成稿单相半控桥式晶闸管整流电路课程设计.doc

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1、电力电子课程设计单相半控桥式晶闸管整流电路设计（带续流二极管、反电势电阻负载）院别：机械与电子工程学院专业年级：电气工程自动化姓名：学号：指导老师：起止日期：1.设计任务书一、设计题目单相半控桥式晶闸管整流电路设计（带续流二极管、反电势、电阻负载）二、设计目的通过电力电子变流技术的课程设计达到以下几个目的：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、培养学生运用仿真工具的能力和方法。5、提高学生课程设计报告撰写水平。三、设计

2、数据:1、电源电压：交流100V/50Hz2、输出功率：500W3、移相围30º~150º4、反电势：E=70V四、设计容：单相半控桥式晶闸管整流电路的设计（带续流二极管）（反电势、电阻负载）五、设计要求（1）画出电路原理图（2）完成参数计算六、课程设计报告要求课程设计用纸和格式统一，要求图表规，文字通顺，逻辑性强。设计报告不少于20页。1、设计的基本要求（给出所要设计的装置的主要技术数据和设计装置要达到的要求（包括性能指标），最好剑术所设计装置的主要用途）2、总体方案的确定（包括调制方式，pwm控制方法，主电路形式确定等）3、具体电路设计（主电路设控制

3、电路设计以及参数计算等）4、附录（电路图，仿真结果图等）5、参考文献前言电力电子学,又称功率电子学(PowerElectronics)。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

4、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

5、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。故其学习方法与电子技术和控制技术有很多相似之处，因此要学好这门课就必须做好课程设计，因而我们进行了此次课程设计。我们知道，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。单相桥式半控整流电路，对每个导电回路进行控制，相对于全控桥而言少了一个控制器件，用二极管代替，有利于降低损耗！故我们将单结晶体管触发的单相晶闸管半控整流电路这一课题作为这一课程的课程设计的课题。第一章单相半控桥式整流电路供电方案的选择1.1具体供电方案电源电压：交流100V/50Hz第二章单相半控桥式（反电动势、电阻负载

6、）整流电路主电路设计2.1主电路原理图波形图：2.2变压器二次侧电压的计算电源电压：交流100V/50Hz，输出功率：500KW，移相围30º~150º，反电势：E=70V。设R=5Ω2.3变压器一、二次侧电流的计算P=Ud²/RUd=50v。P=Id²R,Id=10AU1/U2=220/100=11/5,N1/N2=11/5I2=5id/6=25/3A2.4变压器容量的计算S=U1i1=100×25/3=833.33kv.A2.5变压器型号的选择N1:N2=11/5,S=833.33kv.A第三章电路元件的选择3.1整流元件的选择由于单相桥式半控反电动

7、势、电阻负载电路主要器件是晶闸管，所以选取元件时主要考虑晶闸管的参数及其选取原则。3.1.1晶闸管的结构晶闸管是大功率的半导体器件，从总体结构上看，可区分为管芯及散热器两大部分，分别如图1-6及图1-7所示。          a）螺栓型b）平板型c）符号图晶闸管管芯及电路符号表示管芯是晶闸管的本体部分，由半导体材料构成，具有三个与外电路可以连接的电极：阳极Ａ，阴极Ｋ和门极（或称控制极）Ｇ，其电路图中符号表示如图1-6c）所示。散热器则是为了将管芯在工作时由损耗产生的热量带走而设置的冷却器。按照晶闸管管芯与散热器间的安装方式，晶闸管可分为螺栓型与平板型两

8、种。螺栓型（图1-6a））依靠螺栓将管芯与散热器紧密连接在一起，并靠相互接触的一