小功率晶闸管整流电路

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1、课程设计内容本课程设计的内容是利用所学过的《电力电子技术》课程的相关理论知识和给定设计指标（具体设计参数见设计任务书），设计一个满足性能要求的小功率电力电子电路。具体应包括以下内容：1.根据设计要求确定电气系统方案；2.绘制系统框图和电气原理草图；3.主电路参数计算和元器件选择；4.系统保护环节设计；5.触发电路选择和校验；6.绘制系统电气原理总图，列出元器件明细表；7.完成设计报告；8.对设计进行全面总结§2-1设计方案的确定设计一个电力电子变流装置（电路），必需满足用户要求，首先要考虑技术性能

2、指标；第二是经济指标；第三是先进性、合理性和可行性。因此，为使一个控制系统设计确保技术指标先进、合理，经济指标良好，又为今后的发展和进一步技术改造留有余地，就必须对设备的使用条件，被控制设备的工艺要求进行充分调研，搜集与设计有关的技术资料，了解国内外同类产品的技术水平和发展趋势，然后对系统设计的总体方案进行必要的比较和论证，使之变成一个可以付诸实施的技术方案。一、对电气控制系统的技术要求①输出一定的直流电压和电流。②输出电压的脉动指标在允许范围内。③具有自动稳压功能和一定的稳压精度。④对调速系统应

3、有静态技术指标和动态技术指标的要求。静态技术指标是指系统的调速范围D和静差率s。不同的生产机械要求也不同，表2-1给出了常见生产机械的静态调速指标。表2-1几种常见生产机械的静态调速指标调速系统的动态指标是指系统在稳定的前提下，对阶跃给定信号的跟随性能指标和在扰动信号作用下的抗扰动性能指标，如超调量、过渡过程时间、动态速降及振荡次数等。此外，在设计一个实际系统时，还要考虑系统的可靠性、使用寿命、工作环境以及尽量做到体积小、重量轻、外形美观、使用维护方便等。二、直流电动机选择设计一个电力拖动系统时，

4、需要根据被控对象的特点和技术要求，合理选择电动机。1.电动机类型的选择要根据负载性质来选定。对起动、制动及调速有较高要求的生产机械，宜选用直流他励电动机；而需要较大起动转矩和恒功率调速的机械(如电车、蓄电池车、牵引机械等)常用直流串励电动机或直流积复励电动机。2.电动机容量的选择要根据生产机械的负载功率、电力拖动系统的运行情况(连续、断续、短时)、电动机发热是否超过允许的温升限度、电动机的过载能力和起动转矩是否满足要求进行选择。常用的有两种方法，一种是分析计算法，即按照生产机械的功率、工作情况，预

5、选一台电动机，然后按照电动机的实际负载情况作出负载图，根据负载图进行发热校验以及过载能力校验，从而确定预选电动机是否合格，直至合格为止。另一种是调查统计类比法。它是在调查研究了经过长期运行的同类生产机械的电动机容量后，然后通过对主要参量、工作条件类比的方法来确定电动机容量。3.电动机转速的选择直流电动机的最高转速应与生产机械的最高转速相适应，同时还应考虑调速方式，即减压调速还是调磁调速，以便充分利用电动机功率。4.电动机结构型式的选择在正常环境条件下，可采用防护式电动机；在空气中有较多粉尘的场所，

6、宜用封闭式电动机；在湿热带地区或比较潮湿的场所，应选用湿热带型电动机；在露天场所，宜用户外电动机；在高温车间，应选用绝缘等级与周围环境相适应的电动机；在有爆炸危险的场所，应选用防爆型电动机；在有腐蚀性气体或游离物的场所，应选用防腐式电动机。除上述四点外，还应考虑直流电动机的额定电压(如11OV、220V、440V等)，是单端出轴还是两端出轴，是立式安装还是卧式安装，电动机转速较高时还应考虑机械减速装置等，这些都必须在设计时根据具体条件，经过经济核算，合理地选择电动机。三、主电路的选择一般说来，对于

7、晶闸管整流装置在整流器功率很小时(4KW以下)，用单相整流电路，功率较大时用三相整流电路。在单相整流电路中，全波电路比半波电路脉动成分小，滤波容易。所以，全波电路比半波电路用得多，但对脉动要求不高的场合(如小型充电机)也可采用半波整流电路。在全波电路里，单相桥式电路比双半波电路具有变压器利用率高、加在器件上的反向电压低等优点，因此多采用单相桥式整流电路。在需要有源逆变的场合应采用单相全控桥式整流电路。双半波整流电路由于使用的整流器件少，在电压不高的小功率电路中也被采用。在三相整流电路中，三相零式电

8、路突出的优点是电路简单，用的晶闸管少，触发器也少，对需要220V电压的用电设备直接用380V电网供电，而不需要另设整流变压器。但缺点是要求晶闸管耐压高，整流输出电压脉动大，需要平波电抗器容量大，电源变压器二次电流中有直流分量，增加了发热和损耗。因零线流过负载电流，在零线截面小时压降大，往往需要从变压器单独敷设零线。而三相桥式整流电路，在输出整流电压相同时，电源相电压可较零式整流电路小一半，因此显著减轻了变压器和晶闸管的耐压要求。变压器二次绕组电流中没有直流分量，利用率高。输出整流电