【正文】 有利于夯實(shí)基礎(chǔ)以及加強(qiáng)電力電子技術(shù)這本書整體的理解，我選定單相橋式半控整流電路作為本次課程設(shè)計(jì)的主題單相橋式半控整流主電路的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)的選擇單相橋式整流電路可分為單相橋式相全控整流電路和單相橋式半控整流電路，它們所連接的負(fù)載性質(zhì)不同就會(huì)有不同的特點(diǎn)。下面分析兩種單相橋式整流電路在帶電感性負(fù)載的工作情況。 單相半控整流電路的優(yōu)點(diǎn)是：線路簡(jiǎn)單、調(diào)整方便。弱點(diǎn)是：輸出電壓脈動(dòng)沖大，負(fù)載電流脈沖大（電阻性負(fù)載時(shí)），且整流變壓器二次繞組中存在直流分量,使鐵心磁化，變壓器不能充分利用。而單相全控式整流電路具有輸出電流脈動(dòng)小，功率因數(shù)高，變壓器二次電流為兩個(gè)等大反向的半波，沒有直流磁化問題，變壓器利用率高的優(yōu)點(diǎn)。單相全控式整流電路其輸出平均電壓是半波整流電路 2 倍，在相同的負(fù)載下流過晶閘管的平均電流減小一半；且功率因數(shù)提高了一半。電氣工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告）2單相半波相控整流電路因其性能較差，實(shí)際中很少采用，在中小功率場(chǎng)合采用更多的是單相全控橋式整流電路。 根據(jù)以上的比較分析因此選擇的方案為單相全控橋式整流電路（負(fù)載為阻感性負(fù)載） 。 主電路的原理與設(shè)計(jì)工作原理：該電路主要由主電路和觸發(fā)電路構(gòu)成，輸入的電網(wǎng)信號(hào) 220V 經(jīng)變壓器變成 200V，由觸發(fā)電路來控制導(dǎo)通角。為了保證電路出現(xiàn)過載或者短路故障時(shí)，不至于傷害到晶閘管和負(fù)載，在電路中加了保護(hù)電路。經(jīng)過變壓及保護(hù)電路后的信號(hào)輸入整流電路中，整流電路中晶閘管在觸發(fā)電路的作用下動(dòng)作，以發(fā)揮整流電路的整流作用。加續(xù)流二極管是為了防止整流失控。 在電路中，過電流保護(hù)部分我們采用快速熔斷器，而過電壓則采用 RC 電路。這部分的選擇主要考慮到電路的簡(jiǎn)單性。整流部分則根據(jù)題目的要求，選擇我們學(xué)過的單相橋式半控整流電路。 在單相橋式半控整流電路中，電網(wǎng)電壓經(jīng)變壓器到整流電路，整流部分由兩個(gè)晶閘管 VTVT 3 和兩個(gè)二極管 VD2 和 VD4 組成，如下圖 1 所示。由于負(fù)載為阻感負(fù)載，因此在電路中加了續(xù)流二極管 VDR，以免發(fā)生失控現(xiàn)象。實(shí)際運(yùn)行中如果沒有徐 i，則當(dāng) α 突然增大至 180176?；蛘哂|發(fā)脈沖丟失時(shí)，會(huì)發(fā)生一個(gè)晶閘管持續(xù)導(dǎo)通而兩個(gè)二極管輪流導(dǎo)通的情況，這使 Ud 成為正弦半波，即半周期 Ud 為正弦，另外半周期 Ud 為零，其平均值保持恒定，相當(dāng)于單相半波不可控整流電路時(shí)的波形，稱為失控。在 U2 正半周，觸發(fā)角 α 處給晶閘管 VT1 加觸發(fā)脈沖，U 2 經(jīng) VT1 和 VT4 向負(fù)載供電。U 2 過零變負(fù)時(shí)，因電感作用使電流連續(xù)， VDR 導(dǎo)通，U d 為零。此時(shí)為負(fù)的 U2 通過 VDR 向 VT1 施加反壓使其關(guān)斷。而此時(shí)由剛才 L 中儲(chǔ)存的能量正好保證了電流在 VDRRL 回路中流通，此過程也就是續(xù)流的過程。也就是說此時(shí)如果忽略 VDR 的管壓降，則在續(xù)流期間 Ud 為零，就不會(huì)像全控橋電路那樣出現(xiàn) Ud 為負(fù)的現(xiàn)象了。電氣工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告）3圖 1 單相半控整流電路主電路在 U2 負(fù)半周，當(dāng)晶閘管在觸發(fā)角 α 處給晶閘管 VT3 加觸發(fā)脈沖，U 2 經(jīng)過VT3 和 VD2 向負(fù)載供電。U 2 過零變正的時(shí)候，同樣因電感作用使電流連續(xù)， VDR導(dǎo)通，U d 為零。此時(shí)為負(fù)的 U2 通過 VDR 向 VT3 施加反壓使其關(guān)斷。L 中儲(chǔ)存的能量保證電流在 VDRRL 回路中流通。也就是說如果忽略 VDR 的管壓降，則在續(xù)流期間 Ud 為零，U d 也就不會(huì)出現(xiàn)為負(fù)的現(xiàn)象了。輔助電路的原理與設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)電路對(duì)于使用晶閘管的電路，在晶閘管陽極加正向電壓后，還必須在門極與陰極之間加觸發(fā)電壓，使晶閘管在需要導(dǎo)通的時(shí)刻可靠導(dǎo)通。驅(qū)動(dòng)電路亦稱觸發(fā)電路。根據(jù)控制要求決定晶閘管的導(dǎo)通時(shí)刻，對(duì)變流裝置的輸出功率進(jìn)行控制。觸發(fā)電路是變流裝置中的一個(gè)重要組成部分，變流裝置是否能正常工作，與觸發(fā)電路有直接關(guān)系，因此，正確合理地選擇設(shè)計(jì)觸發(fā)電路及其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是保證晶閘管變流裝置安全，可靠，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的前提。 晶體管的選取及參數(shù)計(jì)算單結(jié)晶體管（簡(jiǎn)稱 UJT）又稱雙基極二極管，它是一種只有一個(gè) PN 結(jié)和兩個(gè)電阻接觸電極的半導(dǎo)體器件，它的基片為條狀的高阻 N 型硅片，兩端分別用歐姆接觸引出兩個(gè)基極 b1和 b2。在硅片中間略偏 b2一側(cè)用合金法制作一個(gè) P 區(qū)作為發(fā)射極 e。電氣工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告）4只有一個(gè) PN 結(jié)作為發(fā)射極而有兩個(gè)基極三端半導(dǎo)體器件，早期稱為雙基極二極管。其典型結(jié)構(gòu)是以一個(gè)均勻輕摻雜高電阻率的 N 型單晶半導(dǎo)體作為基區(qū),兩端做成歐姆接觸的兩個(gè)基極，在基區(qū)中心或者偏向其中一個(gè)極的位置上用淺擴(kuò)散法重?fù)诫s制成 PN 結(jié)作為發(fā)射極。當(dāng)基極 B1和 B2之間加上電壓時(shí)，電流從 B2流向 B1,并在結(jié)處基區(qū)對(duì) B1的電勢(shì)形成反偏狀態(tài)。如果將一個(gè)信號(hào)加在發(fā)射極上，且此信號(hào)超過原反偏電勢(shì)時(shí)，器件呈導(dǎo)電狀態(tài)。一旦正偏狀態(tài)出現(xiàn)，便有大量空穴注入基區(qū)，使發(fā)射極和 B1之間的電阻減小，電流增大，電勢(shì)降低，并保持導(dǎo)通狀態(tài)，改變兩個(gè)基極間的偏置或改變發(fā)射極信號(hào)才能使器件恢復(fù)原始狀態(tài)。因此，這種器件顯示出典型的負(fù)阻特性,特別適用于開關(guān)系統(tǒng)中的弛張振蕩器，可用于定時(shí)電路、控制電路和讀出電路。 (1)額 定 電 壓 UTn通常取 UDRM 和 URRM 中較小的，再取靠近標(biāo)準(zhǔn)的電壓等級(jí)作為晶閘管型的額定電壓。在選用管子時(shí)，額定電壓應(yīng)為正常工作峰值電壓的 2～3 倍，以保證電路的工作安全。 (2)額定電流 IT(AV) IT(AV)又稱為額定通態(tài)平均電流。其定義是在室溫 40176。和規(guī)定的冷卻條件下，元件在電阻性負(fù)載流過正弦半波、導(dǎo)通角不小于