单相桥式全控整流电路课程设计反电势阻感负载

中 北 大 学 电 子 技 术 课 程 设 计

1 引言

1.1 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 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 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 课程设计方案

2.1 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

中 北 大 学 电 子 技 术 课 程 设 计

1 引言

1.1 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 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 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 课程设计方案

2.1 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

课 程 设 计

课程名称：电力电子技术

设计题目：单相桥式可控整流电路

院 （部）： 电力学院 专 业： 智能电网信息工程 班 级： 1401 学生姓名： 温晓波 学 号： 1410240331 成 绩： 指导教师： 张小燕 完成时间： 2016年12月5日至19日

2

银川能源学院 课 程 设 计 评 定 意 见

设计题目： 单相桥式可控整流电路 主要指标：电源电压：交流311V/50Hz、触发脚为60度。 院（部）: 电力学院

学 号： 0121011360219

课 程 设 计

题 目 学 院 专 业 班 级 姓 名 指导教师

单相全控桥式晶闸管整流电路设计

自动化学院 自动化专业 自动化1002班

李志强 许湘莲

2012 年 12 月 29 日

武汉理工大学《电力电子技术》课程设计说明书

课程设计任务书

学生姓名： 李志强 专业班级： 自动化1002班

指导教师： 许湘莲 工作单位： 武汉理工大学 题 目: 初始条件：单相全控桥式晶闸管整流电路的设计（阻感负载） 1、电源电压：交流220V、50Hz 2、输出功率：1KW 3、移相范围0°~90°

要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写

等具体要求）

1、根据课程设计题目，收集相关资料、设计主电路、控制电路； 2、用MATLAB/Simulink对设计的电路进行仿真；

3、撰写课程设计报告——画出主电路、控制电路原理图，说明主电路的工作原理、选择元器件参数，说明

电力电子技术课程设计

单相半控桥式晶闸管整流电路设计（反电势、电阻）

班级： 学号： 姓名：

一、 设计目的

1、把从电力电子技术课程中所学到的理论和实践知识，在课程设计实践中全面综合的加以运用，使这些知识得到巩固、提高，并使理论知识与实践技能密切结合起来；

2、初步树立起正确的设计思想，掌握一般电力电子电路设计的基本方法和技能，培养观察、分析和解决问题及独立设计的能力，训练设计构思和创新能力；

二、 设计任务

1、通过查阅参考资料完成单相半控桥式晶闸管整流电路的设计任务； 2、绘制电气控制原理图，包括主电路图及触发电路图(或驱动电路图)，正确选择或设计元器件，订列元器件目录清单；

1.设计的主要参数及要求：

设计条件：1、电源电压：交流100V/50Hz 2、输出功率：500W 3、移相范围30o~150o 4、负载为反电势、电阻负载

2.电路元件的选择 （1）整流元件的选择

由于单相桥式半控反电动势、电阻负载电路主要器件是晶闸管，所以选取元件时主要考虑晶闸管的参数及其选取原则。 晶闸管的结构

晶闸管是大功率的半导体器件，从总体结构上看，可区分为管芯及散热器两大部

分，分别如图所示

a） 螺栓型 b）平板型

电力电子技术课程设计

单相半控桥式晶闸管整流电路设计（反电势、电阻）

班级： 学号： 姓名：

一、 设计目的

1、把从电力电子技术课程中所学到的理论和实践知识，在课程设计实践中全面综合的加以运用，使这些知识得到巩固、提高，并使理论知识与实践技能密切结合起来；

2、初步树立起正确的设计思想，掌握一般电力电子电路设计的基本方法和技能，培养观察、分析和解决问题及独立设计的能力，训练设计构思和创新能力；

二、 设计任务

1、通过查阅参考资料完成单相半控桥式晶闸管整流电路的设计任务； 2、绘制电气控制原理图，包括主电路图及触发电路图(或驱动电路图)，正确选择或设计元器件，订列元器件目录清单；

1.设计的主要参数及要求：

设计条件：1、电源电压：交流100V/50Hz 2、输出功率：500W 3、移相范围30o~150o 4、负载为反电势、电阻负载

2.电路元件的选择 （1）整流元件的选择

由于单相桥式半控反电动势、电阻负载电路主要器件是晶闸管，所以选取元件时主要考虑晶闸管的参数及其选取原则。 晶闸管的结构

晶闸管是大功率的半导体器件，从总体结构上看，可区分为管芯及散热器两大部

分，分别如图所示

a） 螺栓型 b）平板型

单相桥式全控整流电路课程设计-任务书

1．课程设计应达到的目的

1）培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。

2）培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。

3）培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。

4）提高学生课程设计报告撰写水平。

2．课程设计题目及要求

设计题目：单相桥式全控晶闸管整流电路的设计（反电势、电阻负载） 设计要求：设计完成单相全控桥式晶闸管整流电路，并满足下列条件：

（1） 电源电压：交流100V/50Hz

（2） 输出功率：500W

（3） 移相范围0º~90 º

3. 课程设计任务及工作量的要求

设计任务：

（1）进行设计方案的比较，并选定设计方案；

（2）完成单元电路的设计和主要元器件（晶闸管）的说明；

（3）完成主电路的原理分析，各主要元器件的选择；

（4）完成驱动电路的设计，保护电路的设计（这一部分等李老师详细讲了再做，教材也有这一部分的讲解，自己先看看）；

（5）有条件的学生可以使用Protel，Multisim等软件绘制电路原理图，并利用EWB，Matlab等仿真软件模拟绘制主电路典型的输出波形，驱动信号。（选做） 工作量要求：

（1）要求具体电路方案的选择必须有论证说明，要说明其有

电力电子课程设计单相桥式半控整流电路

摘要

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。本次课程设计要完成单相桥式半控整流电路的设计，对电阻负载供电，并使输出电压在0到180伏之间连续可调，由于是半控电路，因此会用到晶闸管与电力二极管。此外，还要用MATLAB对设计的电路进行建模并仿真，得到电压与电流波形，对结果进行分析。

关键词：半控 整流 晶闸管

电力电子课程设计单相桥式半控整流电路

目录

1 设计内容及要求................................................... 1 2 电路的设计及工作原理............................................. 2 3 元器件的选择..................................................... 4

3.1 晶闸管 ..................................................... 4

3.1.1 晶闸管的结构与工作原理................................ 4 3.1.2 晶闸管的选择

单相桥式整流电路

整流电路

整流电压的平均值：U0

=1

02sin td( t) 2 0.9U2;

负载电阻中的直流电流（负载电流平均值）：I0=U0/RL=0.9U2/RL;

流过每个二极管的电流相等且等于负载平均电流的一半：ID=U1I0 0.452; 2RL

当D1,3导通时，在理想条件下，D2,4的阴极与a端是等电位点，D2,4的阳极与b端是等电位的点，因此其两端的最高反向工作电压即为交流电压u2的幅值U2m；D2,4导通时同理。二极管承受的最高反向电压：UDRM=U2M

2。这是作为选用二极管的依据。

滤波电路

电容滤波电路：

经电容滤波后的输出电压变得较为平滑，RLC的值越大，输出的波形越平滑，即为滤波效果越好，通常取：RLC 3 5 T/2 (T为交流电网电源的周期)

电容耐压值

Uc>2

负载上的直流电压平均值U0为 U0 1.2U2

滤波电路的两个主要性能指标：

（1） 文波系数：反应滤波的质量，越小滤波越好。

波纹系数=(脉动直流电压有效值/输出直流电压平均值)*100%

（2） 滤波电路的外特性：表明加上滤波电路后，负载的电压与电流的关系。

LC滤波电路：

整流输出的脉动电压，经仅由电容构成的滤波器滤波后，仍然有较大的波纹，为了进一步降

单相桥式整流电路

整流电路

整流电压的平均值：U0

=1

02sin td( t) 2 0.9U2;

负载电阻中的直流电流（负载电流平均值）：I0=U0/RL=0.9U2/RL;

流过每个二极管的电流相等且等于负载平均电流的一半：ID=U1I0 0.452; 2RL

当D1,3导通时，在理想条件下，D2,4的阴极与a端是等电位点，D2,4的阳极与b端是等电位的点，因此其两端的最高反向工作电压即为交流电压u2的幅值U2m；D2,4导通时同理。二极管承受的最高反向电压：UDRM=U2M

2。这是作为选用二极管的依据。

滤波电路

电容滤波电路：

经电容滤波后的输出电压变得较为平滑，RLC的值越大，输出的波形越平滑，即为滤波效果越好，通常取：RLC 3 5 T/2 (T为交流电网电源的周期)

电容耐压值

Uc>2

负载上的直流电压平均值U0为 U0 1.2U2

滤波电路的两个主要性能指标：

（1） 文波系数：反应滤波的质量，越小滤波越好。

波纹系数=(脉动直流电压有效值/输出直流电压平均值)*100%

（2） 滤波电路的外特性：表明加上滤波电路后，负载的电压与电流的关系。

LC滤波电路：

整流输出的脉动电压，经仅由电容构成的滤波器滤波后，仍然有较大的波纹，为了进一步降