单相半波可控整流电路.doc

课题：单相半波可控整流电路设计班级：2012级机电一体化一班小组：组员（学号）：单相半波可控整流设计（1）技术要求1）单相交流电源：电压220V。2）直流输出电压Ud：5092V范围内连续可调。3）最大负载电流输出：30A。4）负载为电阻性负载。2、主要设计内容1）整流变压器额定参数的计算（选择变压器次级额定电压，确定变比）。2）晶闸管器件的电流、电压定额等参数的计算和选型。3）触发电路的设计。4）撰写课程设计。本次课程的目的与意义：本次课程设计的目的是在设计出满足技术要求的单相半波可控整流电路，设计要求即为（1）单相交流电源：电压220V（2）直流输出电压Ud：5092V范围内连续可调 （3）最大负载电流输出：30A （4）负载为电阻性负载。并在此设计中熟练掌握单相半波可控整流电路的设计运用方法。本次课程设计的意义在于通过设计固定要求的单相半波可控整流电路来实现提升学习实践，使用学习到的理论知识，进行产学合一。通过设计加强自身的思考能力和知识运用能力，完成对自己的所学知识的检验。1 设计题目：单相半波可控整流电路2 系统的主要功能、作用及主要技术性能指标：系统的主要功能是把交流电变换成大小可调的单一反向直流电，系统的特点是流过负载的电流与它两端的电压波形相似，电流、电压能够突变。3 总体设计方案：一、主电路的设计：电阻负载主电路原理图如下：主电路原理说明：根据晶闸管导通的两个条件（晶闸管的阳-阴极之间加正向电压；门极加正向电压，流入足够的门极电流）可以判断：在电源电压U2的正半周，U20，晶闸管承受正向电压，可以被触发导通，但在给晶闸管门极施加触发信号之前，晶闸管处于正向阻断状态，电流Id=0,输出电压Ud=0，电源电压全部加在晶闸管上，即Ut=U2。设在t=时刻向晶闸管送出触发脉冲，晶闸管被触发导通，若忽略晶闸管的导通压降，则输出电压与电源电压相等，即ud=u2，电流Id=ud/Rd。当t=时，电源电压u2=0，使得晶闸管由于流过的电流降到维持电流以下而关断，此时电流Id=0，ud=0.在电源电压u2的负半周，u20，晶闸管承受反向电压，处于反向阻断状态，负载电压ud=0，电源电压全部加在晶闸管上，uT=u2。直到第二个周期相当于t1时刻再次施加触发脉冲，晶闸管再次被触发导通，如此周而复始。1） 整流变压器额定参数的计算（选择变压器次级额定电压，确定变比）。因为输出电压范围为5092V，所以又有一个变化范围假设=0时，Udmax=92V，得U2=205V因为，将Ud=Udmin=50V代入得：所以的变化范围为085据分析：当=0、Udmax=92V时，次级电压U2取最小值：因为，将=0，Ud=Udmax=92V代入得：U2=205V。所以电压器变比为：U1/U2=220/205=1.07因为I2=Id=30A，I1/I2=U2/U1所以I1=28A。所以电压器容量为S=U1U2=22028=6160V.A=6.16KVA2） 晶闸管器件的电流、电压定额等参数的计算及选型因为=0所以电流的波形系数所以晶闸管额定电流：（取50A）晶闸管额定电压：（取800V）所以选择晶闸管型号为KP50-8。所以综上所述在交流电压U1=220V，U2=205V时，取晶闸管KP50-8。的范围是085时，Ud的输出范围是5092V，Idmax=30A。二、触发电路的设计及工作原理。4 设计总结： 在这周的课程设计中，我们做了一个关于单相半波可控整流电路的课程设计。在生产实际中有很多场合都需要用到可调的直流电源，比如直流电动机的调速，同步电动机的励磁，电焊等。可利用晶闸管的单向导电特性组成的可控整流电路来满足。而可控整流，就是把交流电变换成大小可调的单一方向直流电的过程，单相半波可控整流电路就是其中的一种。为了更好的做好这次的课程设计，我们首先仔细的了解了单相半波可控整流电路的工作结构，工作方式等等，我们上网查询了很多资料，包括我们在这次课程设计中会用到的一些公式。由于我们是第一次接触课程设计，所以再这次的课程设计中，我们遇到了很多的困难，其中包括对计算公式的不熟悉和对一些理论知识的运用，我们觉得再这次的设计中，提