【正文】 件的保護(hù) 在電力電子器件電路中，出了電力電子器件參數(shù)要選擇合適，驅(qū)動電路設(shè)計(jì)良好外，采用合適的過電壓保護(hù)、過電流保護(hù) du/dt 保護(hù)和 di/dt 保護(hù)勢必不可少的。在此設(shè)計(jì)中我們采用阻容式過電壓保護(hù)。 對于課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容，首先要做的應(yīng)是對設(shè)計(jì)內(nèi)容的理論理解，在理論充分理解的基礎(chǔ)上，才能做好課程設(shè)計(jì)，才能設(shè)計(jì)出性能良好的電路。 [10]浣喜明、姚為正 .電力電子技術(shù) [M].北京：高等教育出版社， 2021。 [6] 戴龍基 ,張其蘇 ,蔡蓉華 . 科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)期刊 [N].北京 ： 北京大學(xué)出版社 ,2021。上圖中圖 a 是經(jīng)過變壓器降壓后 U2=200V 時(shí)的波形圖；圖 b 是觸發(fā)電路的波形，為了能區(qū)分，第一個(gè) VT1的觸發(fā)脈沖的幅值比第二個(gè)大；圖 c 是晶閘管 VT 1的電流 波形；圖 d 是主干路上的電流波形。 電力電子裝置中可能發(fā)生的過電壓分為外因過電壓和內(nèi)因過電壓。 要使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷，必須是陽極電流降低到某一數(shù)值之下（約幾十毫安）。如果這時(shí)電容器上還有殘余電壓，必然要向 R1放電，很快放掉，以保證電容器在每一半波之初從零開始充電。因?yàn)榫чl管從阻斷狀態(tài)到完全導(dǎo)通需要一定時(shí)間，一般在 10uf 以下，所以觸發(fā)脈沖的寬度必須在 10uf 以上。與單節(jié)晶體管構(gòu)成的馳張振蕩電路相比較，電路的振蕩部分相同，同步是通過對電源電路的改進(jìn)實(shí)現(xiàn)的。 ITn ： 額定電流有效值，根據(jù)管子的 IT(AV) 換算出， IT(AV)、 ITM ITn 三者之間的關(guān)系： TMTn ItdtI /)()s i n(Im2/1 0 2 ??? ? ? ??? （ 1） TMAVT IttdI /)(s i nIm2/1 0)( ??? ? ???? ? （ 2） (3)維持電流 IH 維持電流是指晶閘管維持導(dǎo)通所必需的最小電流，一般為幾十到幾百毫安。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。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。 本設(shè)計(jì)中用到的晶閘管已不常見，但是電子電力技術(shù)的概念和基礎(chǔ)就是由于晶閘管及晶閘管交流技術(shù)的發(fā)展而確立的，所以研究晶閘管有利于夯實(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)不同就會有不同的特點(diǎn)。 基本要求： 單相橋式半控整流電路，對 RL 負(fù)載供電，其中 R=10Ω， L=20mH；要求直流輸出電壓在 0～ 180 伏連續(xù)可調(diào)。變壓器設(shè)置與否是具體情況而定。這部分的選擇主要考慮到電路的簡單性。 輔助電路的原理與設(shè)計(jì) 驅(qū)動電路 對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。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 170176。若晶閘管導(dǎo)通時(shí)電流上升太快，則會在晶閘管剛開通時(shí)，有很大的電流集中在門極附近的小區(qū)域內(nèi)，從而造成局部過熱而 損壞晶閘管。一般（ RP＋ R）是幾千歐到幾十千歐。 穩(wěn)壓管的作用是將整流電壓 Uo 變換成梯形波（削去頂上一塊，所謂削波），穩(wěn)定在一個(gè)電壓值 UZ，使單結(jié)晶體管輸出的脈沖幅度和每半周產(chǎn)生第一個(gè)脈沖（第一個(gè)脈沖使晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通后，后面的脈沖都是無用的）的時(shí)間不受交流電源電壓波動的影響。 通過理論分析和實(shí)驗(yàn)表明： 只有當(dāng)晶閘管同時(shí)承受正向陽極電壓和正向門極電壓時(shí)，晶閘管才能導(dǎo)通，兩者缺一不可。 （ 3)快熔的 2It值 應(yīng)小于被保護(hù)器件的 2It值 。時(shí) Matlb 仿真波形 電氣工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 12 這樣在計(jì)算時(shí)相當(dāng)于在 30176。 [3]王維平 .現(xiàn)代電力電子技術(shù)及應(yīng)用 [M].南京：東南大學(xué)出版社， 1999。 20 2 課程設(shè)計(jì)質(zhì)量 課程設(shè)計(jì)選題合理，計(jì)算過程簡練準(zhǔn)確，分析問題思路清晰，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，文理通順，撰寫規(guī)范，圖表完備正確。 這次的課程設(shè)計(jì)是我設(shè)計(jì)時(shí)間最長的一次，也是收獲最大的一次。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(yīng)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(shí)際上起到觸發(fā)電流的作用，使晶閘管正向阻斷能力下降，嚴(yán)重時(shí)引起晶閘管誤導(dǎo)通?？捎米鬟^電流保護(hù)的主要有快速熔斷器、直流快速熔斷器和過流繼電器。 晶閘管的弱點(diǎn) ： 靜態(tài)及動態(tài)的過載能力較差 ， 容易受干擾而誤導(dǎo)通。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 。在主電路電壓的半周接近結(jié)束時(shí)，振蕩的路的電源電壓進(jìn)入梯形波的斜邊并迅速下降，振蕩電路停振，同時(shí)電容電壓釋放到零。在常溫下，陽極電壓為 6V 時(shí)，使晶閘管能完全導(dǎo)通所用 電氣工程課程設(shè)計(jì)（報(bào)告） 5 的門極電流，一般為毫安級。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(dǎo)通狀態(tài)，改變兩個(gè)基極間的偏置或改變發(fā)射極信號才能使器件恢復(fù)原始狀態(tài)。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，就不會像全控橋電路那樣出現(xiàn) Ud 為負(fù)的現(xiàn)象了。 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）。 （ 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～