单相桥式全控整流电路实验原理

实验二 单相桥式全控整流电路实验

一．实验目的

1．了解单相桥式全控整流电路的工作原理。

2．研究单相桥式全控整流电路在电阻负载及电阻-电感性负载下的工作特性。

3．熟悉NMCL-05锯齿波触发电路的工作。

二．实验线路及原理

三．实验内容

1．单相桥式全控整流电路供电给电阻负载。 2．单相桥式全控整流电路供电给电阻-电感性负载。

四．实验设备及仪器

1．NMCL-III教学实验台主控制屏 2．NMCL-32主控制屏

3．NMCL-05组件及SMCL-01或NMCL-31 4．MEL-03A组件和NMCL-331多电感组件 5．NMCL-35和NMCL-33组件 6．双踪示波器 7．万用表

五．注意事项

1．本实验中触发可控硅的脉冲来自NMCL-05挂箱。

2．负载电阻调节需注意。若电阻过小，会出现电流过大造成过流保护动作（熔断丝烧断，或仪表告警）；若电阻过大，则可能流过可控硅的电流小于其维持电流，造成可控硅时断时续。

3．电感的值可根据需要选择并且必须与电阻串联，需防止过大的电感造成可控硅不能导通。

4．NMCL-05面板的锯齿波触发脉冲需导线连到NMCL-33面板，应注意连线不可接错，否则易造成损坏可控硅。同时，需要注意同步电

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

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

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

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

郑州航空工业管理学院

电力电子课程设计说明书

2008 级 电气工程及其自动化 专业 0806073班级

题 目单相桥式全控整流电路可逆电力拖动系统 姓 名 学号

指导教师 职称

二О一一 年 六 月 二十二日

一 .设计题目：基于单相桥式全控整流电路的可逆直流电力拖动系统

二 .设计条件：

（1）电网：380V,50HZ;

（2） 直流电机额定功率17KW,额定电压220V,额定电流90A,额定转速1500r/min. （3）变压器漏感：0.5mH 三 . 设计任务：

（1）晶闸管的选型。

（2）电源变压器参数的计算。 （3）平波电抗器的计算。

（4）控制角移相范围。

(5) 最小逆变角的计算。 （6）主电路图的设计。

四 ．设计要求：

1. 根据设计条件计算晶闸管可能流过的最大平均电流,最大有效电流，选择晶闸管的额定电流，分析晶闸管可能承受的最大正压，最大反压，选择晶闸管的额定电压。晶闸管的选型。 因为是单相桥式全控整流电路，所有的计算公式都按单相桥式全控整流电

《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

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

广东交通职业技术学院《电力电子技术》仿真实验指导书

仿真实验二单相桥式半控整流电路仿真

一、 实验目的

1． 熟悉单相桥式半控整流电路的工作原理。 2． 熟悉MATLAB软件中Simulink的使用方法。 二、 实验设备

安装有MATLAB7.0软件的计算机 1台 三、 电路原理图

单相桥式半控整流电路如图2-1所示。电路由交流电源、晶闸管、负载以及触发电路组成。改变晶闸管的控制角可以调节输出直流电压和电流的大小。该电路的仿真过程可以分为建立仿真模型、设置模型参数和观察仿真结果。

图2-1单相桥式半控整流电路原理图

四、 建立仿真模型

1．建立一个仿真模型的新文件。在MATLAB的菜单栏上点击File，选择New，再在弹出菜单中选择Model，这时出现一个空白的仿真平台，如图2-2所示。在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。

图2-2 仿真模型窗口

2．提取电路元器件模块。在仿真模型窗口的菜单上点击

图标调出模型库浏览器，在

模型库中提取所需的模块放到仿真窗口。组成单相桥式半控整流电路的元器件有交流电源、晶闸管、RLC负载。

广东交通职业技术学院《电力电子技术》仿真实验指导书

3．将电路元器件模块按单相整流的原理图连