晶闸管单相桥式可控整流电路..doc

晶闸管单相桥式可控整流电路 说明书 学院：电信学院 专业班级：09级电气二班 姓名：张永来 学号 指导老师：杨巧玲 摘要 本设计是以matlab编程软件下进行的，首先安装matlab软件，在根据设计任务说明说上要求的设计出单相桥式可控整流电路，用晶闸管的可控性能组成，设计具有高效，精度高等，而在这之前必须要学会使用MATLAB软件。电阻电感性负载单相桥式可控整流电路的各个波形要有一定的了解和熟悉.并且参考个资料进行设计。 目录 设计要求 制度设计方案 主电路的设计 元件和电路参数的计算 系统仿真 波形分析 设计总结 附录 参考文献 第一章 设计要求 1.1设计任务及技术要求 计算机仿真具有效率高，精度高，可控性高和成本低等特点，已经广泛应用与电力电子电路的分析和设计中。计算机仿真不仅可以取代系统的许多繁琐的人工分析，减轻劳动强度，提高分析和设计能力，避免因为解释法在近似处理中带来的较大误差，还可以与实物调制和调试相互补充，最大限度地降低设计成本，缩短系统研制周期。可以说，电路的计算机仿真技术大大加速了电路的设计和试验过程。通过本次仿真，学生可以初步认识电力电子计算机仿真的优势，并掌握电力电子计算机仿真的基本方法。 1，晶闸管单相全控桥式整流电路，参数要求： 电网频率 f=50Hz 电网额定电压 U1=380V 电网电压波动 正负10% 阻感性负载电压 0——190V可调。 2设计内容 （1）制定设计方案 主电路设计及主电路元件选择 驱动电路和保护电路设计及参数计算，器件选择 绘制电路原理图 总体电路原理图及其说明书 3仿真任务要求 熟悉matlab、simulink、power system中的仿真模块用法及功能 根据设计电路搭建仿真模型 设置参数并进行仿真 给出不同触发角时对应的Ud Id i2 和Ivt1 的波形 4 设计总体要求 熟悉整理和触发电路的基本原理，能够运用所学的理论知识分析设计任务 掌握基本电路的数据分析，处理；描绘波形并加以判断 能正确设计电路，画出线路图，分析电路原理 广泛收集相关技术资料 按时完成课设设计任务，认真，正确的书写课程设计报告 第二章 制定设计方案 2.1整流电路 单相相控整流电路可分为单相半波、单相全波和单相桥式相控流电路，它们所连接的负载性质不同就会有不同的特点。而负载性质又分为带电阻性负载、电阻-电感性负载和反电动势负载时的工作情况。 单相桥式全控整流电路（电阻-电感性负载） 电路简图如下： 图2.1 此电路对每个导电回路进行控制，与单相桥式半控整流电路相比，无须用续流二极管，也不会失控现象，负载形式多样，整流效果好，波形平稳，应用广泛。变压器二次绕组中，正负两个半周电流方向相反且波形对称，平均值为零，即直流分量为零，不存在变压器直流磁化问题，变压器的利用率也高。 单相全控桥式整流电路具有输出电流脉动小，功率因数高，变压器二次电流为两个等大反向的半波，没有直流磁化问题，变压器利用率高的优点。 ? 单相全控桥式整流电路其输出平均电压是半波整流电路2倍，在相同的负载下流过晶闸管的平均电流减小一半，且功率因数提高了一半。 根据以上的分析，我选择的方案为单相全控桥式整流电路（负载为电阻-电感性负载）。 2.2器件的选择 晶闸管 晶管又称为晶体闸流管，可控硅整流（Silicon Controlled Rectifier-- SCR），是最早出现的可控型电力电子器件。 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。晶闸管往往专指晶闸管的一种基本类型--普通晶闸管。但由于只能控制其导通不能控制其关断，故称晶闸管为半控型器件。 1）晶闸管的结构 晶闸管是大功率器件，工作时产生大量的热，因此必须安装散热器。引出阳极A、阴极K和门极（或称栅极）G三个联接端。 内部结构:四层三个结如图2.2 2）晶闸管的工作原理图 晶闸管由四层半导体（P1、N1、P2、N2）组成，形成三个结J1（P1N1）、J2（N1P2）、J3（P2N2），并分别从P1、P2、N2引入A、G、K三个电极，如图1.2(左)所示。由于具有扩散工艺，具有三结四层结构的普通晶闸管可以等效成如图2.3（右）所示的两个晶闸管T1（P1-N1-P2）和（N1-P2-N2）组成的等效电路。