【正文】 中南大學(xué) 電力電子技術(shù) 課程設(shè)計 報告 班級 : 學(xué)號 : 姓名 : 指導(dǎo)老師 : 2 前言 電力電子學(xué) ,又稱功率電子學(xué) (Power Electronics)。它主要研究各種電力電子器件，以及由這些電力電子器件所構(gòu)成的各式各樣的電路或裝置，以完成對電能的變換和控制。它既是電子學(xué)在強電 (高電壓、大電流 )或電工領(lǐng)域的一個分支，又是電工學(xué)在弱電 (低電壓、小電流 )或電子領(lǐng)域的一個分支，或者說是強弱電相結(jié)合的新科學(xué)。電力電子學(xué)是橫跨“電子”、“電力”和“控制”三個領(lǐng)域的一個新興工程技術(shù)學(xué)科。 隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展人們對電路的要求也越來越高 ,由于在生產(chǎn)實際中需要大小可調(diào)的直流電源 ,而相控整流電路結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、性能穩(wěn)定 ,利用它可以方便地得到大中、小各種容量的直流電能 ,是目前獲得直流電能的主要方法 ,得到了廣泛應(yīng)用。在電能的生產(chǎn)和傳輸上，目前是以交流電為主。電力網(wǎng)供給用戶的是交流電，而在許多場合，例如電解、蓄電池的充電、直流電動機等，需要用直流電。要得到直流電，除了直流發(fā)電機外，最普遍應(yīng)用的是利用各種半導(dǎo)體元件產(chǎn)生直流電。這個方法中，整流是最基礎(chǔ)的一步。整流，即利用具有單向?qū)щ娞匦缘钠骷?，把方向和大小交變的電流變換為直流電。整流的基礎(chǔ)是整流電路。 由于電力電子技術(shù)是將電子技術(shù)和控制技術(shù)引入傳統(tǒng)的電力技術(shù)領(lǐng)域，利用半導(dǎo)體電力開關(guān)器件組成各種電力變換電路實現(xiàn)電能和變換和控制，而構(gòu)成的一門完整的學(xué)科。 本次課 程設(shè)計主 要是對單相全控橋式晶閘管整流電路的研究。首先 是 對單相全控橋式晶閘管整流電路的整體設(shè)計，包括主電路，觸發(fā)電路，保護電路。主電路中包括電路參數(shù)的計算，器件的選型；觸發(fā)電路中包括器件選擇，參數(shù)設(shè)計；保護電路包括過電壓保護，過電流保護，電壓上升率抑制，電流上升率抑制。之后就對整體電路進行 Matlab 仿真，最后對仿真結(jié)果進行分析與總結(jié)。 3 目錄 前言 ................................................................................................................................ 2 一、設(shè)計題目與要求 .................................................................................................... 4 二、主電路設(shè)計 ............................................................................................................ 4 主電路原理圖 .................................................................................................. 4 工作原理 .......................................................................................................... 5 元器件介紹 —— 晶閘管（ SCR） ................................................................... 5 整流電路參數(shù)計算 .......................................................................................... 7 晶閘管元件選取 .............................................................................................. 8 晶閘管電路對電網(wǎng)及系統(tǒng)功率因數(shù)的影響 .................................................. 9 對電網(wǎng)的影響 ........................................................................................ 9 系統(tǒng)功率因數(shù)分析 .............................................................................. 10 三、驅(qū)動電路設(shè)計 ...................................................................................................... 12 觸發(fā)電路簡介 ................................................................................................ 12 觸發(fā)電路設(shè)計要求 ........................................................................................ 12 集成觸發(fā)電路 TCA785................................................................................... 13 TCA785 芯片介紹 .............................................................................. 13 TCA785 鋸齒波移相觸發(fā)電路 .......................................................... 17 四、保護電路設(shè)計 ...................................................................................................... 18 過電壓保護 .................................................................................................... 18 過電流保護 .................................................................................................... 20 電流上升率 ????/????的抑制 .............................................................................. 21 電壓上升率 ????/????的抑制 ............................................................................. 21 五、系統(tǒng) MATLAB 仿真 ................................................................................................ 22 MATLAB 軟件介紹 ......................................................................................... 22 系統(tǒng)建模與參數(shù)設(shè)置 .................................................................................. 22 系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析 .................................................................................. 25 設(shè)計心得 ...................................................................................................................... 30 參考文獻 ...................................................................................................................... 30 附錄 主電路圖與觸發(fā)電路圖 .................................................................................... 31 4 一、 設(shè)計題目與要求 單相全控橋式晶閘管整