单相桥式可控整流电路电感性负载带续

课程设计说明书模板

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；

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

单相桥式带阻感负载可控整流器的设计

第一章 绪论

现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。电力电子技术在现在各科学领域的发展中占有重要的作用。用电力电子技术制造出的产品也被人们所熟知。

为培养运用基本知识进行简单电路设计的能力，扎实电力电子基础理论，我们需要进行电力电子的课程设计。

我在此次课程设计中选择了做单相桥式带阻感负载可控整流器的设计。单相桥式整流电路是根据进闸管的单相触发导通特性来进行设计，电源的正半周期和负半周期分别控制不通的晶闸管的导通。同时调整晶闸管的触发角α可以得到所需要的电路的输出波形。

本课程设计的编写是以实验研究为主线，以科学实验研究所运用的实验技术为主要内容，按照实验是什么，为什么，干什么，怎么干的逻辑思维体系和实验的构成要素（主体，手

《电力电子技术》课程设计任务书

一、设计课题一

单相桥式整流电路设计

二、设计要求

1、单相桥式相控整流的设计要求为：

负载为感性负载,L=600H,R=500欧姆.

2、技术要求:

(1). 电网供电电压为单相220V；

(2). 电网电压波动为+5%－-10%；

(3). 输出电压为0～200V

在整个设计中要注意培养灵活运用所学的电力电子技术知识和创造性的思 维方式以及创造能力 要求具体电路方案的选择必须有论证说明，要说明其有哪些特点。主电路具体电路元器件的选择应有计算和说明。课程设计从确定方案到整个系统的设计，必须在检索、阅读 及分析研究大量的相关文献的基础上，经过剖析、提炼，设计出所要求的电路（或装置）。 课程设计中要不断提出问题，并给出这些问题的解决方法和自己的研究体会。

在整个设计中要注意培养独立分析和独立解决问题的能力

前 言

随着科学技术的日益发展,人们对电路的要求也越来越高,由于在生产实际中需要大小可调的直流电源,而相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定,利用它可以方便地得到大中、小各种容量的直流电能,是目前获得直流电能的主要方法,得到了广泛应用。但是晶杂管相控整流电路中随着触发角α的增大，电流中谐波分量相应增大，因此功率因素很低。把逆变电路中

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

中北大学课程设计

说明书

单相双半波可控 整流电路的设计

学 院： 计算机与控制工程学院 专 业： 电气工程及其自动化

学生姓名： 闫强 学号： 1205044115 成绩

指导教师： 王忠庆

2015年 1 月

I

中北大学课程设计

任务书

学 院： 专 业： 学 生 姓 名： 课程设计题目： 起 迄 日 期: 课程设计地点: 指 导 教 师: 学科部副主任：

闫强

计算机与控制工程学院 电气工程及其自动化

学 号： 1205044115

2014~2015 学年第 一 学期

单相双半波可控整流电路的设计 1月 4 日 ~ 1 月 16 日

德怀楼 王忠庆 刘天野

下达任务书日期: 2015 年 1 月 4 日

II

课 程 设 计 任 务 书

1．课程设计教学目的： 1）加深电力电子技术内容的理解。 2）锻炼学生的分析问题，解决问题，查阅资料，以及综合应用知识的能力。 2．课程设计的内容和要求（包括原始

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

中北大学课程设计

说明书

单相双半波可控 整流电路的设计

学 院： 计算机与控制工程学院 专 业： 电气工程及其自动化

学生姓名： 闫强 学号： 1205044115 成绩

指导教师： 王忠庆

2015年 1 月

I

中北大学课程设计

任务书

学 院： 专 业： 学 生 姓 名： 课程设计题目： 起 迄 日 期: 课程设计地点: 指 导 教 师: 学科部副主任：

闫强

计算机与控制工程学院 电气工程及其自动化

学 号： 1205044115

2014~2015 学年第 一 学期

单相双半波可控整流电路的设计 1月 4 日 ~ 1 月 16 日

德怀楼 王忠庆 刘天野

下达任务书日期: 2015 年 1 月 4 日

II

课 程 设 计 任 务 书

1．课程设计教学目的： 1）加深电力电子技术内容的理解。 2）锻炼学生的分析问题，解决问题，查阅资料，以及综合应用知识的能力。 2．课程设计的内容和要求（包括原始

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