电力电子课程设计-- 单相半控桥式晶闸管整流电路的设计

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1、电力电子技术课程设计题目:单相半控桥式晶闸管整流电路的设计系别:自动化学院专业:07电气工程及其自动化(低压电力智能控制方向)姓名:谭善文学号:02指导教师:张秀松设计日期：2009年12月21日—2010年1月1日13前言一、电力电子技术的应用电力电子技术是一门新兴技术，它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的，在电气自动化专业中已成为一门专业基础性强且与生产紧密联系的不可缺少的专业基础课。本课程体现了弱电对强电的控制，又具有很强的实践性。能够理论联系实际，在培养自动化专业人才中占有重要地位。它包括了晶闸管的结构和分类、晶闸管的过电压和过电流保护方法、

2、可控整流电路、晶闸管有源逆变电路、晶闸管无源逆变电路、PWM控制技术、交流调压、直流斩波以及变频电路的工作原理。 在电力电子技术中，可控整流电路是非常重要的内容，整流电路是将交流电变为直流电的电路，其应用非常广泛。工业中大量应用的各种直流电动机的调速均采用电力电子装置；电气化铁道（电气机车、磁悬浮列车等）、电动汽车、飞机、船舶、电梯等交通运输工具中也广泛采用整流电力电子技术；各种电子装置如通信设备中的程控交换机所用的直流电源、大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源都可以利用整流电路构成的直流电源供电，可以说有电源的地方就有电力电子技术的设备。二、电力电子

3、技术课程中的整流电路整流电路按组成的器件不同，可分为不可控、半控与全控三种，利用晶闸管半导体器件构成的主要有半控和全控整流电路；按电路接线方式可分为桥式和零式整流电路；按交流输入相数又可分为单相、多相（主要是三相）整流电路。正是因为整流电路有着如此广泛的应用，因此整流电路的研究无论在是从经济角度，还是从科学研究角度上来讲都是很有价值的。本设计正是结合了Matlab仿真软件对单相半控桥式晶闸管整流电路进行分析。13目录目录1一、课程设计目的2二、设计基本要求2三、选题思路23、1、整流电路的应用23、2、经济效益33、3、系统维护3四、总体方案设计34、1、系统总

4、体框图34、2、主电路结构及其工作原理34、3、参数计算5五、MATLAB仿真设计65、1、Matlab软件介绍65、2、仿真模型设计75、3、仿真参数设计75、4、仿真波形及分析11六、结论与展望12七、致谢13八、参考文献1313一、课程设计目的电力电子技术课程设计的目的首先是为了让我们能综合应用电力电子技术的基本理论和基本分析方法创造性地设计一个电路，并通过仿真软件去验证、分析。以此验证、巩固和消化所学电力电子技术教材上的理论知识，使我们能够做到学以致用,运用所学的知识去解决生产和生活第一线的实际问题。其次是为了培养我们检索文献的能力，特别是如何利用Int

5、ernet检索需要的文献资料。再次是为了进一步提高我们综合分析问题、发现问题和解决问题的能力，以更好地为后续课程和毕业走上工作岗位奠定初步基础。二、设计基本要求主要内容：利用仿真软件研究单相半控桥式晶闸管整流电路，分析电路的稳定性和外特性，给出电路的硬件结构框图，设计系统各个部分的硬件电路，完成单相半控桥式晶闸管整流电路的原理试验和仿真。基本要求：输入电压：交流100V/50Hz；输出电压：0V-50V；输出功率：500W三、选题思路3.1、整流电路的应用单相可控整流电路是电力电子电路中出现最早的形式，它是将交流电转变为直流电的电路之一，应用十分广泛。其电路形式

6、多种多样，并各有特色。生产中大量需要电压可调的直流电源，如直流电动机的调速、同步发电机的激磁、电焊、电镀等都要求直流电压可以方便地调节。在晶闸管问世之前，为了得到可调的直流电源，不得不采用电动机一发电机组、汞弧整流器、充气闸流管等设备。这些设备效率低、笨重或者体积较大。后来，采用晶闸管组成的可控整流电路，可以很方便地把交流电变成大小可调的直流电。晶闸管组成的可控整流电路具有体积小、重量轻、效率高以及控制灵敏等优点，得到了广泛的应用。133.2、经济效益整流电路由于被众多领域所应用，所以研究性能好的整流电路具有很大的市场潜力，无论在是从经济角度，还是从科学研究角度

7、上来讲都是很有价值的。3.3、系统维护整流电路由于使用高性能的电子元器件，所以工作是非常稳定的，更因为它的器件很少，所以即使是需要维修也是非常方便，只要更换元件即可。四、总体方案设计4.1、系统总体框图单相半控桥式晶闸管整流电路的设计，我们首先对电路原理进行分析，通过分析，结合具体的性能指标求出相应的参数，然后在matlab仿真软件中建立仿真模型，仿真模型采用交流输入电源，使用晶闸管和二极管作为整流器件。通过不断仿真、调试，不断修正参数，直到确定符合要求的参数。交流输入晶闸管桥式整流电路输出符合要求的电压控制电路图1系统总体框图4.2、主电路结构及其工作原理单相

8、半波可控整流电路虽然具有