【正文】 ： 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 副教授 起止時間： 0８ 6９至 08６ ２２ 課程設(shè)計（論文）任務(wù)及評語 院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室：電氣 學(xué) 號 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 課程設(shè)計（論文）題目 單相全波可控整流電路 （１１０Ｖ／ １ ０Ａ） 課程設(shè)計（論文）任務(wù) 將單相 220V 交流電轉(zhuǎn)換為連續(xù)可調(diào)的直流電，為 1臺直流電動機供電。 設(shè)計的主要任務(wù)包括： 方案的經(jīng)濟技術(shù)論證。 通過計算選擇整流器件的具體型號。 確定平波電抗器。 指導(dǎo)教師評語及成績 成績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 目 錄 第 1 章 課程設(shè)計目的與要求 ......................................................................................... 1 課程設(shè)計目的 ........................................................................................................... 1 課程設(shè)計的預(yù)備知識 ............................................................................................... 1 課程設(shè)計要求 ........................................................................................................... 1 第 2 章 課程設(shè)計內(nèi)容 ....................................................................................................... 2 2． 1基本原理介紹 .......................................................................................................... 2 2． 2 電路設(shè)計的經(jīng)濟性論證 .......................................................................................... 3 2． 3 主電路設(shè)計 ……………………………………………………………………… 4 2. 4 觸發(fā)電路設(shè)計或選擇 …………………………………………………………… 6 第 3 章 課程設(shè)計的考核 .................................................................................................. 10 課程設(shè)計的考核要求 ............................................................................................... 10 課程性質(zhì)與學(xué)分 ....................................................................................................... 10 第 4 章 設(shè)計總結(jié) ........................................................................................................... 11 參考文獻 ............................................................................................................11 1 第 1 章 課程設(shè)計目的與要求 課程設(shè)計目的 “電力電子技術(shù)”課程設(shè)計是在教學(xué)及實驗基礎(chǔ)上，對課程所學(xué)理論知識的深化和提高。培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、獨立收集資料、獨立設(shè)計的能力；培養(yǎng)分析、總結(jié)及撰寫技術(shù)報告的能力。 課程設(shè)計要求 按課程設(shè)計指導(dǎo)書提供 的課題，根據(jù)第下表給出的基本要求及參數(shù)獨立完成設(shè)計， 課程設(shè)計說明書應(yīng)包括以下內(nèi)容： 方案的經(jīng)濟技術(shù)論證。 通過計算選擇整流器件的具體型號。 確定平波電抗器。 課程設(shè)計總結(jié)。 設(shè)計技術(shù)參數(shù) 工作量 工作計劃 單相交流 220V電源。 整流輸出電流最大值１０ A。 要求工作電流連 續(xù)。 主電路設(shè)計。 確定變壓器變比及容量。 繪制主電路圖。 周二：方案論證 周三：主電路設(shè)計。 周五：選擇器件的具體型號。 周四～五：總結(jié)并撰寫說明書。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 J ul 2 0 05 S he e t o f F i l e : D : \ D oc u m e n t s a nd S e t t i ng s \ p ub l i c \ 桌面 \ M y D e s i gn . d d bD r a w n B y:TrT R A N S 4V T 1D I O D EV T 2D I O D ER1UL 單相 全波 整流電路的工作原理可分析如下。 在 v2的正半周，電流從變壓器副邊線圈的上端流出，只能經(jīng)過 VT1 流向 RL，在負載上產(chǎn)生一個極性為上正下負的輸出電壓。其電流通路如圖中虛線箭頭所示。 3 根據(jù)上述分析，可得 單相全波 整流電路的工作波形如 下 圖。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 J ul 2 0 05 S he e t o f F i l e : D : \ D oc u m e n t s a nd S e t t i ng s \ p ub l i c \ 桌面 \ M y D e s i gn . d d bD r a w n B y: 單相全波 整流電路的優(yōu)點是紋波電壓較小，同時因電源變壓器在正、負半周內(nèi)都有電流供給負載，電源變壓器得到了充分的利用，效率較高 單相全波可控 整流電路中變壓器的二次繞組帶中心抽頭，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 單相全波可控整流電路中只用兩個晶閘管，比單相全控橋式可控整流電路少 2 個，相應(yīng)的，晶閘管的門極驅(qū)動電路也少兩個，但是在單相全波可控整流電路中，晶閘管承受的最大電壓為 2*， 是單相全控橋式整流電路的 2倍。 從上述 2， 3 考慮，同時其 紋波電壓較小， 同時因電源變壓器在正、負半周內(nèi)都有電流供給負載，電源變壓器得到了充分的利用，效率較高 ，所以 單相全波電路適宜于在低輸出電壓的場合。 變壓器變比 k=U/ 2U =220/122=110/61 2S = 2U dI =122 10= 10，取變壓器 S=3 104 W， 平波電抗器的確定 如圖 2（ b）所示， id 波形在一個周期內(nèi)有部分時間為零的情況，稱為電流斷續(xù)。當(dāng) aδ時，觸發(fā)脈沖到來時，晶閘管承受負電壓，不可能導(dǎo)通。這樣，相當(dāng)于觸發(fā)角被推遲為δ，即 a=δ . 負載為直流電動機時，如果出現(xiàn)電流斷流則電動機的機械特性將很軟。電流平均值是與電流波形的面積成正比的，因而為了增大電流平均值，必須增大電流峰值，這要求較多地降低反電勢。較大的電流峰值在電動機換向時容易產(chǎn)生火花，其電流波形底部越窄，則其有效值越大，要求電源的容量也大。有了電感，當(dāng) 2U 小于 E 甚至 2U 值變負時，晶閘管仍然導(dǎo)通。針對電動機在低速輕載時電流連續(xù)的情況，給出 dU 和 dI 的波形如圖 3 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 J ul 2 0 05 S he e t o f F i l e : D : \ D oc u m e n t s a nd S e t t i ng s \ p ub l i c \ 桌面 \ M y D e s i gn . d d bD r a w n B y:E1 80wtudidwt 圖 3 為保證電流連續(xù)所需要的電感值 L可由下式求出： 平波電抗器 L= 103 122/10= 本設(shè)計選擇 同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路，如圖所示： 7 如圖 1 是同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路 .此電路輸出可為單窄脈沖 ,也可為雙窄脈沖 ,以適用于有兩個晶閘管同時導(dǎo)通的電路 ,例如三相全控橋 .本設(shè)計采用單窄脈沖，電路可分為三個基本環(huán)節(jié) :脈沖的形成與放大 ,鋸齒波的形成和脈沖移相 ,同步環(huán)節(jié) .此外 ,電路中還有強觸發(fā)和雙窄脈沖的形成環(huán)節(jié) .現(xiàn)重點介紹脈沖形成 .,脈沖移相 ,同步等環(huán)節(jié) . 脈沖形成環(huán)節(jié) 脈沖形成環(huán)節(jié)有晶體管 V4,V5 組成 ,V7,V8 起脈沖放大作用 .控制電壓 uco加在 V4基極上 ,電路的觸發(fā)脈沖有脈沖變壓器 TP 二次側(cè)輸出 ,其一次繞組接在 V8 集電極電路中 . 當(dāng)控制電壓 coU =0 時 ,V4 截止 .+E1(+15)電源通過 R11 供給 V5 一個足夠大的基極電流 ,使 V5 飽和導(dǎo)通 ,所以 V5 的集電極電壓 Uc5 接近于 E1(15V).V7,V8 處于截止?fàn)顟B(tài) ,無脈沖輸出 .另外 ,電源的 +E1(15V)經(jīng) R9,V5 發(fā)射結(jié)到 E1(15V),對電容 C3 充電 ,充滿后電容兩端電壓接近 2E1(30V),極性如圖 1 所示 . 當(dāng)控制電壓 coU ≈ 時 ,V4 導(dǎo)通 ,A點電位由 +E1(15V)迅速降低至 左右 ,由于電容C3 兩端電壓不能突變 ,所以 V5 基極電位迅速降至約 2E1(30V),由于 V5 發(fā)射結(jié)反偏置 ,V5立即截止 .它的集電極電壓由 E1(15V)許素上升到鉗位電壓 +(VD6,V7,V8三個 PN結(jié)正向壓降之和 ),于是 V7,V8導(dǎo)通 ,輸出觸發(fā)脈沖 .同時 ,電容 C3經(jīng)電源 +E1,R11,VD4,V4放電和反向充電 ,使 V5基極電位又逐漸上升 ,直到 Ub5E1(15V),V5 又重新導(dǎo)通 .這時 uc5又立即降到 E1,使 V7,V8 截止 ,輸出脈沖終止 .可見 ,脈沖前沿由 V4 導(dǎo)通時刻確定 ,V5(或 V6)截止持續(xù)時間即為脈沖寬度 .所以脈沖寬度與凡響充電回路時間常數(shù) R1 C13 有關(guān) . 鋸齒波的形成和脈沖移相環(huán)節(jié) 鋸齒波電壓形成的方案較多 ,如采用自舉式電路 ,恒流 電路等 .圖 1所示為恒流電路方案 .由 V1,V2,V3 和 C2 等元件組成 ,其中 V1,Vs,RP2 和 R3 為一恒流電路 . 當(dāng) V2接著時 ,恒流源電流 I1c對電容 C2 充電 ,所以 C2 兩端電壓 cU 為 cU = 1/c(∫ I1cdt)=I1ct/c 8 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 3 0 J u n 2 0 05 S he e t o f F i l e : H : \ 玲玲 \ d i a n l i d i a n z i . D db D r a w n B y:R?R E S 2R?R E S 2R?R E S 2R?R E S 2R?R E S 2R?R E S 2R?R E S 2R?R E S 2R?R E S 2R?R E S 2R?R E S 2R?R E S 2C?C A PC6C?C A PC?C A PD?D I O D ED?D I O D ET?T R A N S 3D?D I O D E S C H O T T K