单相桥式全控整流电路阻感负载课程设计matlab

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1、 第 1 页 共 8 页 1 1 引言引言 1.1 1.1 设计目的设计目的 “电力电子技术”课程设计是在教学及实验基础上，对课程所学理论知识的 深化和提高。因此，通过电力电子计术的课程设计达到以下几个目的：1.培养综 合应用所学知识，设计电路的能力；2.较全面地巩固和应用本课程中所学的理论 和方法，掌握整流电路设计的基本方法；3.培养独立思考、独立收集资料、独立 设计的能力；4.培养分析、总结及撰写技术报告的能力。 1.2 1.2 内容简介内容简介 介绍了单相桥式全控整流电路的工作原理和主要环节， 并且分析几种常用的 触发角，在此基础上运用 MATlAB 软件分别对电路的仿真进行了设计；实现

2、了对 单项桥式全控整流电路的仿真，并对仿真结果进行分析。 1.3 1.3 设计要求设计要求 1、单相桥式相控整流的设计要求为： 负载为阻感性负载 2、技术要求: 1)、电源电压：交流 100V/50Hz 2)、输出功率：500W 3)、触发角： 60 2 2 课程设计方案课程设计方案 2.1 2.1 整流电路整流电路 单相相控整流电路可分为单相半波、单相全波和单相桥式相控流电路，它们 所连接的负载性质不同就会有不同的特点。而负载性质又分为带电阻性负载、电 阻-电感性负载和反电动势负载时的工作情况。单相桥式全控整流电路，电阻- 第 2 页 共 8 页 此电路对每个导电回路进行控制，与单相桥式半控

3、整流电路相比，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。 单相全控桥式整流电路具有输出电流脉动小，功率因数高，变压器二次电流 为两个等大反向的半波，没有直流磁化问题，变压器利用率高的优点。 单相全控桥式整流电路其输出平均电压是半波整流电路 2 倍， 在相同的负载 下流过晶闸管的平均电流减小一半，且功率因数提高了一半。 2.2 2.2 主电路的设计主电路的设计 2.2.1 电路的组成 电路组成：该电路为单相桥式全控整流电路，由

4、变压器四个晶闸管电感 及电阻组成，如图（a）所示。 2.2.2 电路工作原理及分析 1）工作原理： 第一阶段： （a） 在 U2 正半波的（0）区间： 晶闸管 VT1、VT4 承受正压，但无触发脉冲， 处于关断状态。 假设电路已工作在稳定状态， 则在 0区间由于电感释放能量， 晶闸管 VT2、VT3 维持导通。 第二阶段： 在 U2 正半波的t=时刻及以后：在t=处触发晶闸管 VT1、VT4 使其导 通，电流沿 aVT1LRVT4bTr 的二次绕组a 流通，此时负载上有输 出电压（Ud=U2）和电流。电源电压反向加到晶闸管 VT2、VT3 上，使其承受反压 而处于关断状态。 第三阶段： 在 U

5、2 负半波的（+）区间：当t=时，电源电压自然过零，感应 电势使晶闸管 VT1、VT4 继续导通。在电压负半波，晶闸管 VT2、VT3 承受正压， 因无触发脉冲，VT2、VT3 处于关断状态。 第 3 页 共 8 页 第四阶段： 在 U2 负半波的t=+时刻及以后：在t=+处触发晶闸管 VT2、VT3 使其导通，电流沿 bVT3LRVT2aTr 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上，负载上有输出电压（Ud=-U2）和电流。此时电 源电压反向加到 VT1、VT4 上，使其承受反压而变为关断状态。晶闸管 VT2、VT3 一直要导通到下一周期t=2+处再次触发晶闸管 VT1、V

6、T4 为止。 从波形可以看出90输出电压波形正负面积相同，平均值为零，所以移 相范围是 090。控制角在 090之间变化时，晶闸管导通角=，导通角 与控制角无关。 2）电路分析:假设电路已经工作在稳定状态如图（b） 在 U2 正半周期，触发角处给晶闸管 VT1 和 VT4 加触发脉冲使其开 通,Ud=U2。 负载中有电感存在是负载电流不能突变， 电感对负载电流起平波作用， 假设负载电感很大，负载电流连续，且波形近似为一水平线。 U2 过零变负时，由于电感的作用晶闸管 VT1 和 VT4 中仍流过电流 id，并不 关断。 至t=+时刻，给 VT2 和 VT3 加触发脉冲，VT2 和 VT3 承受正向电压导 通。U2 通过 VT2 和 VT3 分别向 VT1 和 VT4 施加反压使 VT1 和 VT4 关断，流过 VT1 和 VT4 的