单相桥式可控整流电路

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1、电力电子技术课程设计说明书单相桥式可控整流电路设计院、部：电气与信息工程学院学生姓名：何鹏辉指导教师：肖文英职称教授专业：电气工程及其自动化班级：电气本1304班完成时间：2016年6月4日学号：1330140437摘要单相桥式可控整流电路是一种能将交流转换为直流的电路，其转换效率高，原理及结构简单，因此它在单相整流电路中有着很广泛的应用。设计一个单相桥式可控控整流电路，我首先先确定设计总体方案，比较了单相桥式半控整流电路和单相桥式全控整流电路的优劣之后，因此最终选择了单相桥式全控整流电路。单相桥式全控整流电路由一个变压器，4个可控晶闸管，和一个阻感负载组成。然后根据总体方案分别设计了各个

2、单元电路，如触发电路、保护电路等；还根据要求计算了参数，包括触发角的选择，输出平均电压，输出平均电流，输出有功功率计算，输出波形分析，器件额定参数确定等；完成这些后，将各个单元电路衔接起来就完成了主电路的设计；然后再用MATLAB软件仿真调试。设计完成后，用MATLAB软件进行仿真调试，调试结果满足设计要求。关键词：单相桥式可控整流电路；触发电路；保护电路；MATLAB软件仿真目录1设计方案选择及论证21.1设计任务和要求21_2总体方案的选择和确定21.3整流电路方案的确定32.雜总体设计42.1系统原理方框图42.2主电路设计53_驱动电路和保护电路的设计73.1触发fe路73.2保护

3、电路的设计94元器件和电路参数计算114-1元件选取——晶闸管（SCR)114.2晶闸管的选型154.3整流变压器额定参数计算15个4设计结果分析165,系统调试3仿真166设计总结22参考文献1.设计方案选择及论证1.1设计任务和要求1.1.1设计任务本次设计的任务是设计一个单相桥式全控整流电路。确定设计总体方案，通过总体方案来设计各个单元电路，如触发电路、保护电路等；根据要求计算参数，包括触发角的选择，输出平均电压，输出平均电流，输出有功功率计算；输出波形分析，器件额定参数确定等；完成这些后，将各个单元电路衔接起来就完成主电路的设计；然后再用MATLAB软件仿真调试。1.1.2设计要求

4、单相桥式全控整流电路的设计要求为：（1）电网供电电压为单相220V；（2）变压器二次侧电压为220V；（3）输出电压连续可调，为0〜198V；（4）带阻感性负载：L=1000mH,R=100Ω1.2总体方案的选择与确定单相桥式带阻感负载可控整流电路可分为单相桥式带阻感负载相控整流电路和单相桥式带阻感负载半控整流电路，它们所带的负载性质不同就会有不同的特点。下面分析两种单相桥式可控整流电路在带阻感性负载的工作情况。单相半控整流电路的优点是：线路简单、调整方便。缺点是：输出电压脉动大，负载电流脉动大（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

5、式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。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。单相半波相控整流电路因其性能较差，实际中很少采用，在中小功率场合采用更多的是单相全控桥式整流电路。根据以上的比较分析因此选择的方案为单相全控桥式整流电路（负载是阻感式负载）1.3整流电路方案的确定单相整流器的电路形式是各种各样的，整流的结构也是比较多的。因此在做设计之前主要考虑了以下几种方案：方案1：单相桥式半控整流电路如图1所示图1单相桥式半控整流电路图对每个导

6、电回路进行控制，每一个导电回路有两个晶闸管，只要一个晶闸管就可以控制了，另一个晶闸管用二极管代替，从而简化了电路。在实际应用中还要加续流二极管，如果不加续流二极管，当α突然增大至180°或触发脉冲丢失时，由于电感储能不经变压器二次绕组释放，只是消耗在负载电阻上，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Ud成为正弦半波，即半周期Ud为正弦，另外半周期Ud为零，其平均值保持稳定，相当于单相半波不可控整流电路时的波形，即为失控。所以必须加续流二极管，以免发生失控现象。方案二：单相桥式全控整流电路如图2所示。图2单相桥式全控整流电路电路图此电路对每个导电回路进行控制，无须用续流二极

7、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。方案三：单相全波可控整流电路如图3所示图3单相全波可控整流电路图此电路变压器是带中心抽头的，结构比较复杂，只要用2个可控器件，单相全波只用2个晶闸管，比单相全控桥少2个，因此少了一个管压降，相应地，门极驱动电路也少2个，但是晶闸管