成稿单相半控桥式晶闸管整流电路课程设计.doc

电力电子 课 程 设 计 单相半控桥式晶闸管整流电路设计 （带续流二极管、反电势 电阻负载） 院 别： 机械与电子工程学院 专业年级： 电气工程自动化 姓 名： 学 号： 指导老师： 起止日期： 1.设计任务书 一、设计题目 单相半控桥式晶闸管整流电路设计（带续流二极管、反电势、电阻负载） 二、设计目的 通过电力电子变流技术的课程设计达到以下几个目的： 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、培养学生运用仿真工具的能力和方法。 5、提高学生课程设计报告撰写水平。 三、设计数据: 1、电源电压：交流100V/50Hz 2、输出功率：500W 3、移相范围30o~150o 4、反电势：E=70V 四、设计内容： 单相半控桥式晶闸管整流电路的设计 （带续流二极管）（反电势、电阻负载） 五、设计要求 （1）画出电路原理图 （2）完成参数计算 六、课程设计报告要求 课程设计用纸和格式统一，要求图表规范，文字通顺，逻辑性强。设计报告不少于20页。 1、设计的基本要求（给出所要设计的装置的主要技术数据和设计装置要达到的要求（包括性能指标），最好剑术所设计装置的主要用途） 2、总体方案的确定（包括调制方式，pwm控制方法，主电路形式确定等） 3、具体电路设计（主电路设控制电路设计以及参数计算等） 4、附录（电路图，仿真结果图等） 5、参考文献 前 言 电力电子学,又称功率电子学(Power Electronics)。它主要研究各种电力电子器件，以及由这些电力电子器件所构成的各式各样的电路或装置，以完成对电能的变换和控制。它既是电子学在强电(高电压、大电流)或电工领域的一个分支，又是电工学在弱电(低电压、小电流)或电子领域的一个分支，或者说是强弱电相结合的新科学。电力电子学是横跨“电子”、“电力”和“控制”三个领域的一个新兴工程技术学科。电力网供给用户的是交流电，而需要用直流电。整流，利用具有单向导电特性的器件，把方向和大小交变的电流变换为直流电z 第二章 单相半控桥式（反电动势、电阻负载）整流电路主电路设计 2.1主电路原理图 波 形 图： 2.2变压器二次侧电压的计算 电源电压：交流100V/50Hz，输出功率：500KW，移相范围30o~150o，反电势：E=70V。设R=5Ω 2.3变压器一 、二次侧电流的计算 P=Ud2/R Ud=50v。P=Id2R, Id=10A U1/U2=220/100=11/5, N1/N2=11/5 I2=5id /6=25/3A 2.4变压器容量的计算 S=U1i1=100×25/3=833.33kv.A 2.5变压器型号的选择 N1:N2=11/5, S=833.33kv.A 第三章 电路元件的选择 3.1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。 3.1.1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1-6及图1-7所示。 ?????????? a） 螺栓型 b）平板型 c）符号 图晶闸管管芯及电路符号表示 管芯是晶闸管的本体部分，由半导体材料构成，具有三个与外电路可以连接的电极：阳极Ａ，阴极Ｋ和门极（或称控制极）Ｇ，其电路图中符号表示如图1-6c）所示。散热器则是为了将管芯在工作时由损耗产生的热量带走而设置的冷却器。按照晶闸管管芯与散热器间的安装方式，晶闸管可分为螺栓型与平板型两种。螺栓型（图1-6a））依靠螺栓将管芯与散热器紧密连接在一起，并靠相互接触的一个面传递热量。\ a）自冷 b）风冷 c）水冷????? 图晶闸管的散热器 晶闸管管芯的内部结构如图1-3所示，是一个四层（P1—N1—P2—N2）三端（A、K、G）的功率半导体器件。它是在N型的硅基片（N1）的两边扩散Ｐ型半导体杂质层（P1、P2），形成了两个PN结J1、J2。再在P2层内扩散Ｎ型半导体杂质层N2又形成另一个PN结J3。然后在相应位置放置钼片作电极，引出阳极A，阴极K及门极G，形成了一个四层三端的大功率电子元件。这个四层半导体器件由于 三个PN结的