《电力电子技术》课程设计-单相全波可控整流器的设计（阻感负载）.doc

课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 周 颖 工作单位： 自动化学院 题 目: 单相全波可控整流器的设计（阻感负载） 设计要求： 1、与负载有关的参数。额定负载电压Ud=220V、额定负载电流Id=10A。 2、 整流器的电源参数。电网频率为工频50Hz，电网额定电压U1=380V，电网电压波动±10%。 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、触发电路的设计。要求对触发电路各器件的导通顺序进行说明； 2、整流器主电路设计。包括负载电阻R的选择，晶闸管的选择（电流参数的选取和电压参数的选取），负载电抗器的选择； 3、保护电路的设计。保护系统是整流器的重要组成部分，其功能是在线检测装置各点的电流、电压参数时，及时发现并切除故障的进一步扩大。保护电路设计要求保护过电流、过电压和负载短路保护，以及抑制电压电流上升率； 4、参数的计算和设定； 5、应用举例； 6、心得体会。 时间安排： 月 日- 日 查阅资料 月 日- 日 方案设计 月 日- 日 馔写电力电子课程设计报告 月 日- 日 提交报告，答辩 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 目录 1、单相全波可控整流器的设计要求及基本分析 3 1.1设计要求 3 1.2基本原理分析 3 2、整流器主电路的设计及元件选择 4 2.1 整流器主电路的设计 4 2.2负载电阻R的选择 6 2.3晶闸管的选择 7 2.4负载电抗器的选择 8 3、触发电路的设计 8 4、参数的设定和计算 9 4.1 参数的设定 9 4.2 参数的计算 9 5、保护电路的设计 10 5.1 过电压的产生及过电压保护 10 5.2 过电流保护 11 5.3 电流上升率、电压上升率的抑制保护 12 5.3.1电流上升率di/dt的抑制 12 5.3.2 电压上升率dv/dt的抑制 13 6、电路仿真 13 7、应用举例 14 8、心得体会 15 9、参考文献 16  单相全波可控整流器设计阻感载 1、单相全波可控整流器的设计要求及基本分析 1.1设计要求 由课程任务书可知单相全波可控整流器的设计要求如下： 与负载有关的参数。额定负载电压Ud=220V、额定负载电流Id=10A； 整流器的电源参数。电网频率为工频50Hz，电网额定电压U1=380V，电网电压波动±10%。 1.2基本原理分析 单相全波可控整流电流也是一种实用的单相可控整流电路，又称单相双半波可控整流电路。单相全波整流器系统结构图如图1所示： 该电路主要由四部分构成，分别为电源，过电保护电路，整流电路和触发电路构成。输入的信号经变压器变压后通过过电保护电路，保证电路出现过载或短路故障时，不至于伤害到晶闸管和负载。在电路中还加了防雷击的保护电路。然后将经变压和保护后的信号输入整流电路中。整流电路中的晶闸管在触发信号的作用下动作，以发挥整流电路的整流作用。 在电路中,过电保护部分我们分别选择的快速熔断器做过流保护,而过压保护则采用RC电路。这部分的选择主要考虑到电路的简单性，所以才这样的保护电路部分。整流部分电路则是根据题目的要求，为单相全波可控整流电路。该电路的结构和工作原理是利用晶闸管的开关特性实现将交流变为直流的功能。触发电路采用了单结晶体管直接触发电路。单结晶体管直接触发电路的移相范围变化大，而且由于是直接触发电路它的结构比较简单。从一方面方便了我们对设计电路中变压器型号的选择。  图1 系统总体结构框图 2、整流器主电路的设计及元件选择 2.1 整流器主电路的设计 单相全波可控整流电路的电路图如下图所示： 图2 单相全波可控整流器电路图 　 上图中TR为电源变压器，它的作用是将交流电网电压Ul变成整流电路要求的输入交流电压U2，R、L是系统要求的整流器的负载电阻和电感。 在电源电压Vin正半周期间， 晶闸管VT1承受正向电压，晶闸管VT2承受反压，若在ωt=α时触发，VT1导通，电流经VT1 、阻感负载和TR1二次侧中心抽头形成回路，但由于大电感的存在，Vin过零变负时，电感上的感应电动势使TR1 继续导通，直到VT2被触发时，VT1承受反向电压而截止。输出电压的波形出现了负值部分。 在电源电压u2 负半周期间，晶闸管T2 承受正向电压，在ωt=α+π时触发，T2 导通，T1反向则截止，负载电流从T1 中换流至T2中。在ωt=2π时，电压Vin过零，T