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单相桥式整流电路纯电阻负载课程方案.doc


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袃***1引言 蒅电力电子技术又称为功率电子技术,他是用于电能变换和功率控制的电子技术。电力电子技术是弱电控制强电的方法和手段,是当代高新技术发展的重要内容,也是支持电力系统技术革命发展的重要基础,并节能降耗、增产节约提高生产效能的重要技术手段。微电子技术、计算机技术以及大功率电力电子技术的快速发展,极大地推动了电工技术、电气工程和电力系统的技术发展和进步。羂电力电子器件是电力电子技术发展的基础。正是大功率晶闸管的发明,使得半导体变流技术从电子学中分离出来,发展成为电力电子技术这一专门的学科。而二十世纪九十年代各种全控型大功率半导体器件的发明,进一步拓展了电力电子技术应用和覆盖的领域和范围。电力电子技术的应用领域已经深入到国民经济的各个部门,包括钢铁、冶金、化工、电力、石油、汽车、运输以及人们的日常生活。功率范围大到几千兆瓦的高压直流输电,小到一瓦的手机充电器,电力电子技术随处可见。电力电子技术在电力系统中的应用中也有了长足的发展,电力电子装置与传统的机械式开关操作设备相比有动态响应快,控制方便,灵活的特点,能够显著地改善电力系统的特性,在提高系统稳定、降低运行风险、节约运行成本方面有很大潜力。荿随着科学技术的日益发展,人们对电路的要求也越来越高,由于在生产实际中需要大小可调的直流电源,而相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定,利用它可以方便地得到大中、小各种容量的直流电能,是目前获得直流电能的主要方法,得到了广泛应用。在电能的生产和传输上,目前是以交流电为主。电力网供给用户的是交流电,而在许多场合,例如电解、蓄电池的充电、直流电动机等,需要用直流电。要得到直流电,除了直流发电机外,最普遍应用的是利用各种半导体元件产生直流电。这个方法中,整流是最基础的一步。整流,即利用具有单向导电特性的器件,把方向和大小交变的电流变换为直流电,整流的基础是整流电路。膈本文以单相桥式全控整流电路电阻性负载为研究对象,介绍了单相桥式全控整流电路的工作原理,并对MATLAB/SIMULINK模块中电力电子仿真所需要的电力系统模块做了简要的说明,介绍了单相桥式全控整流电路的主要环节及工作原理,并且分析了触发角为30°的情况,在此基础上运用MATLAB软件分别对电路的仿真进行了设计,实现了对单相桥式全控整流电路的仿真,并对仿真结果进行分析。(1):膅袀图(1)肇1)闸管VT1和VT4组成一对桥臂,VT2和VT3组成另一对桥臂。肄2)在U2正半周(即a点电位高于b点电位)薄若4个晶闸管均不导通,id=0,ud=0,VT1、VT4串联承受电压U2。薀在触发角a处给VT1和VT4加触发脉冲,VT1和VT4即导通,电流从电源a端经VT1、R、VT4流回电源b端。肈3)当U2过零时,流经晶闸管的电流也降到零,VT1和VT4关断。蒇4)在U2负半周,仍在触发角a处触发VT2和VT3,VT2和VT3导通,电流从电源b端流出,经VT3、R、VT2流回电源a端。羄5)到U2过零时,电流又降为零,VT2和VT3关断。莁单相全控桥式带电阻负载时的电路及波形如图(2)所示:膀薅莃u肁(羇i羈)袂p袁w聿t肆w节t薂w肀t膄0羅0节0袇i薇2莅u肂d罿i蚅d螄b)蕿c)羀d)羈d芃d艿a螇a膆u蚃VT肀1,4衿图(2))晶闸管承受的最大正向电压和反向电压分别为和。袀2)整流电压平均值为:薇蒁蒀α=0时,Ud=Ud0=。α=180°时,Ud=0。可见,α角的移相范围为180°。蚈3)向负载输出的直流电流平均值为:螅膅芁4)流过晶闸管的电流平均值:蝿肇蚄5)为选择晶闸管、变压器容量、导线截面积等定额,需考虑发热等问题,为此需计算电流有效值。流过晶闸管的电流有效值:羁薆变压器二次电流有效值I2与输出直流电流有效值I相等,为:膆肃由上两式可见螁蚈不考虑变压器的损耗时,要求变压器的容量为S=。蒂U2=100V时,不计控制角余量按α=30°计算虿1)由Ud==)由P=500W得Id==)U1=220V,U2=100V蒆变压器变比K=)晶闸管承受的最大正向电压为=,最大反向电压为=,考虑安全余量,则晶闸管额定电压UN=(2~3)=283~424V莂ⅰ)所选晶闸管电流有效值ITn大于元件在电路中可能流过的最大电流有效值。羃ⅱ)选择是考虑(~2)倍的安全余量。即薈ITn=(AV)=(~2)ITM***IT(AV)≥(~2)ITM/)当α=30°时晶闸管流

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  • 时间2019-03-25