【導(dǎo)讀】電力電子學(xué),又稱功率電子學(xué)。它主要研究各種電力電。它既是電子學(xué)在強電或電工領(lǐng)域的一個分支，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。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，而在許多場合，例如電解、蓄電池的充電、直流電動機等，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。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。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。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)。

　　

【正文】 接電阻 反電動勢負(fù)載的單相全控橋電路，通過晶閘管的有效值，那么選擇比較合適。 選取 RLS10快速熔斷器，熔體額定電流 10A。 電流上升率的抑制 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，局部電流密很大，然后以 ，若晶閘管開通時電流上升率過大，會導(dǎo)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)。其有效辦法是在晶閘管的陽極回路串聯(lián)入電感。如圖 43 所示。 圖 43 串聯(lián)電感抑制回路 電壓上升率的抑制 加在晶閘管上的正向電壓上升率也應(yīng)有所限制 ,如果過大 ， 由于晶閘管結(jié)電20 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)電流的作用，使晶閘管正向阻斷能力下降，嚴(yán)重時引起晶閘管誤導(dǎo)通。為抑制的作用，可以在晶閘管兩端并聯(lián) RC阻容吸收回路。 如圖 44 所示。 圖 44 并聯(lián) RC阻容吸收回路 五、系統(tǒng) MATLAB 仿真 MATLAB軟件介紹 本次系統(tǒng)仿真采用目前比較流行的控制系統(tǒng)仿真軟件 MATLAB，使用 MATLAB對控制系統(tǒng)進行計算機仿真的主要方法有兩種，一是以控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，使用 MATLAB 的 Simulink 工具箱對其進行計算機仿真研究。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 反電動勢負(fù)載、測量等部分組成。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。 (仿真工具： matlab R1010a) 圖 51 單相全控橋式整流電路仿真模型 21 相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置： （ 1）、交流電壓源參數(shù) U=100V（幅值為）， f=50Hz； 圖 52 交流電壓源參數(shù)設(shè)置 22 (2)、晶閘管參數(shù) Rn=， Lon=0H， Vf=， Rs=500Ω， Cs=250e9F；負(fù)載參數(shù) R=， E=70V； （ 3）、脈沖發(fā)生器觸發(fā)信號 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， 設(shè)置觸發(fā)信號 1 的初相位為（ ） *30s（即 30176。 ），觸發(fā)信號 2的初相位為 +（ ） *30s（即 210176。 ） ； 23 圖 53 觸發(fā)角為 30176。時，觸發(fā)信號參數(shù)設(shè)置 當(dāng)觸發(fā)角為 60176。 時， 設(shè)置觸發(fā)信號 1 的初相位為（ ） *60s（即 60176。 ），觸發(fā)信號 2的初相位為 +（ ） *60s（即 240176。 ） ； 當(dāng)觸發(fā)角為 90176。 時， 設(shè)置觸發(fā)信號 1 的初相位為（ ） *90s（即 90176。 ），觸發(fā)信號 2的初相位為 +（ ） *90s（即 270176。 ） ； 當(dāng)觸發(fā)角為 120176。 時， 設(shè)置觸發(fā)信號 1的初相位為（ ） *120s（即120176。 ），觸發(fā)信號 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。 （ 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 24 當(dāng)建模和參數(shù)設(shè)置完成后，即可開始進行仿真。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。 25 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 0020I226 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 0020I227 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 0020I228 圖 54e 觸發(fā)角為 150176。 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 ,劉進軍 .電力電子技術(shù) [M](第 5版 ).北京：機械工業(yè)出版社， 2020. [4] 顏世鋼，張承慧 .電力電子技術(shù)問答 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [5] 黃忠霖，黃京 . 電力電子技術(shù)的 MATLAB 實踐 [M].北京：國防工業(yè)出版社，2020. 133229 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 2I229 附錄 主電路圖與觸發(fā)電路圖 圖 1 主電路圖