单相桥式全控整流电路设计-纯电阻负载版本

1、单相桥式全控整流电 路设计-（纯电阻负载） 单相桥式全控整流电路的设计 1. 设计方案及原理 1.1 原理方框图 负载 1.2 主电路的设计 电阻负载主电路主电路原理图如下： i2 VT1 VT3 id u1 u2 udR b VT2 VT4 1.3 主电路原理说明 1.3.1 电阻负载主电路原理 （1）在 u2 正半波的（）区间，晶闸管 VT1、VT4承受正 向电压，但无触发脉冲，晶闸管 VT2、VT3承受反向电 压。因此在 0区间，4 个晶闸管都不导通。假如 4 个晶 闸管的漏电阻相等，则 Ut1.4= Ut2.3=1/2u2 。 （2）在 u2 正半波的（）区间，在时刻，触发晶闸 管 V

2、T1、VT4 使其导通。 （3）在 u2 负半波的（）区间，在区间，晶闸 管 VT2、VT3 承受正向电压，因无触发脉冲而处于关断状 态，晶闸管 VT1、 VT4承受反向电压也不导通。 （ 4）在 u2 负半波的（）区间，在时刻， 触发晶闸管 VT2、 VT3使其元件导通，负载电流沿 bVT3 RVT2T的二次绕组 b 流通，电源电压沿正半周 期的方向施加到负载电阻上，负载上有输出电压（ ud=- u2）和电流，且波形相位相同。 1.4 整流电路参数的计算 电阻负载的参数计算如下： （1）整流输出电压的平均值可按下式计算 Ud=0.45U2（1+cos ）（1-1 ） 当=0时， U d取得最

3、大值，即 Ud = 0.9 U 2 ，取U 2 =100V则 Ud =90V，=180o时， U d =0。角的移相范围为 180o。 （2）负载电流平均值为 (1-2) I d=Ud/R=0.45U2(1+cos ) /R (3) 负载电流有效值，即变压器二次侧绕组电流的有效值为 I2=U2/R(21 sin) (1-3) (4) 流过晶闸管电流有效值为 IVT= I2/ 2(1-4 ) 二、元器件的选择 晶闸管的选取 晶闸管的主要参数如下： 额定电压 UTN 通常取 UDRM 和URRM 中较小的，再取靠近标准的电压等级作为 晶闸管型的额定电压。在选用管子时，额定电压应为正常工作峰 值电压

4、的 2 3 倍，以保证电路的工作安全。 晶闸管的额定电压 UTN min U DRM ,U RRM UTN=(23)UTM(2-1 ) U TM:工作电路中加在管子上的最大瞬时电压 额定电流 I T(AV) I T(AV) 又称为额定通态平均电流。其定义是在室温 40和规定的冷 却条件下，元件在电阻性负载流过正弦半波、导通角不小于170的 电路中，结温不超过额定结温时，所允许的最大通态平均电流值。 将此电流按晶闸管标准电流取相近的电流等级即为晶闸管的额定电 流。 在实际使用时不论流过管子的电流波形如何、导通角多大，只 要其最大电流有效值不大于额定电流的有效值 , 散热冷却符合规定， 则晶闸管的

5、发热、温升就能限制在允许的范围。 在实际使用时不论流过管子的电流波形如何、导通角多大，只 要其最大电流有效值不大于额定电流的有效值 , 散热冷却符合规定， 则晶闸管的发热、温升就能限制在允许的范围。 对于电阻负载的单相桥式全控整流电路计算为： 取 U2=100V,当90 当0 o 时 Ud=100V，P=500W， 由 P=U2/R 得出 R=20 带入（ 1-2）、（ 1-3 ）和（ 1-4）得， 负载电流 I2 的有效值，即 I 2=5A 流过晶闸管的电流有效值 I VT=3.53A 额定电流 I T（AV） =2.25A 则电流定额为 1.5 的额定电流为 3.37A 、仿真分析与调试

6、1） 电阻负载的单相桥式全控整流仿真电路图： 分析：单相桥式全控整流电路（电阻性负载）是典型单相桥式 全控整流电路，共用了四个晶闸管，两只晶闸管接成共阳极，两只 晶闸管接成共阴极，每一只晶闸管是一个桥臂，桥式整流电路的工 作方式特点是整流元件必须成对以构成回路，负载为电阻性。其中 晶闸管的触发需要有触发脉冲，本设计触发脉冲选择频率 f 为 100Hz的触发脉冲，通过调节延迟时间来改变触发延迟角。 波形图分别代表电路输出电压和晶体管 VT2上的电压、。下列 波形分别是触发延迟角为 0、36、144时的波形变化 =0时的波形为 =36时的波形为 =144时的波形为 四、心得体会 通过这次对单相桥式

7、全控整流电路的课程设计，让我对整流电路有 了更加清晰的认识，同时也对触发电路和保护电路也有了更深刻的 认识，这次课程设计应用到 multisim 软件，设计时借助 multisim 软件进行系统模型仿真，用该软件对该电路进行分析，大大简化了 计算和绘图步骤。书写课程设计说明书时使用 WOR软D 件，使我掌握 了许多关于 WOR编D 辑和排版技巧，提高了自身对一些基本软件的应 用技能。 总之，这次课程设计不仅增加了我的知识积累，让我有机会将 课堂上所学的电力电子理论知识运用到实际中， 这次课程设计的每 个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。帮助我能够 很顺利的完成了这次课程设计。由于本

8、人的设计能力有限，在设计 过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教 , 我十分乐意接受你们的 批评与指正，本人将万分感谢。 主要参考文献 1、樊立萍，王忠庆 . 电力电子技术 .北京: 北京大学出版社 ,2006 2、徐以荣，冷增祥 . 电力电子技术基础 . 南京：东南大学出版社， 1999 3、王兆安,黄俊.电力电子技术 .北京：机械工业出版社 ,2005 4、童诗白 . 模拟电子技术 . 北京:清华大学出版社 , 2001 5、阎石.数字电子技术 .北京:清华大学出版社 , 1998 6、邱关源 . 电路. 北京：高等教育出版社， 1999 单相桥式全控整流电路的设计 洛阳理工学院 题 目

9、: 单相全控桥式晶闸管整流电路的设计 （纯电阻） 姓 名 : 李金凯 学 院 : 电气工程与自动化学院 专 业 : 电气工程及其自动化 班 级 : B120405 学 号 : B12040518 指导教师 : 张刚 2015 年 6 月 5 日 课程设计任务书 学生姓名： 学号： 指导教师： 工作单位： 题 目 : 单相全控桥式晶闸管整流电路的设计（纯电阻负载） 初始条件： 1、电源电压：交流 100V/50Hz 2 、输出功率： 500W 3 、移相范围 0o180o 要求完成的主要任务 : （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰 写等具体要求） 1、根据课程设计题目，收集相关资料、设计主电路、控制电路； 2、用 MATLAB/Simulink 对设计的电路进行仿真； 3