封面单相桥式可控整流电路的设计

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题目:单相全控桥式晶闸管整流电路的设计

系 、 部： 电气与信息工程学院

学生姓名：

指导教师： 陆秀令 职称 教 授

专 业： 电气工程及其自动化

班 级： 电气本

完成时间：

摘 要

电力电子技术是一门新兴技术，它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的，在电气工程及其自动化专业中已成为一门专业基础性强且与生产紧密联系的不可缺少的专业基础课。本课程体现了弱电对强电的控制，又具有很强的实践性。

它包括了晶闸管的结构和分类、晶闸管的过电压和过电流保护方法、可控整流电路、晶闸管有源逆变电路、晶闸管无源逆变电路、PWM控制技术、交流调压、直流斩波以及变频电路的工作原理。

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和变换和控制，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相似之处，因此要学好这门课就必须做好实验和课程设计，因而我们进行了此次课程设计。又因为整流电路应用非常广泛，而锯齿波移相触发三相晶闸管全控整流电路又有利于夯实基础，故我们单结晶体管触发的单相晶闸管全控整流电路这一课题作为这一课程的课程设计的课题。

关键词： 电力电子技术；整流电路；单相桥式全控

ABSTRACT

Power electronic technology is a new technology， it is by the power of science， electronics and control theory three course cross and become， in electric automation has become a professional in basic strong and close contact with the production of the indispensable professional basic course. This course on high voltage electricity reflected the control， and has a strong practicality.

It includes thyristor structures and classification， thyristor overvoltage and over current protection method， controlled rectifying circuit， thyristor inverter circuits， active thyristor inverter circuits， no source PWM control technology， alternating voltage regulation， dc chopper and frequency conversion electric circuit principle of work.

According to the composition of the rectifier circuit device is different， can be divided into the controllable， half control and all control the three， using thyristor semiconductor components have half the main control and all control the rectifier circuit; According to the circuit connection mode can be divided into bridge type and zero rectifier circuit; According to the input phase exchange can be divided into several and single phase， multiphase (mainly three-phase rectifier circuit). It is because the rectifier circuit have such a wide range of applications， so the rectifier circuit research from economic Angle， whether in or from the Angle of scientific research， are of great value. This design is combined with Matlab simulation software of single-phase bridge type controlled thyristor rectifier circuit design analysis.

Key words power electronic technology; Rectifier circuit; Single-phase bridge type all control

摘要………………………………………………………………………………… ABSTRACT ………………………………………………………………………… 目 录 …………………………………………………………………………… 绪论 ………………………………………………………………………………

第一章 整流器主电路的设计……………………………………………………1

1.1 方案的选择……………………………………………………………1

1.2 整流电路………………………………………………………………1

1.3 设计方匡图……………………………………………………………2

1.4 主电路设计……………………………………………………………3

1.5整流电路参数计算 ……………………………………………………4

1.6元器件的选择 …………………………………………………………5

1.7元器件选取 ……………………………………………………………6

第二章 晶闸管触发器的设计……………………………………………………8

2.1对触发电路的要求……………………………………………………8

2.2 晶闸管的触发电路的形式……………………………………………8

2.3同步电源………………………………………………………………9

2.4移相控制………………………………………………………………9

2.5脉冲输出 ……………………………………………………………10

第三章 保护电路的设计 ……………………………………………………11

3.1主电路的过电压保护 ………………………………………………11

3.2晶闸管的保护电路 …………………………………………………11

第四章 仿真分析与调试………………………………………………………15

4.1仿真电路图 …………………………………………………………15

4.2参数设置 ……………………………………………………………16

4.3仿真与分析 …………………………………………………………21

4.4 误差分析 ……………………………………………………………23

第五章 心得与体会……………………………………………………………25 参考文献…………………………………………………………………………26 附录A元器件清单………………………………………………………………27

（一）什么是整流电路

整流电路（Rectifying circuit）把交流电能转换为直流电能的电路。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。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。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的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。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。可以从各种角度进行分类，主要分类方法有：按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种；按电路结构可分为桥式电路和零式电路；按交流舒服相数分为单相电路和多相电路；按变压器二次电流的方向是单相或双向，又分为单拍电路和双拍电路。

（二）整流电路的发展与应用

力电子器件的发展对电力电子的发展起着决定性的作用，因此不管是整流器还是电力电子技术的发展都是以电力电子器件的发展为纲的，1947年美国贝尔实验室发明了晶体管，引发了电子技术的一次革命；1957年美国通用公司研制了第一个晶体管，标志着电力电子技术的诞生；70年代后期，以门极可关断晶闸管（GTO）、电力双极型晶体管（BJT）和电力场效应管（power-MOSFET）为代表的全控型器件迅速发展，把电力电子技术推上一个全新的阶段；80年代后期，以绝缘栅双极型晶体管（IGBT）为代表的符合型器件异军突起，成为了现代电力电子技术的主导器件。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，软开关技术便应运而生，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。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/jtg1.html