电力电子课程设计单相桥式.doc

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1、设计题目：单相桥式全控整流电路电阻性负载设计条件：（1）电网：380V，50Hz；（2）晶闸管单相桥式全控整流电路；（3）负载阻值：15Ω；负载工作电压：50V~150V可调。设计任务：（1）电源变压器设计，计算变压器容量、变比、2次侧电压有效值；（2）晶闸管选择，计算晶闸管额定电压、额定电流；（3）主电路图设计。注意：（1）应当给出具体的计算过程和分析过程；（2）涉及电流、电压计算时，必须用波形图配合说明计算过程；（3）选型参数（额定电压、额定电流、容量等）应当取整。单相桥式全控整流电路电阻性负载电路图：原理：晶闸管VT和VT组成一对桥臂，晶闸管VT和VT组成另一对桥臂。当变

2、压器二次侧电压为正半周时，相当于控制角的瞬间给VT和VT以触发脉冲，VT和VT即导通，这是电流从电源a端经VT、R、VT流回电源b端。这期间VT和VT均承受反向电压而截止。当电源电压过零时，电流也降到零，VT和VT即关断。在电源电压的负半周期，仍在控制角为处触发晶闸管VT和VT，则VT和VT导通。电流从电源b端经VT、R、VT流回电源a端。到一周期结束时电压过零，电流亦降至零，VT和VT关断。在负半周期，VT和VT均承受反向电压而截止。很显然上述两组触发脉冲在相位上相差180。以后又是VT和VT导通，如此循环工作下去。由于负载在两个半波中都有电流通过，属全波整流。一个周期内整流

3、电压脉动两次，脉动程度比半波时要小。变压器二次绕组中，两个半周期的电流方向相反且波形对称，因此不存在半波整流电路中的直流磁化问题，变压器绕组的利用率也较高。负载工作电压为50-150V，二次侧电压要有一定的余量故取。故变压器变比为整流输出电压平均值为负载工作电压为50-150V控制角负载上，输出直流电流电流的平均值为所以，的最大值为10由于晶闸管VT、VT和VT、VT在电路中是轮流导电的，所以流过每个晶闸管的平均电流只为负载上平均电流的一半，即最大值为5。在选择晶闸管以及导线截面积等定额时，要考虑发热问题，应根据电流的有效值进行计算。负载电流的有效值，即变压器二次绕组电流有效值

4、，其值为当最小时，最大，其值为12.98流过晶闸管的电流有效值为这是因为每个周期内，每一桥臂的晶闸管只导通一次。其最大值为9.18。变压器容量为晶闸管选用时，其额定电压应为正常工作的峰值电压的2~3倍。所以=(509.04~763.56)其额定电流为其实际正常平均值的1.5~2倍，所以，=（7.5~10）/单相桥式全控整流电路电阻性负载设计题目：单相桥式全控整流电路电阻性负载设计条件：（1）电网：380V，50Hz；（2）晶闸管单相桥式全控整流电路；（3）负载阻值：15Ω；负载工作电压：50V~150V可调。第一步:设计电源变压器，选择电源变压器二次侧的电压有效值为170V，则

5、变压器的变比需设计为：220/170。由于负载工作电压调节范围为：50V—150V,则负载所需的最大平均功率为：,由于负载电压的平均值可调为：50V—150V，则负载的电流最大值应该出现在负载电压峰值时，即二次侧电压峰值时，而此时的视在功率即为变压器所承受的最大容量为，变压器的额定容量应该大于变压器所需承受的最大视在功率，所以变压器的容量可以选择为：S=4KVA。第二步：主电路图为：第三步:电路的工作原理为：设变压器二次侧电压为U2=170V,负载量端电压为Ud电流为Id,变压器二次绕组流过的电流为I2,晶闸管两端的电压为UT。晶闸管VT1和VT4组成一对桥臂，晶闸管VT2和V

6、T3组成另一对桥臂。当变压器二次电压U2为正半周期时，相当于控制角的瞬间给VT1和VT4以触发脉冲，VT1和VT4即导通，这是电流从电源a端经VT1、R、VT4流回电源b端。这期间VT2和VT3均承受反向电压而截止。当电源过零时，电流也降为零，VT1和VT4即关断。在电源电压的负半周期，仍在控制角为处触发晶闸管VT2和VT3，则VT2