(最新整理)110V／200A单相全波可控整流电路..

1、(完整)110v200a 单相全波可控整流电路. (完整)110v200a 单相全波可控整流电路. 编辑整理： 尊敬的读者朋友们： 这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们 对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)110v200a 单相全 波可控整流电路.）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反 馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。 本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快 业绩进步，以 下为(完整)110v200a 单相全波可控整流电路.的全部内容。 (完

2、整)110v200a 单相全波可控整流电路. 辽辽 宁宁 工工 业业 大大 学学 电力电子技术课程设计电力电子技术课程设计( (论文）论文） 题目题目: :110v110v200a200a单相全波可控整流电路单相全波可控整流电路 院（系）：院（系）： 电气工程学院电气工程学院 专业班级：专业班级： 学学 号：号： 学生姓名：学生姓名： 指导教师：指导教师： 起止时间：起止时间：2013.122013.12。30302013.12.272013.12.27 (完整)110v200a 单相全波可控整流电路. ii 课程设计（论文课程设计（论文) )任务及评语任务及评语 院（系）：电气工程学院 教研

3、室: 电气 学 号学生姓名专业班级 课程设 计(论文） 题目 110v110v200a200a单相全波可控整流电路单相全波可控整流电路 课程设计（论文）任务 课题完成的设计任务及功能、要求、技术参数课题完成的设计任务及功能、要求、技术参数 实现功能实现功能 为 1 台额定电压 110v、功率为 21kw 的直流电动机提供直流可 调电源，以实现直流电动机的调速 设计任务设计任务 1、方案的经济技术论证。2、主电路设计。3、通过计算选择整 流器件的具体型号.4、若采用整流变压器，确定变压器变比及容量。 5、触发电路设计或选择。6、绘制相关电路图。 要求要求 1、完成 4000 字左右说明书。 2、

4、文中的理论分析与计算要正确。 3、文中的图表工整、规范。 4、元器件的选择符合要求. 技术参数技术参数 1、交流电源：单相 220v.2、整流输出电压 ud在 0110v 连续可 调。3、整流输出电流最大值 200a。4、直流电动机负载。5、根据 实际工作情况，最小控制角取 20300左右。 进度计划 第 1 天：集中学习；第 2 天：收集资料；第 3 天：方案论证; 第 4 天:主电路设计；第 5 天：选择器件；第 6 天:确定变压器变比 及容量；第 7 天：确定平波电抗器；第 8 天：触发电路设计；第 9 天:总结并撰写说明书；第 10 天：答辩 指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答

5、辩: 总成绩: 指导教师签字： 年 月 日 (完整)110v200a 单相全波可控整流电路. iii 摘 要 本设计采用单相全波可控整流,从而实现为 1 台额定电压 110v、功率为 21kw 的直流电动机提供直流可调电源，以实现直流电动机的调速.将交流电变换 为直流电称为 ac/dc 变换,这正变换的功率流向是由电源传向负载，称之为整 流.大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的 调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。 主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间， 用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变

6、压 器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电 路之间的电隔离。 整流电路的种类有很多，有 单相半波整流电路 、单相全波整流电路 、单相 桥式半控整流 电路、单相桥式全控整流 电路、三相桥式半控整流 电路、三相 桥式全控整流 电路等.本设计采用单相全波可控整流电路，以便于低压输出。 关键词：整流电路；变压器；晶闸管；触发电路。 (完整)110v200a 单相全波可控整流电路. iv 目 录 第 1 章 绪论 .1 1。1 单相全波整流电路的发展 .1 1。2 本文研究内容 .2 1.3 方案论证 .3 1。3。1 单相桥式全控整流电路.3 1.3。2 单相全波可控整流

7、电路.4 第 2 章 单相全波可控整流电路设计 .5 2.1 单相全波可控整流电路总体设计框图 .5 2。2 具体电路设计 .6 2.2.1 单相全波可控整流电路设计.6 2。2.2 由 kj004 构成的控制电路设计.7 2.2.3 保护电路的设计.9 2。3 总电路原理图 .10 2。4 元器件型号选择 .11 第 3 章 课程设计总结 .12 参考文献 .13 (完整)110v200a 单相全波可控整流电路. 1 第 1 章 绪论 1.1 电力电子技术的发展 所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术.电子技术包括信息电子技 术隔阂电力电子技术两大分支。具体的说,电力电子技术就是使用电

8、力电子器件对 电能进行变换和控制的技术。目前所用的电力电子器件均由半导体制成，故也称 电子半导体器件。电力电子技术所变换的“电力” ，功率可以大到数百兆瓦甚至吉 瓦，也可以小到数瓦甚至毫瓦级。 结合设计概括发展技术电力电子技术分为电力电子器件制造技术和交流技术 （整流，逆变，斩波，变频，变相等)两个分支。它是建立在电子学、 电工原 理和自动控制三大学科上的新兴学科。因它本身是大功率的电技术，又大多是 为应用强电的工业服务的，故常将它归属于 电工类。电力电子技术的内容主要 包括电力电子器件、 电力电子电路 和电力电子装置 及其系统。电力电子器件以 半导体为基本材料，最常用的材料为单晶硅；它的理论

9、基础为半导体物理学； 它的工艺技术为半导体器件工艺。近代新型电力电子器件中大量应用了微电子 学的技术。电力电子电路吸收了电子学的理论基础 ,根据器件的特点和电能转 换的要求，又开发出许多电能转换电路 .这些电路中还包括各种控制、触发、 保护、显示、信息处理、继电接触等二次回路及外围电路 .利用这些电路 ,根 据应用对象的不同，组成了各种用途的整机，称为电力电子装置。这些装置常 与负载、配套设备等组成一个系统。电子学、 电工学、自动控制、 信号检测 处理等技术常在这些装置及其系统中大量应用 . 电力电子技术是 20 世纪后半叶诞生和发展的一门崭新技术。可以预见，在 21 世纪电力电子技术仍将以迅

10、猛的速度发展。以计算机为核心的信息科学将是 21 世 纪起主导作用的科学技术之一,这是毫无疑问的。有人预言，电力电子技术和运动 控制一起，将和计算机技术共同成为未来科学技术的两大支柱。由此可见,电力电 子技术在 21 世纪中将会起着十分重要的作用，有着十分光明的未来。 整流电路是电力电子电路中出现最早的一种，它的作用是将交流电能变为直 流电能供给直流用电设备.它的应用十分广泛，例如直流电动机，电镀,电解电源， 同步发电机励磁，通信系统电源等.它不仅用于一般工业，也广泛用于交通运输， 电力系统，通信系统,计算机系统,新能源系统等，在照明，空调等家用电器及其 他领域也有着广泛应用。 (完整)110

11、v200a 单相全波可控整流电路. 2 1.2 本文研究内容 将 110v 单相全波可控整流电路为 1 台额定电压为 110v，功率为 21kw 的直流 电动机提供直流可调电源,以实现直流电动机的调速. 设计任务包括以下几点: 方案的经济技术论证 主电路设计 通过计算选择整流器件的具体型号 触发电路设计或选择 绘制相关电路图 技术参数： 交流电源：单相 220v 整流输出电压 ud在 0110v 连续可调 整流输出电流最大值 200a 直流电动机负载 根据实际工作情况，最小控制角取 20300左右 (完整)110v200a 单相全波可控整流电路. 3 1.3 方案论证 1.3.1 单相桥式全控

12、整流电路 此电路对每个导电回路进行控制，无须用续流二极管，也不会失控现象，负 载形式多样，整流效果好,波形平稳,应用广泛。变压器二次绕组中，正负两个半 周电流方向相反且波形对称，平均值为零，即直流分量为零，不存在变压器直流 磁化问题，变压器的利用率也高。并且单相桥式全控整流电路具有输出电流脉动 小,功率因素高的特点。但是，电路中需要四只晶闸管，且触发电路要分时触发一 对晶闸管，电路复杂，两两晶闸管导通的时间差用分立元件电路难以控制。 图 1.3.1 单相桥式整流电路 (完整)110v200a 单相全波可控整流电路. 4 1.3.2 单相全波可控整流电路 单相全波可控整流电路又称单相双半波可控整

13、流电路。此电路变压器是带中 心抽头的,在 u2 正半周 t1 工作，变压器二次绕组上半部分流过电流。u2 负半周， vt2 工作，变压器二次绕组下半部分流过反方向的电流。单相全波可控整流电路的 ud 波形与单相全控桥的一样，交流输入端电流波形一样，变压器也不存在直流磁 化的问题。当接其他负载时，也有相同的结论。因此，单相全波与单相全控桥从 直流输入端或者从交流输入端看均是一致的，适用于输出低压的场合作电流脉冲 大（电阻性负载时）。 图 1。3。2 单相全波可控整流电路 在比较两者的电路结构的优缺点以后决定选用单相全波可控整流电路作为主 电路. (完整)110v200a 单相全波可控整流电路.

14、5 第 2 章 单相全波可控整流电路设计 2.1 单相全波可控整流电路总体设计框图 该电路主要由四部分构成，分别为电源，过电保护电路，整流电路和触发电 路构成.输入的信号通过过电保护电路，保证电路出现过载或短路故障时，不至于 伤害到晶闸管和负载,然后将经保护后的信号输入整流电路中。再通过整流之后， 提供给负载。 图 2.1 单相全波可控整流电路整体框图 220 单相交流 电源 整流电路负载电路 触发电路 保护电路 (完整)110v200a 单相全波可控整流电路. 6 2.2 具体电路设计 2.2.1 单相全波可控整流电路设计 单相全波可控整流电路（single phase full wave

15、controlled rectifier） ， 又称单相双半波可控整流电路. 单相全波可控整流电路相当于两个单项半波可控整流电路的并联,电路由整流 变压器、负载和两只晶闸管组成.工作期间两个晶闸管轮流导通改变控制角 a 可使 两个晶闸管的导通角改变，输出电压大小也随之改变，负载上得到的直流平均电 压是半波可控整流电路的两倍，导通的平均电流为负载平均电流的两倍。单相全 波可控整流电路，较单相半波可控整流电路输出电压的脉动小，输出电压高，其 变压器利用率较低，每只晶闸管承受的反向电压较高。 单相全波整流电路如图 2。2.1（1）所示，波形图如图 2.2.1（2)所示。 图 2。2.1（1）单相全波

16、可控整流电路电路图 (完整)110v200a 单相全波可控整流电路. 7 图 2.2.1（2）单相全波可控整流电路波形图 (完整)110v200a 单相全波可控整流电路. 8 2.2.2 由 kj004 构成的控制电路设计 控制晶闸管的导通时间需要触发脉冲，常用的触发电路有单结晶体管触发电 路，设计利用 kj004 构成的集成触发器实现产生同步信号为锯齿波的触发电路。 根据设计要求及其分析,选择模拟集成触发电路 kj004，kj004 可控硅移相触发电 路适用于单相、三相全控桥式供电装置中，作可控硅的双路脉冲移相触发。 一kj004 的工作原理 kj004 器件输出两路相差 180 度的移相脉

17、冲，可以方便地构成全控桥式触发器 线路。kj004 电路具有输出负载能力大、移相性能好、正负半周脉冲相位均衡性好、 移相范围宽、 对同步电压要求低,有脉冲列调制输出端等功能与特点。原理图如下 图 2.2。2 kj004 的电路原 理图 如图 kj004 的电路 原理图所示， 点划框内为 kj004 的集成 电路部分，它 与分立元件的 同步信号为锯 齿波的触发电 路类似。 v1v4 等组成同步环节，同步电压 us 经限流电阻 r20 加到 v1、v2 基极。在 us 的 正半周，v1 导通,电流途径为(+15vr3vd1v1地） ；在 us 负半周,v2、v3 导 通，电流途径为（+15vr3v

18、d2v3r5r21（15v).因此，在正、负半 周期间.v4 基本上处于截止状态。只有在同步电压|us0.7v 时，v1v3 截止， v4 从电源十 15v 经 r3、r4 取得基极电流才能导通。 电容 c1 接在 v5 的基极和集电极之间，组成电容负反馈的锯齿波发生器。在 v4 导通时，c1 经 v4、vd3 迅速放电。当 v4 截止时，电流经 （+15vr6c1r22rp1(15v)）对 c1 充电，形成线性增长的锯齿波，锯 齿波的斜率取决于流过 r22、rp1 的充电电流和电容 c1 的大小。根据 v4 导通的情 况可知，在同步电压正、负半周均有相同的锯齿波产生，并且两者有固定的相位 1

19、112 16 1 15 1413943 5 7 8 r23 +15v+15v +15v rp1r24 r2 r20 rp4 r5 r1r3r4r6r7r8 r12 r10r11r14 r19 r13 r25 r26 r27 r28 r20r22 r16 r17 r21 r18 r15 v3 v2 v1 v18 v19 v20 v4v5v6 v12 v13 v14 v15 v16 v9 v10 v11 v8 v7 v17 vs5 vs1 vs2 vs3 vs4 vs6 vs7 vs8 vs9 vd1 vd2 vd3 vd4vd5 vd6 vd7 c1 c2 ubuco us (完整)110v20

20、0a 单相全波可控整流电路. 9 关系。 v6 及外接元件组成移相环节。锯齿波电压 uc5、偏移电压 ub、移相控制电压 uc 分别经 r24、r23、r26 在 v6 基极上叠加.当 ube6+0。7v 时,v6 导通。设 uc5、ub 为定值，改变 uc，则改变了 v6 导通的时刻，从而调节脉冲的相位。 v7 等组成了脉冲形成环节.v7 经电阻 r25 获得基极电流而导通，电容 c2 由电 源+15v 经电阻 r7、vd5、v7 基射结充电。当 v6 由截止转为导通时，c2 所充电压 通过 v6 成为 v7 基极反向偏压，使 v7 截止。此后 c2 经 （+15vr25v6地） 放电并反向

21、充电，当其充电电压 uc2+1.4v 时,v7 又恢复导通。这样,在 v7 集电 极就得到固定宽度的移相脉冲，其宽度由充电时间常数 r25c2 决定。 v8、v12 为脉冲分选环节。在同步电压一个周期内，v7 集电极输出两个相位 差为 180的脉冲。脉冲分选通过同步电压的正负半周进行。如在 us 正半周 v1 导 通,v8 截止,v12 导通，v12 把来自 v7 的正脉冲箝位在零电位。同时，v7 正脉冲又 通过二极管 vd7，经 v9v11 放大后输出脉冲.在同步电压负半周，情况刚好相反， v8 导通，v12 截止,v7 正脉冲经 v13v15 放大后输出负相脉冲.说明： 1） kj004

22、中稳压管 vs6vs9 可提高 v8、v9、v12、v13 的门限电压，从而提 高了电路的抗干扰能力。二极管 vd1、vd2、vd6vd8 为隔离二极管。 2) 采用 kj004 元件组装的六脉冲触发电路，二极管 vd1vd12 组成六个或门 形成六路脉冲，并由三极管 v1v6 进行脉冲功率放大。 3） 由于 v8、v12 的脉冲分选作用,使得同步电压在一周内有两个相位上相差 180的脉冲产生，这样，要获得三相全控桥式整流电路脉冲,只需要三个与主电 路同相的同步电压就行了.因此主变压器接成 d，yn11 及同步变压器也接成 d，yn11 情况下，集成触发电路的同步电压 usa、usb、usc

23、分别与同步变压器的 usa、usb、usc 相接 rp1rp3 为锯齿波斜率电位器,rp4rp6 为同步相位. 表 2.2。2 kj004 芯片引脚功能 功能 输 出 空 锯齿 波 形成 vee(1k) 空地同步输入 综合比 较 空 微分阻 容 封锁调 制 输 出 +vc c 引线脚 号 1 2 3 45 67891011 12 13 14 15 1 6 (完整)110v200a 单相全波可控整流电路. 10 2.2.3 保护电路的设计 1)过电流保护 电力电子电路运行不正常或者发生故障时，可能会发生过电流。过电流分过 载和短路两种情况。变流装置内部某些器件被击穿或短路;驱动、触发电路或控制

24、电路发生故障；外部出现负载过载;直流侧短路；可逆传动系统产生逆变失败；以 及交流电源电压过高或过低；均能引起装置或其他元件的电流超过正常工作电流， 即出现过电流。因此，必须对电力电子装置进行适当的过电流保护。 2）过电压保护 电力电子装置在运行中可能发生过电压，过电压分为外因过电压和内因过电 压两类。外因过电压主要来自雷击和系统中的操作过程等外部原因。因此，必须 对电力电子装置进行适当的过电压保护. 图 2.2.3 保护电路 (完整)110v200a 单相全波可控整流电路. 11 2.3 总电路原理图 图 2.3 总电路原理图 (完整)110v200a 单相全波可控整流电路. 12 2.4 元

25、器件型号选择 晶闸管的主要参数如下： （1）额定电压 unvt 断态重复峰值电压 udrm 断态重复峰值电压是在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的 峰值电压. 反向重复峰值电压 urrm 反向重复峰值电压是在门极断路而结温为额定值时，允许重复加在器件上的 反向峰值电压. 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,额定电压要留有一定裕量，应为正常工作时晶闸管所承受峰值 电压的（23）倍，以保证电路的工作安全。 晶闸管的额定电压 rrmdrmnvt uuu,min unvt （23）2u2 2 unvt ：工作电路中加在管子上的

26、最大瞬时电压 unvt =2u2=311。08v2 通过晶闸管的电流的平均值 ivt（av） （2）额定电流 invt ivt（av)=id/2=30a im=ivt(av）=94。2a （3)所选晶闸管电流有效值ivt大于元件在电路中可能流过的最大电流有效值。 选择时考虑（1.52)倍的安全裕量。即 invt（1.52)ivt/1.57=（95.5127。4）a invt =127。4a 则晶闸管的额定电流为 invt=127.4a。 相控触发电路芯片的选择 相控触发电路芯片选择 kj004 集成触发电路芯片构成的集成触发器，kj004 可 控硅移相电路可控硅移相触发电路适用于单相、三相全控

27、桥式供电装置中，作可 控硅的双路脉冲移相触发.器件输出两路相差 180 度的移相脉冲，可以方便地构成 全控桥式触发器线路.电路具有输出负载能力大、移相性能好、正负半周脉冲相位 均衡性好、移相范围宽、对同步电压要求低，有脉冲列调制输出端等功能与特点。 (完整)110v200a 单相全波可控整流电路. 13 第 3 章 课程设计总结 经过努力，我终于完成这次彩灯控制课程设计 110v200a 单相全波可控整流 电路课程设计任务。我首先查阅了大量的书本资料，接着又上网搜集了许多有用 信息。将方案的大致方向确定了下来。方案确定下来之后我便开始计算一些器件 的参数。 本设计通过单相全波可控制整流电路，将 220v 的单相交流电转换成 0110v 连续可调的直流电，为额定电压 110v、额定功率 21kw 的直流电动机提供直流可调 电源，以实现直流电动机的调速.该电路主要由四部分构成，分别为电源，过电保 护电路，整流电路和触发电路构成。输入的信号通过过电保护电路,保证电路出现 过载或短路故障时，不至于伤害到晶闸管和负载，然后将经保护后的信号输入整 流电路中。再通过整流之后，提供给负载。 相控触发电路芯片选择 kj004 集成触发电路芯片构成的集成