电力电子技术课程设计--单相全控桥式整流电路的设计(反电势，电阻负载）.docx

电力电子技术 课程设计 题 目:单相全控桥式整流电路的设计(反电势，电阻负载） 院系名称： 电气工程学院 专业班级： 电气F1202 学生姓名： 周旭东 学 号： 201223910903 指导教师： 臧义 河南工业大学 电力电子技术课程设计 PAGE \* MERGEFORMAT PAGE \* MERGEFORMAT 1 目录 前言 2 1.题目要求 3 1.1设计条件 3 1.2主要任务 3 2.主电路设计 3 2.1主电路原理图 3 2.2主电路工作原理 4 2.3整流参数计算 4 2.4晶闸管元件的选取 5 3.驱动电路设计 7 3.1TCA785芯片介绍 7 3.2相控触发工作原理及电路原理图 11 4.保护电路设计 12 4.1过电压保护电路设计 12 4.2过电流保护电路设计12 4.3电流上升率、电压上升率的抑制保护 13 5.MATLAB 仿真 14 5.1系统建模与参数设置 14 5.2仿真结果 18 设计心得 23 参考文献 23 附图 24 PAGE \* MERGEFORMAT PAGE \* MERGEFORMAT 2 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学科。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。 本次课程设计主要是对单相全控桥式晶闸管整流电路的研究。首先是对单相全控桥式晶闸管整流电路的整体设计，包括主电路，触发电路，保护电路。主电路中包括电路参数的计算，器件的选型；触发电路中包括器件的选择，参数设计；保护电路包括过电压保护，过电流保护，电压上升率抑制，电流上升率抑制。之后对整体电路进行Matlab仿真，最后对仿真结果进行分析与总结。 PAGE \* MERGEFORMAT PAGE \* MERGEFORMAT 3 1.题目要求 1.1设计条件： 1）电源电压：交流100V/50Hz 2）输出功率：500W 3）移相范围30°~ 150° 4）反电势：E=70V 1.2主要任务： 1）主电路设计（包括整理元件定额的选择和计算等），讨论晶闸管电路对电网及系统功率因数的影响。 2）触发电路设计：触发电路选型（可使用集成触发器），同步信号的产生等。 3）晶闸管的过电压保护与过电流保护电路设计，计算保护元件参数并选择保护元件型号。 4）提供系统电路图纸不少于一张。 5）利用仿真软件分析电路的工作过程。 2.主电路设计 2.1主电路原理图 图2.1 单相全控桥式晶闸管整流电路 2.2主电路工作原理 在单相桥式全控整流电路中（忽略主电路各部分电感），晶闸管VT1和VT4组成一对桥臂，VT2和VT3组成另一对桥臂。在u2正半周（即a点电位高于b点电位），若4个晶闸管均不导通，负载电流id为零，由于反电动势的存在，ud = E，VT1、VT4串联承受电压u2-E，设VT1和VT4的漏电阻相等，则各承受u2-E的一半。若在触发角α处给VT1和VT4加触发脉冲，且u2 E时，VT1和VT4承受正压导通，电流从电源a端经VT1、R、VT4流回电源b端，此时ud = u2。当u2 = E时，流经晶闸管的电流下降到零，VT1和VT4关断。 在u2负半周，仍在触发延迟角α处触发VT2和VT3（VT2和VT3的α= 0处为 ωt=π），VT2和VT3导通，电流从电源b端流出，经VT3、R、VT2流回电源a端。到u2 = E时，电流又降为零，VT2和VT3关断。此后又是VT1和VT