【導(dǎo)讀】電力電子學(xué),又稱功率電子學(xué)。它既是電子學(xué)在強(qiáng)電或電工領(lǐng)域的一個(gè)分支，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。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。給用戶的是交流電，而在許多場(chǎng)合，例如電解、蓄電池的充電、直流電動(dòng)機(jī)等，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。這個(gè)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。本次課程設(shè)計(jì)主要是對(duì)單相全控橋式晶閘管整流電路的研究。路中包括電路參數(shù)的計(jì)算，器件的選型；觸發(fā)電路中包括器件選擇，參數(shù)設(shè)計(jì)；保護(hù)電路包括過(guò)電壓保護(hù)，過(guò)電流保護(hù)，電壓上升率抑制，電流上升率抑制。后就對(duì)整體電路進(jìn)行Matlab仿真，最后對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析與總結(jié)。

　　

【正文】 k 工具箱對(duì)其進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真研究。另外一種是面向控制系統(tǒng)電氣原理結(jié)構(gòu)圖，使用 Power System 工具箱進(jìn)行調(diào)速系統(tǒng)仿真的新方法。本次系統(tǒng)仿真采用后一種方法。 系統(tǒng)建模與參數(shù)設(shè)置 單相全控橋式整流電路模型主要由交流電源、同步觸發(fā)脈沖、晶閘管全控橋、電阻 反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載、測(cè)量等部分組成。采用 MATLAB 面向電氣原理結(jié)構(gòu)圖方法構(gòu)成的單相全控橋式整流電路仿真模型如圖 51 所示。 圖 51 單相全控橋式整流電路仿真模型 23 相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置： （ 1）、 交流電壓源參數(shù) U=100V（幅值為 100√2V）， f=50Hz； 圖 52 交流電壓源參數(shù)設(shè)置 (2)、晶閘管參數(shù) Rn=， Lon=0H， Vf=， Rs=500Ω， Cs=250e9F；負(fù)載參數(shù) R=， E=70V； 24 （ 3）、 脈沖發(fā)生器觸發(fā)信號(hào) 2的振幅為 3V，周期為 （即頻率為 50Hz），脈沖寬度為 2。 當(dāng)觸發(fā)角為 30176。 時(shí)， 設(shè)置觸發(fā)信號(hào) 1的初相位為（ ） *30s（即 30176。 ），觸發(fā)信號(hào) 2 的初相位為 +（ ） *30s（即 210176。 ） ； 圖 53 觸發(fā)角為 30176。時(shí)，觸發(fā)信號(hào)參數(shù)設(shè)置 當(dāng)觸發(fā)角為 60176。 時(shí)， 設(shè)置觸發(fā)信號(hào) 1的初相位為（ ） *60s（即 60176。 ），觸發(fā)信號(hào) 2 的初相位為 +（ ） *60s（即 240176。 ） ； 當(dāng)觸發(fā)角為 90176。 時(shí)， 設(shè)置觸發(fā)信號(hào) 1的初相位為（ ） *90s（即 90176。 ），觸發(fā)信號(hào) 2 的初相位為 +（ ） *90s（即 270176。 ） ； 當(dāng)觸發(fā)角為 120176。 時(shí)， 設(shè)置觸發(fā)信號(hào) 1的初相位為（ ） *120s（即120176。 ），觸發(fā)信號(hào) 2的初相位為 +（ ） *120s（即 300176。 ） ； （以上設(shè)置不再給出相應(yīng)的圖） （ 4）示波器相關(guān)參數(shù)的設(shè)定： “ Number of axes”設(shè)置為 8，“ Time range”設(shè)置為 auto，“ Tick labels”設(shè)置為 bottom axis only，“ sampling”設(shè)置為Decimation1。 25 （ 5）本系統(tǒng)選擇的仿真算法為 ode45，仿真 Start time 設(shè)為 0， Stop time 設(shè)為 。 系統(tǒng)仿真結(jié)果及分析 當(dāng)建模和參數(shù)設(shè)置完成后，即可開(kāi)始進(jìn)行仿真。圖 54是單相全控橋式整流電路仿真模型在觸發(fā)角分別為 30176。 、 60176。、 90176。、 120176。 、 150176。 時(shí)的輸出 曲線。從仿真結(jié)果可以看出，它非常接近于理論分析的波形。 2 0 00200U2024P u l s e 1024P u l s e 250100150Ud01020Id 2 0 00200V T 1 , 4 2 0 00200V T 2 , 30 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 2 0020I2圖 54a 觸發(fā)角為 30176。 26 圖 54b 觸發(fā)角為 60176。 2 0 00200U2024P u l s e 1024P u l s e 250100150Ud 2 0020Id 2 0 00200V T 1 , 4 2 0 00200V T 2 , 30 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 2 0020I227 圖 54c 觸發(fā)角為 90176。 2 0 00200U2024P u l s e 1024P u l s e 250100150Ud 2 0020Id 2 0 00200V T 1 , 4 2 0 00200V T 2 , 30 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 2 0020I228 圖 54d 觸發(fā)角為 120176。 2 0 00200U2024P u l s e 1024P u l s e 250100150Ud 2 0020Id 2 0 00200V T 1 , 4 2 0 00200V T 2 , 30 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 2 0020I229 圖 54e 觸發(fā)角為 150176。 由圖 54abcd 知，在電源電壓 2u 正半周期， 當(dāng) 2u E 時(shí)， 晶閘管 TV1（和TV4）承受反 向電壓 不能導(dǎo)通；當(dāng) 2u E 時(shí)，晶閘管 TV1（和 TV4）承受正向電壓可以導(dǎo)通， 在 ? 分別等于 30176。， 60176。， 90176。， 120176。 時(shí)施加觸發(fā)信號(hào) CF1，使晶閘管 TV1（和 TV4）導(dǎo)通，則電源電壓通過(guò) TV1 和 TV4 加至負(fù)載上，晶閘管 TV1兩端的電壓近視為 0（忽略管壓降）， ud跟蹤 u2變化， 因?yàn)槭请娮柝?fù)載，負(fù)載電流波形和負(fù)載電壓一樣 。當(dāng)電源電壓 2u E 時(shí)，由于反電動(dòng)勢(shì)的 存在， TV1（和 TV4）將截止導(dǎo)通 ，負(fù)載電流 為零，負(fù)載 電壓 ud=E。 在電源電壓負(fù)半周期 ，分析結(jié)果與上述大致相同，只是由晶閘管 TV2（和 TV3）來(lái)導(dǎo)通和關(guān)斷。結(jié)果和正半周期一致。 由圖 54e 可知，當(dāng)觸發(fā)角 ? =150176。 ， ud， id近似為 0，因?yàn)?停止導(dǎo)電角?=176。，在 ? =176。時(shí)就相當(dāng)于停止導(dǎo)電，所以 ? =150176。近似沒(méi)有導(dǎo)通。 2 0 00200U2024P u l s e 1024P u l s e 2697071Ud202x 1 0 Id 2 0 00200V T 1 , 4 2 0 00200V T 2 , 30 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 6 0 . 0 7 0 . 0 8 0 . 0 9 0 . 1 0 . 0 200 . 0 2I230 設(shè)計(jì)心得 經(jīng)過(guò) 5 天的設(shè)計(jì)， 我 順利 的 完成了 這次電力電子 課程設(shè)計(jì)， 受益匪淺。我選擇的課題是單相橋式全控整流帶電阻 反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載電路，通過(guò)這學(xué)期課堂上的學(xué)習(xí)，在理論上我 對(duì)這個(gè)電路 已經(jīng)有了非常全面的認(rèn)識(shí) ， 因此 課題 設(shè)計(jì)起來(lái)也得心應(yīng)手。 通過(guò)這幾天的設(shè)計(jì)，我深深的感悟到理論與實(shí)際相結(jié)合的重要性，光具有理論知識(shí) 還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有在親自動(dòng)手操作，在不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決 問(wèn)題的過(guò)程中，我們才能收獲知識(shí)，得到 更大的 進(jìn)步。 此次的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我更進(jìn)一步地 學(xué)習(xí)到 單相橋式 全控 整流電路 帶電阻 反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)電路參數(shù)的計(jì)算方法， 以及 晶閘管 觸發(fā)電路 和 整體電路的 保護(hù)電路的 分析和 設(shè)計(jì) ，并且學(xué)會(huì)了 MATLAB SIMULINK 仿真軟件的使用 。當(dāng)然，在這個(gè)過(guò)程中我也遇到了 一些困難，通過(guò)大量的查閱資料，我準(zhǔn)確地找出問(wèn)題所在并順利地解決 了，這也是我最大的收獲， 使自己的 獨(dú)立思考 和 實(shí)際動(dòng)手 能力 得到 了進(jìn)一步的提高 。 最后， 特別感謝 陳有根 老師對(duì)本課程設(shè)計(jì)的 指導(dǎo) ，您的作用就好比指南針，給我指引了正確的方向。 參考文獻(xiàn)： [1] 王 云亮 .電力電子技術(shù) [M].北京： 電子工業(yè)出版社 ， 2020. 190196 [2] 趙慧敏，張憲 .電力電子技術(shù) [M].北京：化學(xué)工業(yè) 出版社， 2020. 5271 [3] 王兆安 ,劉進(jìn)軍 .電力電子技術(shù) [M](第 5版 ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020. [4] 顏世鋼，張承慧 .電力電子技術(shù)問(wèn)答 [M].北京 ： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [5] 黃忠霖，黃京 . 電力電子技術(shù)的 MATLAB 實(shí)踐 [M].北京： 國(guó)防工業(yè) 出版社，2020. 133229 31 附錄 主電路圖與觸發(fā)電路圖 圖 1 主電路圖 圖 2 觸發(fā)電路圖