電氣工程課程設計-單相橋式半控整流電路設計(存儲版)
【正文】 1設計要求（1）負載為感性負載,L=700mH,R=500 歐姆。東 北 石 油 大 學課 程 設 計 2022 年 7 月 18 日課 程 電氣工程課程設計 題 目 單相橋式半控整流電路設計 院 系 電氣信息工程學院電氣工程系 專業(yè)班級 電氣 學生姓名 學生學號 指導教師 東北石油大學課程設計任務書課程 電力電子課程設計 題目 單相橋式半控整流電路設計 專業(yè) 電氣工程及其自動化 姓名 學號 主要內(nèi)容：掌握晶閘管的使用，用晶閘管控制單相橋式全控整流電路（阻感性負載）并畫出整流電路中輸入輸出、各元器件的電壓、電流波形，理解單相橋式全控整流電路阻感負載的工作原理和基本計算。 （2）電網(wǎng)供電電壓為單相 220V； （3）電網(wǎng)電壓波動為+5%－10% ； （4）輸出電壓為 0～100V。可以從各種角度對整流電路進行分類，主要的分類方法有：按組成的期間可分為不可控，半控，全控三種；按電路的結(jié)構(gòu)可分為橋式電路和零式電路；按交流輸入可分為單相電路和多相電路；按變壓器二次側(cè)的方向是單向還是雙向，又可分為單拍電路和雙拍電路。 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（負載為阻感性負載） 。 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，整流部分由兩個晶閘管 VTVT 3 和兩個二極管 VD2 和 VD4 組成，如下圖 1 所示。也就是說此時如果忽略 VDR 的管壓降，則在續(xù)流期間 Ud 為零，就不會像全控橋電路那樣出現(xiàn) Ud 為負的現(xiàn)象了。根據(jù)控制要求決定晶閘管的導通時刻，對變流裝置的輸出功率進行控制。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，電勢降低，并保持導通狀態(tài)，改變兩個基極間的偏置或改變發(fā)射極信號才能使器件恢復原始狀態(tài)。將此電流按晶閘管標準電流取相近的電流等級即為晶閘管的額定電流。 在 常 溫 下 ， 陽 極 電 壓 為 6V 時 ， 使 晶 閘 管 能 完 全 導 通 所 用的 門 極 電 流 ， 一 般 為 毫 安 級 。 （ 3）dfI?額 定 狀 態(tài) 下 ， 晶 閘 管 的 電 流 波 形 系 數(shù) )(?AVTnfI（ 4） 觸發(fā)電路的設計用單節(jié)晶體管構(gòu)成的晶閘管觸發(fā)電路如圖2所示。在主電路電壓的半周接近結(jié)束時，振蕩的路的電源電壓進入梯形波的斜邊并迅速下降，振蕩電路停振，同時電容電壓釋放到零。R 1 或 C 太小，放電快，觸發(fā)脈沖的寬度小，不能使晶閘管觸發(fā)。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，輸出脈沖的寬度和幅度都能滿足觸發(fā)晶閘管的要求。在 UZ 過零值時，單結(jié)晶體管基極間的電壓 UBB 也為零。晶閘管的弱點：靜態(tài)及動態(tài)的過載能力較差，容易受干擾而誤導通。這個脈沖稱之為觸發(fā)脈沖?？捎米鬟^電流保護的主要有快速熔斷器、直流快速熔斷器和過流繼電器。由于晶閘管的額定電流為 16A，快速熔斷器的熔斷電流大于 倍的晶閘管額定電流，所以快速熔斷器的熔斷電流為 24A。如下圖 4 所示：圖 4 串聯(lián)電感抑制回路（2）電壓上升率 dv/dt 的抑制加在晶閘管上的正向電壓上升率 dv/dt 也應有所限制,如果 dv/dt 過大，由于晶閘管結(jié)電容的存在而產(chǎn)生較大的位移電流，該電流可以實際上起到觸發(fā)電流的作電氣工程課程設計（報告）11用，使晶閘管正向阻斷能力下降，嚴重時引起晶閘管誤導通。Matlab 仿真波形如圖 6 所示。這次的課程設計是我設計時間最長的一次，也是收獲最大的一次。[5] [J].哈爾濱：哈爾濱地圖出版社，2022。 202 課程設計質(zhì)量課程設計選題合理，計算過程簡練準確，分析問題思路清晰，結(jié)構(gòu)嚴謹，文理通順，撰寫規(guī)范，圖表完備正確。[11]王兆安、黃俊 .電力電子技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2022。[3][M].南京：東南大學出版社，1999。整流電路中，基本元件的選擇是最關鍵的，開關器件和觸發(fā)電路選擇的好，對整流電路的性能指標影響很大。時 Matlb 仿真波形這樣在計算時相當于在 30176。 電流上升率、電壓上升率的抑制保護（1）電流上升率 di/dt 的抑制晶閘管初開通時電流集中在靠近門極的陰極表面較小的區(qū)域，局部電流密度很大，然后以 ，若晶閘管開通時電流上升率 di/dt 過大，會導致 PN 結(jié)擊穿，必須限制晶閘管的電流上升率使其在合適的范圍內(nèi)。（3)快熔的 值應小于被保護器件的 值。 晶閘管過電流保護 晶閘管變流裝置運行不正?；蛘甙l(fā)生故障時，可能會發(fā)生過電流，過電流分過載和短路兩種情況。通過理論分析和實驗表明：只有當晶閘管同時承受正向陽極電壓和正向門極電壓時，晶閘管才能導通，兩者缺一不可。晶閘管的優(yōu)點很多，例如：以小功率控制大功率，功率放大倍數(shù)高達幾十萬倍；反應極快，在微秒級內(nèi)開通、關斷；無觸點運行，無火花、無噪聲；效率高
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