单相全控可控整流电路

1、课题：电力电子技术班级：12级机电2班学号：06 14 15 22 23 姓名：王小兵 代锐 吴镇局 指导老师：赵国华胡英杰胡英杰 龙彦佑龙彦佑引言 2.1设计的目的 2.2主要设计内容 2.3设计要求3.单相桥式全控整流电路 3.1单相桥式全控整流电路结构（点阻性负载） 3.2单相桥式全控整流电路工作原理（点阻性负载） 3.3参数计算 3.4计算要求4触发电路设计5撰写课程设计 5.1设计内容及要求 5.2设计原始资料 5.3设计完成后提交的材料 5.4进程安排6指导老师评语 引言 在生产实际中，有很多场合需要可调的直流电源，如直流电动机的调速、同步电机的励磁、电焊等。为此，可利用晶闸管的单

2、向导电特性组成可控整流电路来满足要求。所谓可控整流，就是把交流电变换成大小可调的单一方向直流电的过程。 可控整流电路的类型很多，按输入交流电源的相数，可分为单相、三相和多相整流电路；按组成电路的电力电子器件的控制特性，可分为半控和全控整流电路；按整流电路的结构形式，可分为半波和桥式整流电路。另外，在不同性质的负载对整流电路输出的电压、电流均有很大的影响，常见的有电阻性负载、电感性负载和反电动势负载等几种。 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。 培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。 培养学生运用知识的能力和工程设计能力。 2.22.2主要设计内容

3、 1）整流变压器额定参数的计算（选择变压器次级额定电压，确定变比）。 2）晶闸管器件的电流、电压定额等参数的计算和选型。 3）触发电路的设计。 4）撰写课程设计。3.3.单相桥式全控整流电路 3.13.1单相桥式全控整流电路电路结构（电阻性负载） 单相桥式全控整流电路用四个晶闸管，两只晶闸管接成共阴极，两只晶闸管接成共阳极，每一只晶闸管是一个桥臂。 单相桥式全控整流电路（电阻性负载）电路图如图1所示3.23.2单相桥式全控整流电路工作原理（电阻性负载）1）在u2正半波的（0）区间： 晶闸管VT1、VT4承受正压，但无触发脉冲。四个晶闸管都不通。假设四个晶闸管的漏电阻相等，则uT1.4= uT2

4、.3=1/2 u22）在u2正半波的t=时刻： 触发晶闸管VT1、VT4使其导通。电流沿aVT1RVT4bTr的二次绕组a流通，负载上有电压（ud=u2）和电流输出，两者波形相位相同且uT1.4=0。此时电源电压反向施加到晶闸管VT2、VT3上，使其承受反压而处于关断状态，则uT2.3=1/2 u2。晶闸管VT1、VT4一直导通到t=为止，此时因电源电压过零，晶闸管阳极电流下降为零而关断。 3）在u2负半波的（+）区间： 晶闸管VT2、VT3承受正压，因无触发脉冲，VT2、VT3处于关断状态。此时，uT2.3=uT1.4= 1/2 u2。 4）在u2负半波的t=+时刻： 触发晶闸管VT2、VT

5、3，元件导通，电流沿bVT3RVT2aTr的二次绕组b流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载电阻上，负载上有输出电压（ud=-u2）和电流，且波形相位相同。此时电源电压反向加到晶闸管VT1、VT4上，使其承受反压而处于关断状态。晶闸管VT2、VT3一直要导通到t=2为止，此时电源电压再次过零，晶闸管阳极电流也下降为零而关断。晶闸管VT1、VT4和VT2、VT3在对应时刻不断周期性交替导通、关断。由以上分析可知：单相全控桥式整流电路电阻性负载，需要在相位上相差180的两组触发脉冲。晶闸管承受的最大正向电压为 U2、最大反向电压为U2。输出电压脉动程度比单相半波时小。整流变压器二次绕组中，正、负

6、半周通过的电流大小相等、方向相反，不存在铁芯直流磁化，整流变压器利用率高。 2.32.3设计要求： 1.单相全控桥可控整流电路的设计: 负载为电阻性负载 2.技术要求： 1）. 单相交流电源：电压220V。 2）直流输出电压Ud：1236V范围内连续可调。 3）输出的平均电流保持不变：5A。 4）限定最小控制角整流输出电压的平均值为Ud=0.9U2；由式（2.23可知，=180时，Ud=0；=0时，Ud为最大值。所以，单相全控桥式整流电路带电阻性负载时，a的移相范围是0180。整流输出电压的有效值为U=U2输出电流的平均值和有效值分别为Id=、I=由于VT1、VT3和VT2、VT4是轮流导电的

7、，只在相应的半周期通过电流，所以通过晶闸管的电流平均值和有效值分别为IdT=Id、IT=在一个周期内，每个晶闸管只导通一次，流过晶闸管的电流波形系数为Kft=这与半波整流时间相同。但是负载电流的波形系数为Kf=在一个周期内电源通过变压器TR两次向负载提供能量，因此负载电流有效值I与变压器二次电流有效值I2相同。电路的功率因数为cos=P/Scos=有关晶闸管的选择: UTN=（23）U2 、IT（AV）=(1.52）有关变压器的计算：I2=I P=UI=I2Rd S=U2I22/I3.4.3.4.计算要求1单相交流电源：电压220V。1）直流输出电压Ud：1236V范围内连续可调。2）输出的平

8、均电流保持不变：5A。3）限定最小控制角。2.根据计算要求解答： 1）整流变压器额定参数的计算（选择变压器次级额定电压，确定变比）。 当=30时，Ud为最大值，Ud=36V，此时可以求得U2 Ud=0.9U2u2=43V 变比为：U2/u2=220/43(V) 晶闸管器件的电流、电压额定等参数的计算和选型。 当Ud=12V时，有最大值 晶闸管的额定电流：cos=-1=-1max=112 因为=112时，id的波形系数 Kf=所以负载的电流有效值为I=KfId =1.85*5=9.25(A)IT=、IT（AV)=(1.52）=6.258.33A;取10A选择I=10A的晶闸管晶闸管的额定电压：U

9、TN=（23）U2 =121.6V182.4V；取200V选择UTN=200V的晶闸管根据晶闸管的主要参数可得：晶闸管应选择KP10-2的晶闸管）（）（cos1222sin85.16cos12626*2sin）（）（ 晶闸管可控整流电路是通过控制触发角的大小，即触控制触发脉冲起始相位来控制输出电压大小的，属于相控电路。为保证相控电路的正常工作，很重要的一点是应保证按触发角的大小在正确的时刻向电路中的晶闸管施加有效的触发脉冲。晶闸管触发电路应满足下列要求： 触发信号可为直流、交流或脉冲电压。 触发信号应有足够的功率（触发电压和触发电流）。 触发脉冲应有一定的宽度保证晶闸管可靠导通，脉冲的前沿尽可

10、能陡，以使元件在触发导通后，阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。 触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范围必须满足电路要求。 触发脉冲应有足够的幅度，对户外寒冷场合，脉冲电流的幅度应增大为器件最大出发电流的35倍，脉冲前沿的陡度也需要增加，一般需达12A/us。 所提供的触发脉冲应不超过晶闸管门极的电压、电流和功率定额，且在门极伏安特性的可靠触发区域之内。 应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。分析：DZCB型触发器采用高性能移相触发电路TCA785，DZCB主要技术参数:功能晶闸管单相整流控制；触发脉冲宽度600s；脉冲移相范围0180；输入直流控制电压010V

11、。G1、G2、G3、G4为门极触发信号，K1、K2、K3、K4为晶闸管的阴极，它们控制晶闸管的输出脉冲。Rfz为输出负载，R0与Rf为分压电阻；RP为调压电位器，调节它即可改变负载Rfz两端的电压。5.15.1设计内容1.根据电力电子技术教材单相全控桥可控整流电路知识完成以下内容1）整流变压器额定参数的计算（选择变压器次级额定电压，确定变比）。2）晶闸管器件的电流、电压定额等参数的计算和选型。3）触发电路的设计。4）撰写课程设计。2技术要求1)单相交流电源：电压220V。2)直流输出电压Ud：1236V范围内连续可调。3)输出的平均电流保持不变：5A。4)限定最小控制角。5)负载为电阻性负载。

12、5.25.2设计原始资料 任务书、教材、相关参考书、网络资料等。5.3.5.3.设计完成后提交的材料1.1.提交课程设计间收集的材料2.2.提交课程设计报告 1.以45人为一组，要求各组同学任务分工明确，并推选其中一人为组长。组长负责本组所承担任务的总体方案部署、组织讨论以及与指导教师的沟通工作； 2.在课程设计期间，要求每位同学应确保课程设计任务的正常进行和如期完成； 3.递交的电子版材料字数应不少于2千字，课程设计报告根据要求进行撰写，并根据每位同学的工作情况及表现给予成绩评定。 4完成分组工作。 5完成选定的设计方案。 6.完成课程设计的主要内容。 7根据收集的资料在老师同意的前提下完成课程设计的撰写及打印工作。 6 6总结： 我们第四小组全体成员通过此次对单相全控控桥可控整流电流的设计，对电力电子这门课程有了一个更全面、深刻的认识。尤其是对晶闸管的认识，使我们在以