1、 电力电子技术课 程设计 说明书 单相桥式可控整流电路设计 学生姓名： 学号： 学 院： 专 业： 指导教师： 2013 年 12 月 27 日 计算机与控制工程学院 电气工程及其自动化 电力电子课程设计说明书 目 录 1 引言 1 2 设计内容及要求2 3 主电路设计 2 3.1 主电路设计 2 3.2 主电路工作原理 2 4 元器件参数计算选取 3 5 实验仿真5 5.1 实验电路5 5.2 =1.03rad 时参数设置及仿真6 5.3 =2.09rad 时参数设置及仿真7 6 结论 8 参考文献9 电力电子课程设计说明书 第 1 页 共 9 页 1 1 引言引言 1 11 1 什么是整流
2、电路什么是整流电路 整流电路是电力电子中出现最早的一种， 它的作用是将交流电能变为直流电 能供给直流用电设备。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。 20 世纪 70 年代以后，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交流成分。变压器设置与否是具体情况而 定。 变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。可以从各种角度对整流电路进行分类，主要的分类方法 有：按组成的期间可分为不可控，半控，全控三种；按电路的结构可分为
3、桥式电 路和零式电路；按交流输入详述分为单相电路和多相电路；按变压器二次侧的方 向是单向还是双向，又可分为单拍电路和双拍电路。 1.2 1.2 整流电路的发展与应用整流电路的发展与应用 电力电子器件的发展对电力电子的发展起着决定性的作用。1947 年美国贝 尔实验室发明了晶体管，引发了电子技术的一场革命；70 年代后期，以门极可 关断晶闸管 （GTO） .电力双极型晶体管 （BJT） 和电力场效应晶体管 （power-MOSFET） 为代表的全控型器件发展迅速，把电力电子技术推上一个全新的阶段；80 年代 后期，以绝缘极双极型晶体管（IGBT）为代表的复合型器件异军突起，成为了现 代电力电子技
4、术的主导器件。另外，采用全控型器件的电路的主要控制方式为 PWM 脉宽调制式，后来，又把驱动，控制，保护电路和功率器件集成在一起，构 成功率集成电路（PIC） ，随着全控型电力电子器件的发展，电力电子电路的工作 频率也不断提高。同时，电力电子器件的开关损耗也随之增大，为了减小开关损 耗，软开关技术应运而生，零电压开关（ZVS）和零电流开关（ZCS）把电力电子 技术和整流电路的发展推向了新的高潮。 1.3 1.3 本设计的研究意义本设计的研究意义 尽管随着 IGBT 在整流电路的应用，本设计中用到的晶闸管已不常见，但是 电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管及晶闸管变流技术的发展而确立的， 研究
5、晶闸管有利于夯实基础以及加强对电力电子技术这本书整体的理解， 所以选 定单相桥式可控整流电路作为本次课程设计的主题。 电力电子课程设计说明书 第 2 页 共 9 页 2 2 设计内容及要求设计内容及要求 2.1 2.1 设计条件设计条件 1.单相桥式可控整流电路，电阻性负载 2电源电压： U2 =220V，50Hz 3.要求输出的平均电压在 50150V 范围内可调，在这个范围内，要求平均 电流能达到 10A 2.2 2.2 设计要求设计要求 1说明主电路的工作原理 2求晶闸管控制角度范围，导通角范围，R 范围，电源二次侧容量，晶 闸管电流、电压额定参数选择 3.仿真记录电源电压、触发信号、晶闸管电流和电压，负载电流和电压的 波形图 3 3 主电路设计主电路设计 3.1 3.1 主电路图设计主电路图设计 3 3.2 .2 主电路的工作原理主电路的工作原理 电力电子课程设计说明书 第 3 页 共 9 页 由四只晶闸管组成桥式电路，其中V
