因数提高了一半。
第2章 系统原理方框图及主电路设计2．1系统原理方框图系统原理方框图如下图所示：单相电源输出触发电路保护电路整流主电路负载电路整流电路主要由触发电路、保护电路和整流主电路组成。
根据设计任务，在此设计中采用单相桥式全控整流电路接电阻性负载。
2．2主电路设计2．2．1主电路原理图及其工作波形图1 主电路原理图及工作波形图单相全控桥式整流电路带负载的电路如图1（a ）所示。
其中Tr 为整流变压器，T 1、T 4、T 3、T 2组成a 、b 两个桥臂，变压器二次电压u 2接在a 、b 两点，u 2 =t U t U m ωωsin 2sin 22= ,四只晶闸管组成整流桥。
单相桥式整流电路课程设计报告..
单相桥式整流电路课程设计报告..电力电子课程设计报告一、二、设计任务说明1.设计任务：1)进行设计方案的比较，并选定设计方案；2)完成单元电路的设计和主要元器件说明；3)完成主电路的原理分析，各主要元件的选择；4)驱动电路的设计，保护电路的设计；5)利用仿真软件分析电路的工作过程；2.设计要求：1)单相桥式相控整流的设计要求为：负载为感性负载，L=700mH，R=500Ω2)技术要求：A.电网供电电压为单相220V；B.电网电压波动为5%——10%；C.输出电压为0——100V;三、设计方案的比较单相桥式整流电路有两种方式，一种是单相桥式全控整流电路，一种是单相桥式半控整流电路。
主要方案有三种：方案一：采用单相桥式全控整流电路，电路图如下：对于这个电路，每一个导电回路中有两个晶闸管，即用两个晶闸管同时导通以控制导电的回路，不需要续流二极管，不会出现失控现象，整流效果好，波形稳定。
变压器二次绕组不含直流分量，不会出现变压器直流磁化的问题，变压器利用率高。
方案二：采用单相桥式半控整流电路，电路图如下：相较于单相桥式全控整流电路，对每个导电回路进行控制，只需一个晶闸管，而另一个用二极管代替，这样使电路连接简便，且降低了成本，降低了损耗。
但是若无续流二极管，当α突然增大到180°或触发脉冲丢失时，会发生一个晶闸管持续导通而两个二极管轮流导通的情况，这使d U成为正弦半波，级半周期d U为正弦波，另外半周期d U为零，其平均值保持恒定，相当于单相半波不可控整流电路时的波形，即失控现象。
因此该电路在实际应用中需要加设续流二极管。
综上所述：单相桥式半控整流电路具有线路简单、调整方便的优点。
但输出电压脉动冲大，负载电流脉冲大（电阻性负载时），且整流变压器二次绕组中存在直流分量,使铁心磁化，变压器不能充分利用。
而单相桥式全控整流电路具有输出电流脉动小，功率因数高，变压器二次电流为两个等大反向的半波，没有直流磁化问题，变压器利用率高的优点。
武汉理工-电力电子课设-单相桥式全控整流电路设计
2012级自动化01-03班课内实践（原课程设计）题目及参数任务书一、设计要求说明1.设计变流器主电路，根据参数进行计算，运用仿真软件进行相关输出仿真。
2.说明变流器工作原理，触发控制说明，及相关辅助电路和考虑因素说明。
3.完成对器件选择，输出参数相关计算（具体见设计参数说明）。
4.报告要求打印单独装订（格式按原课程设计格式要求进行，图文规范适当）。
5.正文内容不少于5页。
报告还须包含封面和目录。
注：题目及参数可自拟，请在设计前将参数及要求说明。
）单班37人，每人一题。
(共37题:1-2,2-16,3-8,4-11)二、设计参数说明2.单相桥式全控整流电路，2-11.反电动势阻感负载，R=1Ω，L=∞,U2=100V,LB=0.5mH，当EM=—99V,α＝60°要求：①仿真输出ud、id、和i2的波形；②求整流输出平均电压Ud、电流Id，变压器二次电流有效值I2；③考虑安全裕量，确定晶闸管的额定电压和额定电流；④求 的值。
目录1 设计要求及参数 (1)1.1 设计要求说明 (1)1.2 设计参数说明 (1)2 电路设计方案 (1)2.1 电路框图 (1)2.3 电路工作原理 (2)4 电路仿真与结果分析 (4)4.1 仿真电路图 (4)4.2 仿真波形 (5)4.3 结果分析 (5)5 个人总结 (6)参考文献 (6)单相桥式全控整流电路设计1 设计要求及参数1.1 设计要求说明（1）设计变流器主电路，根据参数进行计算，运用仿真软件进行相关输出仿真。
（2）说明变流器工作原理，触发控制说明，及相关辅助电路和考虑因素说明。
（3）完成对器件选择，输出参数相关计算（具体见设计参数说明）。
（4）报告要求打印单独装订（格式按原课程设计格式要求进行，图文规范适当）。
（5）正文内容不少于5页。
报告还须包含封面和目录。
注：题目及参数可自拟，请在设计前将参数及要求说明。
1.2 设计参数说明单相桥式全控整流电路，反电动势阻感负载，R=1Ω，L=∞,U2=100V,LB=0.5mH，当EM=—99V,α＝60°。
现代电力电子——单相桥式全控整流电路
现代电力电子技学院：姓名：学号：术目录1 绪论 (1)电力电子实验仿真背景 (1)1.1.1 电力电子技术概述 (1)1.1.2 电力电子技术的应用 (1)1.1.3 国内外电力电子技术发展概况 (2)计算机仿真的意义 (4)本文研究的主要内容 (5)2 SIMULINK模型库及使用 (6)2.1 SIMULINK的模块库介绍 (6)2.2 电力系统模块库的介绍 (6)2.3 SIMULINK仿真的步骤 (7)3 交流-直流变流器(整流器)———单相桥式全控整流电路 (9)3.1 电路结构与工作原理 (9)3.2 单相桥式全控整流电路建模 (10)3.3 仿真与分析 (11)4 结论 (15)1 绪论电力电子实验仿真背景1.1.1 电力电子技术概述电能是现代工农业、交通运输、通信和人们日常生活不可缺少的能源。
电能一般分为直流电和交流电两大类，现代科学技术的发展使人们对电能的要求越来越高，不仅需要将交流电转变成直流电，直流电转变成交流电，以满足供电电源与用电设备之间的匹配关系，还需要通过对电压、电流、频率、功率因数夫和谐波等的控制和调节，以提高供电的质量和满足各种各样的用电要求，这些要求在电力电子技术出现之前是不可能实现的。
随着现代电力电子技术的发展，各种新型的电力电子器件的研究、开发和应用，使人们可以用电力电子变流技术为各种各样的用电要求提供高品质的电源，提高产品的质量和性能，提高生产效率，改善人们的生活环境。
将来从电网得到的工频电能大部分都需要经过电力电子装置的二次变换处理，电力电子的应用领域将越来越广阔。
1.1.2 电力电子技术的应用电力电子技术主要包括电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置及其系统。
近年来，功率变流技术得到了迅猛发展，经过变流技术处理的电能在整个国民经济的耗电量中所占比例越来越大，成为其他工业技术发展的重要基础。
电力电子技术应用非常广泛，举例如下：(1)电气传动电力电子技术是电动机控制技术发展的最重要的物质基础，电力电子技术的迅猛发展促使电动机控制技术水平有了突破性的提高。
电力电子课程设计单相桥式
我的设计任务书设计题目：基于单相桥式全控整流电路的可逆直流电力拖动系统设计条件：（1）电网：380V，50Hz（2）直流电动机额定功率17Kw、额定电压220V、额定电流90A、额定转速1500r/min。
（3）变压器漏感：0.5mH设计任务：（1）晶闸管的选型。
（2）电源变压器参数的计算。
（3）平波电抗器的计算。
（4）控制角移相范围的计算。
（5）最小逆变角的计算。
（6）主电路图的设计设计要求：（1）根据设计条件计算晶闸管可能流过的最大有效电流，选择晶闸管额定电流。
（2）分析晶闸管可能承受到的最大正向、反向电压，选择晶闸管的额定电压。
（3）电源变压器变比，容量的计算。
（4）计算平波电抗器的电感值，保证电流连续。
（5）根据设计条件，计算换相重叠角，最小逆变角以及最小控制角，取得控制角移相范围。
（6）画出完整的主电路图。
提示：（1）最大负载平均电流应当在电动机额定电流的1.5倍~2倍之间选择，自选。
（2）负载电流可近似认为是一条水平直线，即：负载电流就是平均电流。
（3）平波电抗器的计算见第2章第2节。
（4）第4章第3节给出了最小逆变角计算方法，注意最小逆变角与最小控制角之间的关系。
最小控制角的选择：在正确的原则下自选。
（5）变压器变比选择时要注意：考虑到最小控制角的限制，以及换相压降的影响，整流器实际输出电压不可能达到理论最大值，因此变压器2次侧电压的有效值要留出足够的裕量，以保证电动机能够运行到最大转速。
注意：（1）每一步都必须给出具体的计算过程和分析过程。
（2）可用波形图配合说明计算过程。
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电力电子技术课程设计题目单相桥式全控整流电路姓名：__所在学院：_自动化工程学院_所学专业：电气工程及其自动化班级_08级电气工程一班__学号_指导教师：_ ____ __完成时间：_2010年6月10日___摘要 (3)第一章设计任务 (3)1.1 设计要求： (3)1.2 设计要求： (3)1.3 技术要求： (3)第二章系统原理方框图及主电路设计 (4)2.1 系统原理方框图 (4)2.2 主电路设计 (4)第3章触发电路的选择及其定相 (8)3.1同步信号为锯齿波的触发电路 (8)3.2 集成触发器 (9)3.3触发电路的定相 (10)第4章保护电路的设计 (10)4.1 晶闸管过电流保护 (10)4.2 过压保护 (11)4.3 缓冲电路 (12)第五章元器件选取与电路原理图 (13)第六章心得体会 (15)参考文献 (16)单相桥式全控整流电路是一种把单相交流电转换成可调的直流电的电路。
其原理及结构简单，效率高。
因而得到了广泛的应用。
本次设计讨论了电路在电阻、阻感、反电动势负载下的工作情况，选用较为实用的电动机作为负载。
设置了对晶闸管的各种保护电路，采用集成触发器，使触发脉冲更精确，从而使整个电路的可调性更好，工作更稳定且安全可靠。
AbstractSingle-phase bridge controlled rectifier circuit is a single-phase AC power to DC conversion circuit adjustable. The principle and structure is simple and efficient. And have been widely used. The design of the circuit discussed in the resistance, resistance flu, back-EMF load of work, use more practical motor as load. Set up on the various protection circuits thyristor, using an integrated trigger, so a more accurate trigger pulse, so a tunable circuit better, work more stable and secure.第一章设计任务1.1 设计要求：电子技术课程设计是电气及自动化专业学生在整个学习过程中的一项综合性实践环节是走向工作岗位、从事专业技术之前的一项综合性技能训练，对学生的职业能力培养和实践技能训练具有重要的意义。
主要目的在于：1：进一步掌握晶闸管相控整流电路的组成、结构、工作原理：2：重点理解移相电路的功能、结构、工作原理：1.2 设计要求：1：根据课题正确选择电路形式；2：绘制完整电气原理图；3：详细介绍整体电路和各功能部件工作原理并计算各元器件值；1.3 技术要求：单相桥式全控整流电路的设计将单相220V交流电转换为连续可调的直流电，为一台直流电动机供电。
指标内容：1、整流输出电压Ud在0～220V可调。
2、整流输出电流最大值100A。
3、电动机P N=17KW,U N=220V,I N=100A。
4、要求工作电流连续。
第二章系统原理方框图及主电路设计2.1 系统原理方框图2.2 主电路设计2.2.1主电路原理图及其工作波形<1>、电阻性负载电阻性负载时输出波形：原理说明：电源电压正半周，VT1、VT4同时承受正向电压，如此时不加触发脉冲，则两晶闸管均处于正向阻断状态，电源电压全加在晶闸管两端。
则每个管子承受一半电压。
在wt=α时，同时触发VT1、VT4，两管立刻导通，电流从电源a端经VT1、R、VT4流回b端，负载上得到的整流输出电压与电源电压相同。
这期间VT2、VT3受反压而关断。
当电源电压过零时，电流也下降为零，则VT1、VT4关断。
电源电压的负半周，晶闸管VT2、VT3同时承受正向电压，wt=∏+α时刻触发VT2、VT3，则两晶闸管导通，电流从b端流回a端。
当电源负半周结束时电源电压变为零，电流也下降为零，VT2、VT3关断。
这期间VT1、VT4承受反压而关断。
下周期开始重复上述过程。
显然，两组器件触发脉冲在相位上相差180。
在负载上得到的电压及电流方向不变。
在变压器二次绕组中，征服两个半周电流方向相反且波形对称，平均值也为零，即直流分量也为零，不存在变压器直流磁化问题，变压器绕组的利用率也高。
<2>、电感性负载在u2的正半期，给晶闸管VT 1、VT 4加触发脉冲使其开通，ud=u2。
负载中有电感电流不能突变，电感对电流起平波作用，假设负载电感很大，负载电流id 连续且近似为一直线。
u2 过零变负时，由于电感的作用晶闸管VT 1、VT 4中仍流过电流id ，并不关断。
在下一时刻给VT 2、VT 3加触发脉冲，因VT 2、VT 3本已承受正向电压，故两管导通。
VT 2、VT 3导通后，u2通过VT 2、VT 3分别向VT 1、VT 4施加反压使VT 1、VT 4关断，流过VT 1、VT 4的电流迅速转移到VT 2、VT 3上，此过程为换相，亦称换流。
至下周期重复上述过程，如此循环下去。
<3>、带反电动势负载电路分析u2|>E 时，才有晶闸管承受正电压，有导通的可能。
晶闸管导通之后，ud =u2， ，直至|u2|=E ，id 即降至0使得晶闸管关断，此后ud =E 。
与电阻负载时相比，晶闸管提前了电角度δ停止导电，δ称为停止导电角。
当α<δ时，触发脉冲到来时，晶闸管承受负电压，不可能导通。
触发脉冲有足够的宽度，保证当ωt =δ时刻有晶闸管开始承受正电压时，触发脉冲仍然存在。
这样，相当于触发角被推迟为δ。
在α角相同时，整流输出电压比电阻负载时大 电流断续：id 波形在一周期内有部分时间为0的情况，称为电流断续。
负载为直流电动机时，如果出现电流断续，则电动机的机械特性将很软。
为了克服此缺点，一般在主电路中直流输出侧串联一个平波电抗器。
电感量足够大使电流连续，晶闸管每次导通180︒，这时整流电压ud 的波形和负载电流id 的波形与电感负载电流连续时的波形相同，ud 的计算公式亦一样。
为保证电流连续所需的电感量L 可由下式求出：b)212sin U E -=δR E u i -=dd2．2．2整流电路参数计算 纯电阻负载时：由图知晶闸管承受的最大正向电压和反向电压分别为 和 整流电压平均值为：α=0时，Ud = Ud0=0.9U2。
α=180︒时，Ud =0。
可见，α角的移相范围为180︒。
向负载输出的直流电流平均值为：流过晶闸管的电流平均值 ：流过晶闸管的电流有效值为：变压器二次侧电流有效值I2与输出直流电流有效值I 相等，为有上两式得不考虑变压器的损耗时，要求变压器的容量为S =U2I2。
阻感负载时整流电压平均值为：当α=0时，Ud0=0.9U2。
α=90︒时，Ud =0。
晶闸管移相范围为90︒。
晶闸管承受的最大正反向电压均为 。
晶闸管导通角θ与α无关，均为180︒，其电流平均值和有效值分别为：和 。
dmin23dmin 21087.222I U I U L -⨯==πω222U 22U ⎰+=+==παααπωωπ2cos 19.02cos 122)(d sin 21222U U t t U U d 2cos 19.02cos 12222ααπ+=+==R U R U R U I d d 2cos 145.0212α+==R U I I d dT παπαπωωππα-+==⎰2sin 212)(d )sin 2(21222R U t t R U I T παπαπωωππα-+===⎰2sin 21)()sin 2(12222R U t d t R U I I I I T 21=⎰+===απαααπωωπcos 9.0cos 22)(d sin 21222d U U t t U U 22U d dT 21I I =d d T 707.021I I I ==变压器二次侧电流i2的波形为正负各180︒的矩形波，其相位由α角决定，有效值I2=Id。
第3章触发电路的选择及其定相3.1同步信号为锯齿波的触发电路电路输出可为双窄脉冲（适用于有两个晶闸管同时导通的电路），也可为单窄脉冲。
三个基本环节：脉冲的形成与放大、锯齿波的形成和脉冲移相、同步环节。
此外，还有强触发和双窄脉冲形成环节。
脉冲形成环节由晶体管V4、V5组成，V7、V8起脉冲放大作用。
控制电压uco加在V4基极上。
电路的触发脉冲由脉冲变压器TP二次侧输出，其一次绕组接在V8集电极电路中。
脉冲前沿由V4导通时刻确定，脉冲宽度与反向充电回路时间常数R11C3有关。
锯齿波的形成和脉冲移相环节锯齿波电压形成的方案较多，如采用自举式电路、恒流源电路等，本电路采用恒流源电路。
恒流源电路方案由V1、V2、V3和C2等元件组成，其中V1、VS、RP2和R3为一恒流源电路同步环节触发电路与主电路的同步是指要求锯齿波的频率与主电路电源的频率相同且相位关系确定。
锯齿波是由开关V2管来控制的，V2开关的频率就是锯齿波的频率——由同步变压器所接的交流电压决定。
V2由导通变截止期间产生锯齿波——锯齿波起点基本就是同步电压由正变负的过零点。
V2截止状态持续的时间就是锯齿波的宽度——取决于充电时间常数R1C1。
双窄脉冲形成环节：内双脉冲电路：每个触发单元的一个周期内输出两个间隔60︒的脉冲的电路。
V5、V6构成一个“或”门，当V5、V6都导通时，V7、V8都截止，没有脉冲输出。
只要V5、V6有一个截止，都会使V7、V8导通，有脉冲输出。
第一个脉冲由本相触发单元的uco对应的控制角α产生。
隔60︒的第二个脉冲是由滞后60︒相位的后一相触发单元产生（通过V6）。
在三相桥式全控整流电路中，器件的导通次序为VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6，彼此间隔60︒，相邻器件成双接通，所以某个器件导通的同时，触发单元需要给前一个导通的器件补送一个脉冲。
最终输出的脉冲波形为：范围宽。
它的缺点是：整流装置的输出电压Ud与控制电压Uc之间不是线性关系，电路比较复杂。
3.2 集成触发器+15VKJ004电路原理图集成电路可靠性高，技术性能好，体积小，功耗低，调试方便，已逐步取代分立式电路。
KJ004与分立元件的锯齿波移相触发电路相似,分为同步、锯齿波形成、移相、脉冲形成、脉冲分选及脉冲放大几个环节。
其脉冲输出波形为右图所示：在本设计中采用集成触发器KJ004。