武漢理工電力電子課設單相橋式全控整流電路設計

1、 武漢理工大學電力電子技術(shù)課程設計說明書 2012級自動化01-03班課內(nèi)實踐（原課程設計）題目及參數(shù)任務書一、設計要求說明1. 設計變流器主電路，根據(jù)參數(shù)進行計算，運用仿真軟件進行相關(guān)輸出仿真。2. 說明變流器工作原理，觸發(fā)控制說明，及相關(guān)輔助電路和考慮因素說明。3. 完成對器件選擇，輸出參數(shù)相關(guān)計算（具體見設計參數(shù)說明）。4. 報告要求打印單獨裝訂（格式按原課程設計格式要求進行，圖文規(guī)范適當）。5. 正文內(nèi)容不少于5頁。報告還須包含封面和目錄。注：題目及參數(shù)可自擬，請在設計前將參數(shù)及要求說明。）單班37人，每人一題。(共37題:1-2,2-16,3-8,4-11)二、設計參數(shù)說明2.單相橋

2、式全控整流電路，2-11.反電動勢阻感負載，r=1，l=,u2=100v,lb=0.5mh，當em=99v,60 要求：仿真輸出ud、id、和i2的波形；求整流輸出平均電壓ud、電流id，變壓器二次電流有效值i2；考慮安全裕量，確定晶閘管的額定電壓和額定電流；求的值。目錄1 設計要求及參數(shù)11.1 設計要求說明11.2 設計參數(shù)說明12 電路設計方案12.1 電路框圖12.3 電路工作原理24 電路仿真與結(jié)果分析44.1 仿真電路圖44.2 仿真波形54.3 結(jié)果分析55 個人總結(jié)6參考文獻6單相橋式全控整流電路設計1 設計要求及參數(shù)1.1 設計要求說明（1）設計變流器主電路，根據(jù)參數(shù)進行計算

3、，運用仿真軟件進行相關(guān)輸出仿真。（2）說明變流器工作原理，觸發(fā)控制說明，及相關(guān)輔助電路和考慮因素說明。（3）完成對器件選擇，輸出參數(shù)相關(guān)計算（具體見設計參數(shù)說明）。（4）報告要求打印單獨裝訂（格式按原課程設計格式要求進行，圖文規(guī)范適當）。（5）正文內(nèi)容不少于5頁。報告還須包含封面和目錄。 注：題目及參數(shù)可自擬，請在設計前將參數(shù)及要求說明。1.2 設計參數(shù)說明 單相橋式全控整流電路，反電動勢阻感負載，r=1，l=,u2=100v,lb=0.5mh，當em=99v,60。要求：仿真輸出ud、id、和i2的波形；求整流輸出平均電壓ud、電流id，變壓器二次電流有效值i2；考慮安全裕量，確定晶閘管的額

4、定電壓和額定電流；求的值。2 電路設計方案2.1 電路框圖圖1 單相橋式全控整流電路框圖交流電源變壓器單相橋式全控整流電路反電動勢-阻感負載觸發(fā)電路2.2 電路圖圖2 單相橋式全控整流電路圖2.3 電路工作原理在電源電壓u2的正半周期，vt1、vt4承受正向電壓，在時，vt1、vt4被觸發(fā)導通。由于存在反電動勢em=-99v，當u2的瞬時值小于99v時，vt2、vt3承受正壓，但不受觸發(fā)，因此vt2、vt3不導通；當u2的瞬時值大于99v時，vt2、vt3承受反壓，vt2、vt3不導通。電流經(jīng)vt1、負載、vt4和變壓器t二次側(cè)形成回路，此時ud=u2。負載中有電感存在使負載電流不能突變，電感

5、對負載電流起平波作用，假設負載電感極大，負載電流id連續(xù)且波形近似為一水平線。在電源電壓u2的負半周期，u2過零變負時，由于電感的作用，vt1、vt4仍流過電流id，繼續(xù)導通。在時，u2的瞬時值為-100v，u2瞬時值的絕對值大于99v，即vt2、vt3已承受正壓，且被觸發(fā)，因此vt2、vt3導通。vt2、vt3導通后，u2通過vt2、vt3向vt1、vt4施加反壓使vt1、vt4關(guān)斷，流過vt1和vt4的電流迅速轉(zhuǎn)移到vt2和vt3上，進行換相（換流）。但由于變壓器漏感的存在，換相需要一定的時間，出現(xiàn)換相重疊角，導致整流電壓ud平均值降低。3 電路參數(shù)計算 根據(jù)式計算得：ud=31.9v，i

6、d=130.9a，i2=id=130.9a 因此：（1）整流輸出平均電壓ud為 （2）整流輸出平均電流id為 id=（ud-em）/r=130.9a （3）變壓器二次側(cè)電流有效值i2為 i2=id=130.9a （4）晶閘管承受的最大反向電壓為 （5）流過每個晶閘管的電流的有效值ivt為 （6）晶閘管的額定電壓un為 un=（23）*141.4=283424v （7）晶閘管的額定電壓in為 in=（1.52）*92.6/1.57=88.5118a4 電路仿真與結(jié)果分析4.1 仿真電路圖圖3 單相橋式全控整流仿真電路圖34.2 仿真波形圖4 ud、id、i2波形從上至下依次為：ud波形、id波形

7、、i2波形。4.3 結(jié)果分析 仿真出的整流輸出電壓ud波形、整流輸出電流id及變壓器二次電流i2波形與理想波形基本一致,反映出了漏感的存在；且從波形圖中得知的id的值與實際計算值幾乎沒有偏差，此次仿真較為成功。在此次仿真中，取負載電感l(wèi)的感抗值為10h，如果將感抗值增加到一個非常大的數(shù)值，則會導致電路仿真輸出時間很長，而且電路達到穩(wěn)態(tài)的時間也會很長，消耗的硬件資源多，不利于仿真；在實際當中也很難找到感抗很大的電感，感抗值為無窮大則更是不可能。通過以上分析，設計的電路符合設計要求，達到了預期的效果。5 個人總結(jié)通過本次單相橋式全控整流電路的設計，我了解了很多關(guān)于電力電子技術(shù)方面的知識，這些知識有

8、的來自于課本，讓我對所學的知識有了更深的鞏固與理解，并且將課本知識運用到設計，運用到仿真實踐中；有的不來自于課本，需要我查閱其他相關(guān)的書籍或通過網(wǎng)絡查找，這對于我查閱資料及獨立學習的能力有了不小的提高。課程不僅僅是掌握理論知識就能完成的，它還需要我考慮多方面的因素?？偟膩碚f，這次課程設計帶給我很多方面的幫助，無論是課內(nèi)還是課外，無論是理論還是實踐，無論是專業(yè)知識還是辦公技能，受益匪淺。參考文獻1電力電子技術(shù)（第5版）.王兆安，劉進軍.機械工業(yè)出版社.20092電力電子自關(guān)斷器件及電路.黃俊、秦祖萌.機械工業(yè)出版社.19913現(xiàn)代電力電子技術(shù).林渭勛.機械工業(yè)出版社.20064現(xiàn)代電力電子技術(shù)及應用.王維平.東南大學出版社.19995電力電子應用技術(shù)及裝置.葉斌.鐵道出版社.1999本科生課程設計成績評定表姓 名性 別專業(yè)、班級自動化1203班課程設計題目：課程設計答辯或質(zhì)疑記錄：成績評定依據(jù)：評 定 項 目評分成績1選題合理、目的明確（