电力电子设计Jumpman汇.doc

皖西学院机械与电子工程学院 PAGE  PAGE - 13 - 皖西学院 电力电子课程设计 课 题: 单相半控桥式晶闸管整流电路的设计 专 业: 电气工程及其自动化 班 级: 电气0802班 姓 名: 杨奇飞 学 号： 2008011212 指导老师： 张 磊 日 期： 2011-01-03——2011-01-09 目录 1. 设计目的与要求…………………………………………………… 2 2. 方案选择…………………………………………………………… 3 3. 辅助电路的设计…………………………………………………… 6 3.1 驱动电路的设计……………………………………………… 6 3.2 保护电路的设计……………………………………………… 11 3.3 过压保护……………………………………………………… 13 3.4 电流上升率、电压上升率的抑制保护……………………… 14 4. 主体电路的设计…………………………………………………… 16 4.1单相半控式晶闸管整流电路图………………………………. 16 4.2主电路设计与原理分析………………………………………. 18 5. 参数的计算………………………………………………………... 19 6. 设计总结…………………………………………………………… 20 7. 参考文献…………………………………………………………… 21 1.设计目的与要求 1.1设计目的 “电力电子技术”课程设计时在教学及实验的基础上，对课程所学理论知识的深化高。因此，要求我们能综合应用所学知识，设计出符合条件的电路，能够全面地巩固和应用本课程所学基本理论和基本方法，并初步掌握电路设计的基本方法。培养我们独立思考，独立收集资料，独立设计的能力。 1.2设计要求 1）按课程设计指导书提供课题，根据给出的基本要求及参数独立完成设计。 2）设计参数： １．电源交流电压u=100V;频率f=50Ｈｚ ２．输出功率Ｐ＝５００Ｗ ３．移相范围30~150° ４．反电势Ｅ＝７０Ｖ 2. 方案的选择 2.1 设计方案 本方案采用单相半控式晶闸管整流电路，在触发电路中采用2个晶闸管，即每个回路中有2个晶闸管中同时导通。单相半波可控电路虽然有电路简单，调整方便，使用原件少有等优点，但却有整流电压脉动大、输出整流电流小、负载电流脉冲大（电阻性负载时）的缺点，且整流变压器二次绕组中存在直流分量,使铁心磁化，变压器不能充分利用。因此叫常用的是半控桥式整流电路（负载为阻性负载）。 2.2元器件的选择 由于单相桥式半控整流带电阻性负载主电路主要元件是晶闸管，所以选取元件时主要考虑晶闸管的参数及其选取原则。 2.2.1晶闸管的介绍 晶管又称为晶体闸流管，可控硅整流（Silicon Controlled Rectifier--SCR），开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代; 20世纪80年代以来，开始被性能更好的全控型器件取代。能承受的电压和电流容量最高，工作可靠，以被广泛应用于相控整流、逆变、交流调压、直流变换等领域，成为功率低频（200Hz以下）装置中的主要器件。 2.2.2晶闸管的主要参数： ①额定电压UTn 通常取UDRM和URRM中较小的，再取靠近标准的电压等级作为晶闸管型的额定电压。在选用管子时，额定电压应为正常工作峰值电压的2～3倍，以保证电路的工作安全。晶闸管的额定电压UTn ≥（2～3）UTM。UTM ：工作电路中加在管子上的最大瞬时电压。 ②额定电流IT(AV) IT(AV) 又称为额定通态平均电流。其定义是在室温40°和规定的冷却条件下，元件在电阻性负载流过正弦半波、导通角不小于170°的电路中，结温不超过额定结温时，所允许的最大通态平均电流值。将此电流按晶闸管标准电流取相近的电流等级即为晶闸管的额定电流。 ③ 通态平均管压降 UT(AV) 指在规定的工作温度条件下，使晶闸管导通的正弦波半个周期内阳极与阴极电压的平均值，一般在0.4～1.2V。 ④ 维持电流IH 指在常温门极开路时，晶闸管从较大的通态电流降到刚好能保持通态所需要的最小通态电流。一般IH值从几十到几百毫安，由晶闸管电流容量大小而定。 ⑤ 门极触发电流Ig 在常温下，阳极电压为6V时，使晶闸管能完全导通所需的门极电流，一般为毫安级。 ⑥ 断态电压临界上升率du/dt 在额定结温和门极开路的情况下，不会导致晶闸管从断态到通态转换的最大正向电压上升率。一般为每微