课程设计---单相全控桥式晶闸管整流电路设计.doc

《电力电子技术》课程设计任务书 一、设计课题目 单相全控桥式晶闸管整流电路设计（纯电阻负载） 二、设计要求 1、单相桥式整流的设计要求为： 负载为负载2、技术要求: (1).电网供电电压V/50Hz； (2).；—180度； 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 要求学生在教师的指导下，独力完成所设计的系统主电路、控制电路等详细的设计（包括计算和器件选型）。严禁抄袭，严禁两篇设计报告基本相同，甚至完全一样。 课题设计的主要内容是供电方案的选定，主电路的设计，电路元件的选择，保护电路的选择，主电路的分析说明，主电路元器件的计算和选型，以及控制电路设计。 报告最后给出所设计的主电路和控制电路标准电路图。 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P=Ud2/R Ud=50v 2.3变压器一 、二次侧电流的计算 P=Id2R Id=10A U1/Ud=100/50 N1/N2=2/1 I1=Id/2=5A 2.4变压器容量的计算 S=U1i1=5×100=500W 2.5变压器型号的选择 N1:N2=2:1 ; S=500W 第三章 电路元件的选择 3.1整流元件的选择 由于单相桥式全控整流带电感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。 3.1.1整流元件中电压、电流最大值的计算 1).晶闸管的主要参数如下： ①额定电压UNVT 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 UNVT ≥（2～3）U2 （3-1） UNVT ：工作电路中加在管子上的最大瞬时电压 UNVT=(2--3)U2=212V ②额定电流INVT 通过晶闸管的电流的平均值IdvT IDvt=Id/2=5A Im=πIdVt=15.7A 3.1.2整流元件型号的选择 晶闸管的选择原则： Ⅰ所选晶闸管电流有效值IVT大于元件 在电路中可能流过的最大电流有效值。 Ⅱ、 选择时考虑（1.5～2）倍的安全余量。即 /1.57 INVT =10A 则晶闸管的额定电流为INVT=10A(输出电流的有效值为最小值，所以该额定电流也为最小值)考虑到2倍裕量,取20A.即晶闸管的额定电流至应大于20A. 在本次设计中我选用4个KP20-4的晶闸管. 第四章 保护元件的选择 4.1变压器二次侧熔断器的选择 采用快速熔断器是电力电子装置中最有效、应用最广的一种过电流保护措施。在选择快熔时应考虑： 1）电压等级应根据熔断后快熔实际承受的电压来确定。 2）电流容量应按其在主电路中的接入方式和主电路联结形式确定。快熔一般与电力半导体器件串联连接，在小容量装置中也可串接于阀侧交流母线或直流母线中。 3）快熔的值应小于被保护器件的允许值、 4）为保证熔体在正常过载情况下不熔化，应考虑其时间电流特性。 因为晶闸管的额定电流为10A,快速熔断器的熔断电流大于1.5倍的晶闸管额定电流，所以快速熔断器的熔断电流为15A。 4.2晶闸管保护电路的选择 4.2.1过电流保护 当电力电子变流装置内部某些器件被击穿或短路；驱动、触发电路或控制电路发生故障；外部出现负载过载；直流侧短路；可逆传动系统产生逆变失败；以及交流电源电压过高或过低；均能引起装置或其他元件的电流超过正常工作电流，即出现过电流。因此，必须对电力电子装置进行适当的过电流保护。 4.2.2过压