【正文】 ......... 4 工作原理 .......................................................................................................... 5 元器件介紹 —— 晶閘管（ SCR） ................................................................... 5 整流電路參數(shù)計(jì)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(dòng)電路設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 12 觸發(fā)電路簡介 ................................................................................................ 12 觸發(fā)電路設(shè)計(jì)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(hù)電路設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 18 過電壓保護(hù) .................................................................................................... 18 過電流保護(hù) .................................................................................................... 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(jì)心得 ...................................................................................................................... 30 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 30 附錄 主電路圖與觸發(fā)電路圖 .................................................................................... 31 4 一、 設(shè)計(jì)題目與要求 單相全控橋式晶閘管整流電路的設(shè)計(jì)（反電勢、電阻負(fù)載） 1. 設(shè)計(jì)條件： 1) 電源電壓：交流 100V/50Hz 2) 輸出功率： 1KW 3) 移相范圍 ： 30o150o 4) 反電勢： E=70V ： 1) 主電路設(shè)計(jì)（包括整流元件定額的選擇和計(jì)算等） ,討論晶閘管電路對電網(wǎng)及系統(tǒng)功率因數(shù)的影響。 本次課 程設(shè)計(jì)主 要是對單相全控橋式晶閘管整流電路的研究。這個(gè)方法中，整流是最基礎(chǔ)的一步。 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(shí)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。 中南大學(xué) 電力電子技術(shù) 課程設(shè)計(jì) 報(bào)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)。電力電子學(xué)是橫跨“電子”、“電力”和“控制”三個(gè)領(lǐng)域的一個(gè)新興工程技術(shù)學(xué)科。要得到直流電，除了直流發(fā)電機(jī)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。 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(shí)現(xiàn)電能和變換和控制，而構(gòu)成的一門完整的學(xué)科。之后就對整體電路進(jìn)行 Matlab 仿真，最后對仿真結(jié)果進(jìn)行分析與總結(jié)。 4) 利用仿真軟件分析電路的工作過程。 δ = arcsin E√2U2 若 α ?時(shí)，觸發(fā)脈沖到來時(shí)，晶閘管承受負(fù)電壓，不可能導(dǎo)通。 外形有螺栓型和平板型兩種封裝，引出陽極 A、陰極 K 和門極（控制端） G三個(gè)聯(lián)接端，對于螺栓型封裝，通常螺栓是其陽極，能與散熱器緊密聯(lián)接且安裝6 方便，平板型封裝的晶閘管可由兩個(gè)散熱器將其夾在中間。 圖 24 晶閘管的雙晶體管模型及其工作原理 a) 雙晶體管模型 b) 工作原理 晶閘管基本工作特性歸納： 承受反向電壓時(shí) (UAK 0)，不論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會(huì)導(dǎo)通；承受正向電壓時(shí)，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開通 (即 UAK 0，IGK 0 才能開通 )。 則最大輸出平均電壓 ： Udm = 2√2U2π (cosδ+δsinδ) ≈ 根據(jù)設(shè)計(jì)要求， 30176。 1） 額定電壓 UTn 通常取 UDRM和 URRM中較小的，再取靠近標(biāo)準(zhǔn)的電壓等級作為晶閘管型的額定電壓。 4） 維持電流 IH。在常溫下，陽極電壓為 6V 時(shí)，使晶閘管能完全導(dǎo)通所需的門極電流，一般為毫安級。 7） 通態(tài)電流臨界上升率 di dt? 。 晶閘管電路對電網(wǎng)及系統(tǒng)功率因數(shù)的影響 對電網(wǎng)的影響 晶閘管變流設(shè)備一般都是通過變壓器與電網(wǎng)連接的，因此其工作頻率為工頻 ，初級電壓即為交流電網(wǎng)電 壓。 晶閘管裝置中的無功功率，會(huì)對公用電網(wǎng)帶來不利影響： 1) 無功功率