单相全控桥式整流电路课程设计

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1、目录1主电路的设计11.1电路的组成及工作原理11.2元器件的选择31.3整流变压器额定参数计算31.4设计结果分析42驱动电路的设计62.1典型全控型器件的驱动电路63电力电子器件的保护73.1过电压的产生及过电压保护73.2过电流保护74设计总结9参考文献10致谢11附录元器件清单12121主电路的设计1.1电路的组成及工作原理（1）电路组成：该电路为单相桥式全控整流电路，由变压器﹑四个晶闸管﹑电感及电阻组成，如图1.1（a）所示。2）工作原理:假设电路已经工作在稳定状态，假设，负载电流连续，近似为一平直的直线。电源电压的正

2、半周，在α=时，触发晶闸管VT1、VT4导通，负载上的电压和电源电压相同。但由于电感的平波作用，电流不能突变，因此电流波形平稳近似一条直线。当交流电压正半周过零开始変负时，由于L的作用，产生感应电动势UL,阻止电流下降，极性为下负上正，只要UL在数值上大于电源负电压，已导通的VT1、VT4管仍受正压而继续导通，此时负载两端出现负电压。直到电源负半周时刻触发VT2、VT3管导通，VT1、VT4才会受反压关断，负载电流改由VT2、VT3导通回路供应。因此每个晶闸管始终导通180°，晶闸管电流为180°底宽、高度为Id的矩形波，在晶闸

3、管的触发时刻换流。变压器二次电流为正负对称的矩形波，无直流分量。3）主要参数关系①输出电压平均值Ud和输出电流平均值Id（1-1）（1-2）②晶闸管的电流平均值和有效值（1-3）（1-4）③（输出电流有效值I和变压器二次电流有效值（1-5）④晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压均为12（a）图1.1阻感性负载电路（ａ）工作波形（b）121.2元器件的选择晶闸管的选型该电路为大电感负载，电流波形可看作连续且平直的。Ud=100V时，不计控制角余量按=0º计算由Ud=0.9U2得U2==111V取150VU=（2～3）Ut=（2～3

4、）U2=（2～3）150V=735～1102V（1-6）取U为1000V当=1时，晶闸管额定电流===0.64A（1-7）考虑2倍裕量：取1.28A1.3整流变压器额定参数计算在很多情况下晶闸管整流装置所要求的交流供电电压与电网往往不能一致，同时又为了减少电网与整流装置的相互干扰，使整流主电路与电网隔离，为此需要配置整流变压器。整流变压器根据主电路的型式、负载额定电压和额定电流，算出整流变压器二次相电压U2、一次与二次额定电流以及容量。由于整流变压器二次与一次电流都不是正弦波，因而存在着一定的谐波电流，引起漏抗增大，外特性变软以

5、及损耗增大，所以在设计或选用整流变压器时，应考虑这些因素。（1）二次相电压U2平时我们在计算U2是在理想条件下进行的，但实际上许多影响是不可忽略的。如电网电压波动、管子本身的压降以及整流变压器等效内阻造成的压降等。所以设计时U2应按下式计算：U2=　　（1-8）式中U——负载的额定电压；——整流元件的正向导通压降，一般取1V；——电流回路所经过的整流元件（VT及VD）的个数（如桥式=2，半波电路=1）；A——理想情况下=0º时U与U2的比值，查表可知；——电网电压波动系数，一般取0；——最少移相角，在自动控制系统中总希望U2值留

6、有调节余量，对于可逆直流调速系统取30º~35º，不可逆直流调速系统取10º～1215º；C——线路接线方式系数，查表单相桥式C取0V；U——变压器阻抗电压比，100KV以及取U=0.05，100KVA以上取U=0.05～0.1；——二次侧允许的最大电流与额定电流之比。对于一般的中小容量整流调压装置，其U2值也可以用以下公式估算：U2=（1.15～1.2）（1-9）所以根据以知的参数及查表得：U2==143.9V（1-10）故我们选择晶闸管的型号为：KP1.28----10。（2）一次与二次额定电流及容量计算如果不计变压器的励磁

7、电流，根据变压器磁动势平衡原理可得一次和二次电流关系式为：K==（1-11）式中、——变压器一次和二次绕组的匝数；K——变压器的匝数比。由于整流变压器流过的电流通常都是非正弦波，所以其电流、容量计算与线路型式有关。单相桥式可控整流电路计算如下：大电感负载时变压器二次电流的有效值为2=Id=I=1A（1-12）U2=110V由一次侧和二次侧电压得：===2（1-13）==0.5故=0.5A变压器二次侧容量为S2=U2==110KVA（1-14）1.4设计结果分析该电路为大电感负载，电流波形可看作连续且平直的。（1）输出电压平均值U

8、d和输出电流平均值Id12（1-15）（1-16）（2）晶闸管的电流平均值IdvT和有效值IvT（1-17）（1-18）（3）输出电流有效值I和变压器二次电流有效值I2（1-19）（4）晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压均为122驱动电路的设计2.1典型全控型