电力电子与变频器课程设计--单相桥式全控整流电路

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1、 电力电子技术与变频器 学学 院：院：机械与电子学院机械与电子学院 姓姓 名：名： 学学 号：号： 班班 级：自动化级：自动化班班 专专 业：自动化业：自动化 2013 年11 月20 日 1 目录目录 一. 摘要 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 二. 单相桥式全控整流电路(电阻性负载). 错误错误!未定义书签。未定义书签。 1. 电路的结构与工作原理 2 2. 单相桥式全波整流电路建模 3 3. 仿真结果与分析 6 4. 小结 8 三. 单相桥式全控整流电路(阻-感性负载) . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 1. 电路的结构与工作原理 错误错误!未定义书签。未定义书签。 2.

2、建模 错误错误!未定义书签。未定义书签。 3. 仿真结果与分析 错误错误!未定义书签。未定义书签。 4. 小结 错误错误!未定义书签。未定义书签。 四. 心得体会 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 五. 参考文献 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 2 摘 要 电子技术的应用已深入到工农业经济建设,交通运输,空间 技术,国防现代化,医疗,环保,和亿万人们日常生活的各个领 域,进入21世纪后电力电子技术的应用更加广泛,因此对电力 电子技术的研究更为重要。近几年越来越多电力电子应用在 国民工业中,一些技术先进的国家,经过电力电子技术处理的 电能已得到总电能的一半以上。本文主要介绍单向桥式

3、全控 整流电路的主电路和触发电路的原理及控制电路图。 一、单相桥式全控整流电路(电阻性负载) 1.1.电路的结构与工作原理电路的结构与工作原理 1.11.1 电路结构电路结构 U1 U2 Ud Id + - T VT3 VT1 VT2 VT4 a b R 图 1 单相桥式全控整流电路(纯电阻负载)的电路原理图 1.2 1.2 工作原理工作原理 在电源电压正半波，在 wt 时，晶闸管 VT1，VT4 承受正向电压，晶闸管 VT2，VT3 承受反向电压，此时 4 个晶闸管都不导通，且假设 4 个晶闸管的漏电阻相等，则 ut1(4)=ut2(3)=1/2U2； 在 wt=时， 晶闸管 VT1， VT

4、4 满足晶闸管导通的两条件， 晶闸管 VT1， VT4 导通，负载上的电压等于变压器两端的电压 U2；在 wt=时，因电源电压过零，通过 晶闸管 VT1，VT4 的阳极电流小于维持晶闸管导通的条件下降为零，晶闸管关断；在电源 3 负半波，在 wt+时，触发晶闸管 VT2，VT3 使其元件导通，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。此时电源 电压反向施加到晶闸管 VT1，VT4，使其承受反向电压而处于关断状态；在 wt=2时，因 电源电压过零，通过晶闸管 VT2，VT3 的阳极电流小于维持晶闸管导通的条件下降为零， 晶闸管关断。 1.

5、31.3 基本数量关系基本数量关系 a.直流输出电压平均值 2 cos1 9.0 2 cos122 )(sin2 1 2 2 2 U U tdtUU d b.输出电流平均值 2 cos1 .9.0 2 a R U R U I d d c.负载电压有效值 aa UU 2 2sin . 2 d.负载电流有效值 aa R U I 2 2sin 2 2.2. 单相单相桥式全桥式全控整流电路建模控整流电路建模 在 MA TLAB新建一个 Model，命名为 qk1，同时模型建立如下图所示： 4 图 2 单相桥式全控整流电路(电阻性负载)的 MATLAB 仿真模型 2.1 模型参数设置模型参数设置 在此电

6、路中， 输入电压的电压设置为 220V， 频率设置为 50Hz， 电阻阻值设置为 1 欧姆， 电感设置为 1e-3H，脉冲输入的电压设置为 3V，周期设置为 0.02（与输入电压一致周期） ， 占空比设置为 10%，触发角分别设置为 20，60，90，150因为两个晶闸管在对应时 刻不断地周期性交替导通，关断，所以脉冲出发周琴应相差 180。 a.交流电源参数 5 b.同步脉冲信号发生器参数 6 c.负载上的参数设置 d.示波器参数 示波器五个通道信号从上到下依次是：1.通过晶闸管电流；2.晶闸管电压；3.输入电流 4.通过负载电流 Id；5.负载两端的电压 Ud。 3 3 仿真仿真结果结果与与分析分析 a. 触发角=20，MA TLAB仿真波形如下 图 3 =20单相桥式全控整流电路仿真结果(电阻性负载) 7 b. 触发角=60，MA TLAB仿真波形如下 图 4 =6