电力电子课程设计---单相半波可控整流

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1、 第 1 页 共 9 页 目 录 1. 绪论 2 2. 单相半控桥式整流电路电路设计 2 2.1 电路原理图 . 2 2.2 单相桥式半控整流电路的计算公式 . 3 2.3 带阻感负载时的工作情况 . 3 3. MATLUB 仿真 . 4 3.1 MATLUB 仿真图 4 3.2 元器件参数设置. 4 3.2.1 设置晶闸管参数 4 3.2.2 设置交流电源参数 5 3.2.3 设置负载参数 5 3.2.4 设置脉冲参数 6 3.3 仿真结果展示 7 4. 结论 8 参考文献. 9 第 2 页 共 9 页 1. 1. 绪论绪论 电力电子技术是以电力、电能为研究对象的电子技术，又称电力电子学 （

2、Power Electronics） 。它主要研究各种电力电子半导体器件，以及由这些电力 电子器件所构成的各式各样的电路或设置，以完成对电能的变换和控制。电力电 子学是横跨“电子” “电力” “控制”三个领域的一个新兴工程技术学科。 由于电力电子技术是将电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域， 利用 半导体电力开关器件组成各种电力变换电路实现电能的变换和控制， 而构成的一 门完整的学科。故其学习方法与电子技术和控制技术有很多的相似之处。 单相桥式整流电路是一种相对重要的整流电路， 把交流电能转换成直流电能 的一种桥式整流电路。它可以应用到很多的地方，在许多的元器件中都有用到， 范围广泛。 本

3、课程设计内容是设计一个单相桥式半控整流电路为 PL 负载提供直流电源。 本文需要研究的是设计一个主电路、 控制电路组成的总电路， 以及要进行 MATLAB 仿真实验。其中主电路是要设计一个单相半控桥式整流电路，控制电路是要同步 信号为锯齿波的触发电路。 2. 2. 单相半控桥式整流电路电路设计单相半控桥式整流电路电路设计 单相半控桥式整流电路总体设计框图如图所示 2.1 2.1 电路原理图电路原理图 实验电路如图所示。 U1 U2 Ud + - T VT3 VT1 a b R VD2 VD4 L UR UL IT3 ID4 I2 IT1 ID2 100V 交流输入 桥式整流电路 脉冲宽度调节

4、输出直流电源 第 3 页 共 9 页 图中的 VT1 和 VT2 为触发脉冲互差 180的晶闸管，VD1 和 VD2 为整流二 极管。由这四个管子组成桥式电路。因为只有共阴极的 VT1 和 VT2 可控，而共 阳极的 VD1 和 VD2 不可控，所以称为桥式半控整流电路。电阻 Rp 和电感 Ld 为 负载，若假定电感 Ld 足够大，即 LdRp，由于电感中电流不能突变，则可认 为负载电流在整个稳态工作过程中保持恒值。由于桥式结构的特点，只要晶匣 管导通，负载端总要加上正向电压，而负载电流始终是单方向流动，因此桥式 半控整流电路只能工作在第一象限，因为 LdRp，所以不论控制角为何值， 负载电流

5、 Id 波形的变化很小。 2.22.2 单相桥式半控整流电路的计算公式单相桥式半控整流电路的计算公式： 输出电压平均值： 值为 83.97V V 负载电阻值： 值为 14.1 输出电流的平均值为： 值为 5.96A 流经晶闸管的电流有效值： 2sin 2 1 2 )()sin 22 ( 2 1 22 R U tdt R U IVT 值为 1.86A 流经晶闸管的电流额定值： 取值为 6A 流经晶闸管的电压额定值： 取值为 300V 2. 3 2. 3 带阻感负载时的工作情况带阻感负载时的工作情况 1） 在输入电压的正半周，触发角处给晶匣管 VT1 加触发脉冲，电压经 VT1 和 VD2 向负载

6、供电。电压过零变负时，因电感作用使电流连续，VT1 继续导 通。但因此时有电位的高低，使得电流从 VD2 转移至 VD1， VD2 关断，电流不再 流经变压器二次绕组，而是 VT1 和 VD1 续流。 第 4 页 共 9 页 2） 在输入电压的负半周触发角时刻触发 VT2 导通，则向 VT1 加反压使之 关断，电压经 VT2 和 VD1 向负载供电。电压过零变正时，VD2 导通，VD1 关断。 VT2 和 VD2 续流，电压又为零。 3） 重复以上步骤。 3.3. MATLUBMATLUB 仿真仿真 3.13.1 MATLUBMATLUB 仿真图仿真图 3.2 3.2 元器件参数设置元器件参数设置 3.2.1 设置晶闸管参数(取默认值) Rn=0.001,Lon=0H,Vf=0.8V,Rs=500,Cs=250e-9 第 5 页 共 9 页 3.2.2 设置交流电源参数 U=142V（有效值）,f=50Hz 3.2.3 设置负载参数 R=14.1,L=1H 第 6 页 共 9 页 3.2.4 设