电力电子 单相桥式全控整流电路设计

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1、________学院______级_电气工程及其自动化_专业姓名_______学号_____________………………………………（密）………………………………（封）………………………………（线）………………………………本科课程设计专用封面设计题目：单相桥式全控整流电路设计与仿真所修课程名称：电力电子技术课程设计修课程时间：2012年06月17日至6月23日完成设计日期：2012年06月23日评阅成绩：评阅意见：评阅教师签名：年月日7目录一、设计要求1二、题目分析、主电路设计及元器件选择12.1主电路结构12.2工作原理12.

2、3相关参数计算22.4主电路元件清单2三、主电路分析23.1主电路仿真模型图23.2主电路仿真参数说明33.3仿真波形图33.4仿真小结4四、控制电路设计44.1触发电路图44.2触发电路基本环节44.3触发电路作用44.4晶闸管相控装置对触发电路的要求44.5触发电路组成54.6锯齿波形成和同步移相控制环节5五、设计总结6参考文献7单项桥式全控整流电路（纯电阻负载）设计与仿真一．设计要求1）完成单相桥式全控整流电路的设计、仿真；2）设计要求：输入：AC220V，50Hz；输出：130V，4A二．题目分析主电路设计及元器件选择1

3、.主电路结构单相桥式全控整流电路（电阻性负载）电路图如图所示：单相桥式全控整流电路（电阻性负载）2.工作原理：（1）在u2正半波的（０～α）区间，晶闸管VT1、VT4承受正向电压，但无触发脉冲，晶闸管VT2、VT3承受反向电压。因此在0～α区间，4个晶闸管都不导通。假如4个晶闸管的漏电阻相等，则Ut1.4=Ut2.3=1/2u2。（2）在u2正半波的（α～π）区间，在ωｔ＝α时刻，触发晶闸管VT1、VT4使其导通。（3）在u2负半波的（π～π＋α）区间，在π～π＋α区间，晶闸管VT2、VT3承受正向电压，因无触发脉冲而处于关断状

4、态，晶闸管VT1、VT4承受反向电压也不导通。（4）在u2负半波的（π＋α～２π）区间，在ωｔ＝π＋α时刻，触发晶闸管VT2、VT3使其元件导通，负载电流沿b→VT3→R→VT2→α→T的二次绕组→b流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载电阻上，负载上有输出电压（ud=-u2）和电流，且波形相位相同。3.相关参数计算根据课程设计任务书上的要求可以知道U2=220V,F=50HZ,Ud=130V,Id=4A.7则由公式=可以算的a=71.75°可以算出R=32.5欧晶闸管的平均电流Idvt=1/2Id=2A晶闸管的有效电流==4

5、.78晶闸管的额定电流=3.048晶闸管承受的最大正反向电压分别是,考虑到电流要留有1.5---2倍的裕量所以晶闸管的电流在4.573----6.097A考虑到电压要流油2----3倍的裕量所以晶闸管的电压在622.25---933.378V4.主电路元件清单：变压器1个晶闸管4个2N4189电阻1个32.5欧三．主电路仿真分析1.主电路仿真模型图：72.路仿真参数说明：根据设计任务要求，V5的参数选择为：220V,50Hz。由于X1、X4组成一对桥臂，X2、X3组成另一对桥臂，所以X1、X4,X2、X3分别同时导通，即他们触发

6、信号的延迟时间TD分别相同，根据a角计算可以知道V1，V4、V2、V3的延迟时间，触发的周期REP应该与电源周期相同，触发的上升时间TR,下降时间TF及脉冲宽度PW,初始电压V1，终值电压V2应满足触发要求。综上所分析可以得知各触发信号的参数：V1、V4的TD=a/(2πf),V2、V3的TD=a/(2πf)+REP*(180°/360°)TD(ms)TF(us)PW(ms)REP(ms)V1(v)TR(us)V2(v)V13.980.10.12000.110V213.980.10.12000.110V313.980.10.12

7、000.110V43.980.10.12000.110电阻的值根据前面分析时算的，故电阻值为32.5欧。3.仿真波形图：输出电压、电流波形及i2的波形谐波图74.仿真小结单相桥式全控整流电路（电阻性负载）是典型单相桥式全控整流电路，共用了四个晶闸管，两只晶闸管接成共阳极，两只晶闸管接成共阴极，每一只晶闸管是一个桥臂，触发信号的阳极接在晶闸管的门控级，阴极接在晶闸管的阴极。只有在晶闸管承受正向电压且门控级有正的触发信号时才能导通，桥式整流电路的工作方式特点是整流元件必须成对以构成回路，负载为电阻性相控整流装置在交流侧和直流侧都产生

8、高次谐波:该装置对于交流侧相当于一个谐波电流源;对于直流侧相当于一个谐波电压源，就单相桥式全控整流电路（纯电阻负载）交流网侧的电流除含有基波外，还含有3、5、7、9…等高次谐波。负载两端的电压除含有基波外，还含有2、4、6…..等高次谐波。四．控制电路设计1.一