电力电子课程设计--单相桥式全控整流电路设计

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1、中北大学课程设计说明书学生姓名：学号：学院：信息与通信工程学院专业：自动化题目：单相桥式全控整流电路设计（纯电阻负载、反电势电阻负载）指导教师：方炜职称:讲师2011年12月31日中北大学课程设计任务书11/12学年第一学期学院：信息与通信工程学院专业：自动化学生姓名：学号：课程设计题目：单相桥式全控整流电路设计（纯电阻负载、反电势电阻负载）起迄日期：12月25日～12月31日课程设计地点：电气工程系实验中心指导教师：方炜系主任：王忠庆下达任务书日期:2011年12月25日课程设计任务书1．设计目的：1）培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。2）培养学生

2、综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。3）培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。4）提高学生课程设计报告撰写水平。2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：设计内容：1、设计一个单相全控桥式晶闸管整流电路（纯电阻负载）设计要求：1）电源电压：交流100V/50Hz；2）输出功率：500W；3）移相范围：0°～180°。2、设计一个单相全控桥式晶闸管整流电路（反电势电阻负载）设计要求：1）电源电压：交流100V/50Hz；2）输出功率：500W；3）移相范围：30º~150º；4）反电势：E=70V。3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计说明书、图纸、实物样品

3、等〕：设计工作任务及工作量的要求：1）根据课程设计题目，收集相关资料、设计主电路和触发电路；2）用Multisim等软件制作主电路和控制电路原理图；3）撰写课程设计报告——画出主电路、控制电路原理图，说明主电路的工作原理，完成元器件参数计算，元器件选型，说明控制电路的工作原理，用Multisim或EWB等软件绘出主电路典型的输出波形（比较实际波形与理论波形），绘出触发信号（驱动信号）波形，说明设计过程中遇到的问题和解决问题的方法，附参考资料。课程设计任务书4．主要参考文献：1、樊立萍，王忠庆.电力电子技术.北京:北京大学出版社,20062、徐以荣，冷增祥.电力电子技术基础.南京：东南大学出

4、版社，19993、王兆安,黄俊.电力电子技术.北京：机械工业出版社,20054、童诗白.模拟电子技术.北京:清华大学出版社,20015、阎石.数字电子技术.北京:清华大学出版社,19986、邱关源.电路.北京：高等教育出版社，19997、贺超英.MATLAB应用与实验教程.北京：电子工业出版社，20105．设计成果形式及要求：1）撰写课程设计报告；2）用PROTEL或其它软件画出主电路和触发电路原理图；3）用EWB或其它软件绘出主电路典型波形，触发信号（驱动信号）波形。6．工作计划及进度：2011年12月25日~12月27日收集资料，计算所需参数并选定元器件；12月28日~12月29日完成

5、主电路、控制电路设计；绘出波形图；12月30日~12月31日完成课程设计报告，下午答辩。系主任审查意见：签字：2011年12月25日一．单相桥式全控整流电路（纯电阻负载）1理论设计1.1单项桥式全控整流电路带电阻性负载电路分析单项桥式全控整流电路带电阻性负载电路如图（1）：图（1）在单项桥式全控整流电路中，晶闸管VT1和VT4组成一对桥臂，VT2和VT3组成另一对桥臂。在u2正半周（即a点电位高于b点电位），若4个晶闸管均不导通，负载电流id为零，ud也为零，VT1、VT4串联承受电压u2，设VT1和VT4的漏电阻相等，则各承受u2的一半。若在触发角α处给VT1和VT4加触发脉冲，VT1、

6、VT4即导通，电流从a端经VT1、R、VT4流回电源b端。当u2为零时，流经晶闸管的电流也降到零，VT1和VT4关断。在u2负半周，仍在触发延迟角α处触发VT2和VT3（VT2和VT3的α=0处为ωt=π），VT2和VT3导通，电流从电源的b端流出，经VT3、R、VT2流回电源a端。到u2过零时，电流又降为零，VT2和VT3关断。此后又是VT1和VT4导通，如此循环的工作下去，整流电压ud和晶闸管VT1，和VT4两端的电压波形如下图（2）所示，晶闸管承受的最大正向电压和反向电压分别为U2和U2。1.2工作原理第1阶段（0~ωt1）：这阶段u2在正半周期，a点电位高于b点电位晶闸管VT1和V

7、T2方向串联后于u2连接，VT1承受正向电压为u2/2，VT2承受u2/2的反向电压；同样VT3和VT4反向串联后与u2连接，VT3承受u2/2的正向电压，VT4承受u2/2的反向电压。虽然VT1和VT3受正向电压，但是尚未触发导通，负载没有电流通过，所以Ud=0，id=0。第2阶段（ωt1~π）：在ωt1时同时触发VT1和VT3，由于VT1和VT3受正向电压而导通，有电流经a点→VT1→R→VT3→变压器b点形成回路。