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单相半控桥式晶闸管整流电路

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武汉理工大学《电力电子技术》课程设计说明书

目录

1设计目的 .................................................................................................................... 1

2设计任务 .................................................................................................................... 1

3主要技术参数 ............................................................................................................ 1

4主电路图 .................................................................................................................... 2

5触发电路和保护电路 ................................................................................................ 3

5.1触发电路.......................................................................................................... 3

5.1.1同步信号为锯齿波的触发电路........................................................... 3

5.1。2集成触发器........................................................................................ 4

5。2保护电路....................................................................................................... 5

5.2。1过电压保护........................................................................................ 5

5.2。2过电流保护........................................................................................ 6

6电路参数计算及元器件选择 .................................................................................... 7

6。1电路参数计算............................................................................................... 7

6.2元器件选择...................................................................................................... 7

6.2。1晶闸管的选取.................................................................................... 7

6。2。2变压器的选取................................................................................. 8

6.2。3快速熔断器选取................................................................................ 8

6。2。4过电压电路的元件选取................................................................. 8

7主要节点电压和电流波形 ........................................................................................ 9

设计小结 ..................................................................................................................... 13

参考文献 ..................................................................................................................... 14

武汉理工大学《电力电子技术》课程设计说明书

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1设计目的

1、把从电力电子技术课程中所学到的理论和实践知识,在课程设计实践中全面综合的加以运用，使这些知识得到巩固、提高,并使理论知识与实践技能密切结合起来；

2、初步树立起正确的设计思想，掌握一般电力电子电路设计的基本方法和技能,培养观察、分析和解决问题及独立设计的能力,训练设计构思和创新能力；

3、培养具有查阅参考文献和技术资料的能力，能熟悉或较熟悉地应用相关手册、图表、国家标准,为今后成为一名合格的电气工程技术人员进行必须的基本技能和基本素质训练。

2设计任务

1、通过查阅参考资料完成单相半控桥式晶闸管整流电路的设计任务；

2、绘制电气控制原理图，包括主电路图及触发电路图（或驱动电路图），正确选择或设计元器件，订列元器件目录清单;

3、编制完整的设计说明书。

3主要技术参数

技术数据：负载为反电势、电阻负载，输出功率500KW，移相范围30º~150º，反电势E=70V

设计条件：电源电压:交流100V/50Hz 武汉理工大学《电力电子技术》课程设计说明书

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4主电路图

每一个导电回路由1个晶闸管和1个二极管构成。在正半周,处触发VT1,经VT1和VD4向负载供电。在负半周，处触发VT3，向VT1加反压使之关断，经VT3和VD2向负载供电.只有在绝对值大于E时,才有晶闸管承受正电压，有导通的可能。晶闸管导通后,，直至，即降至0似的晶闸管关断，此后。与普通单相全控桥式晶闸管整流

电路不同的是,加了负载加了反动电势后,电路在半个周期内导通角范围为.其中为停止导电角，。

主电路图和电路图工作波形如图1（a)和图1（b)所示。

图1 单相半控桥式晶闸管整流电路,电阻、反电动势负载时的主电路及波形 b) i d O E u d

 t

I d

O  t    武汉理工大学《电力电子技术》课程设计说明书

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5触发电路和保护电路

5。1触发电路

5.1.1同步信号为锯齿波的触发电路

图2为同步信号为锯齿波的触发电路。此电路输出可为双窄脉冲（适用于有两个晶闸管同时导通的电路）,也可为单窄脉冲。主要由一下三个基本环节组成:

脉冲的形成环节:由晶体管V4、V5组成，V7、V8起脉冲放大作用。控制电压加在V4基极上。电路的触发脉冲由脉冲变压器TP二次侧输出，其一次绕组接在V8集电极电路中.脉冲前沿由V4导通时刻确定,脉冲宽度与反向充电回路时间常数R11C3有关。

锯齿波的形成和脉冲移相环节：锯齿波电压形成的方案较多，如采用自举式电路、恒流源电路等，本电路采用恒流源电路。恒流源电路方案由V1、V2、V3和C2等元件组成，其中V1、VS、RP2和R3为一恒流源电路。

同步环节：触发电路与主电路的同步是指要求锯齿波的频率与主电路电源的频率相同且相位关系确定。锯齿波是由开关V2管来控制的.V2开关的频率就是锯齿波的频率——由同步变压器所接的交流电压决定。V2由导通变截止期间产生锯齿波——锯齿波起点基本就是同步电压由正变负的过零点.

V2截止状态持续的时间就是锯齿波的宽度—-取决于充电时间常数R1C1。

双窄脉冲的形成环节：本方案是采用性能价格比优越、每个触发单元的一个周期内输出两个间隔60度的脉冲的电路，成为双脉冲电路。

当V5、V6都导通时，V7、V8都截止，没有脉冲输出.只要V5、V6有一个截止，都会使V7、V8导通，有脉冲输出。第一个脉冲由本相触发单元的对应的控制角产生.隔60的第二个脉冲是由滞后60相位的后一相触发单元产生（通过V6）。

武汉理工大学《电力电子技术》课程设计说明书

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图2 同步信号为锯齿波的触发电路

5.1。2集成触发器

集成电路可靠性高，技术性能好，体积小，功耗低,调试方便，已逐步取代分立式电路.与分立元件的锯齿波移相触发电路相似，分为同步、锯齿波形成、移相、脉冲形成、脉冲分选及脉冲放大几个环节.与分立原件的锯齿波移相触发电路相似。

图3为KJ004的管脚图

图3 KJ004管脚图 武汉理工大学《电力电子技术》课程设计说明书

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各管脚的说明如下表1所示：

表1 KJ004各管脚功能

由KJ004组成的脉冲触发电路如图4,其中划线框内为集成电路部分：

1112161151413943578R23+15V+15V+15VRP1R24R2R20RP4R5R1R3R4R6R7R8R12R10R11R14R19R13R25R26R27R28R20R22R16R17R21R18R15V3V2V1V18V19V20V4V5V6V12V13V14V15V16V9V10V11V8V7V17VS5VS1VS2VS3VS4VS6VS7VS8VS9VD1VD2VD3VD4VD5VD6VD7C1C2ubucous

图4 KJ004电路原理图

5。2保护电路

5。2.1过电压保护

电力电子装置中可能发生的过电压分为外因过电压和内因过电压两类。外因过电压主要包括操作过电压和雷击过电压等。内因过电压主要来自电力电子装置内部器件的关断过程，包括换相过电压和关断过电压。图5给出了各种过电压保护措施及其配置位置。

功 能 输出 空 锯齿波形成 -Vee

(1kΩ） 地 同步输入 综合比较 微分

阻容 封锁

调制 +Vcc

引脚号 1、15 2、6、10 3、4 5 7 8 9 11、12 13、14 16

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单相桥式半控桥式整流电路

单相桥式半控桥式整流电路

电力电子技术实验报告

实验名称： 单相桥式半控整流电路的仿真与分析

班 级： 自动化092

组 别： 第九组

成 员： 吴体体 杨训 雷焕道

金华职业技术学院信息工程学院

2011年 10月 8日 目录

一、单相桥式半控整流电路(阻感性负载、不带续流二极管) .............................................. - 3 -

1.电路的结构与工作原理.................................................................................................. - 3 -

2.建模 ................................................................................................................................. - 4 -

3 仿真结果与分析.............................................................................................................. - 5 -

4小结................................................................................................................................... - 7 -

二、单相桥式半控整流电路(阻-感性负载、带续流二极管) ................................................ - 8 -

单相桥式半控整流电路

单相桥式半控整流电路

武汉理工大学《电力电子》课程设计说明书

摘要

电力电子技术课程设计是在教学及实验基础上，对课程所学理论知识的深化和提高。本次课程设计要完成单相桥式半控整流电路的设计，对电阻负载供电，并使输出电压在0到180伏之间连续可调，由于是半控电路，因此会用到晶闸管与电力二极管。此外，还要用MATLAB对设计的电路进行建模并仿真，得到电压与电流波形，对结果进行分析。

关键词：半控 整流 晶闸管

武汉理工大学《电力电子》课程设计说明书

目录

1 设计内容及要求................................................... 1

2 电路的设计及工作原理............................................. 2

3 元器件的选择..................................................... 4

3.1 晶闸管 ..................................................... 4

3.1.1 晶闸管的结构与工作原理................................ 4

3.1.2 晶闸管的选择.......................................... 5

3.2 电力二极管 ................................................. 6

4 触发电路......................................................... 8

5 MATLAB建模与仿真 ................................................ 9

6 心得体会........................................................ 12

单相桥式半控整流电路实验报告

单相桥式半控整流电路实验报告

单相桥式半控整流电路

实

验

报

告

系别：电气工程系

班级：电器121

姓名：

学号：

实验一 单相桥式半控整流电路实验

一、实验目的：

1、加深对单相桥式半控整流电路带电阻性、电阻电感性负载时各工作情况的理解。

2、了解续流二极管在单相桥式半控整流电路中的作用，学会对实验中出现的问题加以分析和解决。

二、实验主要仪器与设备：

序号 型 号 备 注

1 DJK01 电源控制屏 该控制屏包含“三相电源输出”，“励磁电源”等几个模块。

2 DJK02 晶闸管主电路 该挂件包含“晶闸管”以及“电感”等几个模块。

3 DJK03-1 晶闸管触发电路 该挂件包含“锯齿波同步触发电路”模块。

4 DJK06给定及实验器件 该挂件包含“二极管”以及“开关” 等几个模块。

5 D42 三相可调电阻

6 双踪示波器 自备

7 万用表 自备

三、实验原理

本实验线路如图1所示，两组锯齿波同步移相触发电路均在DJK03-1挂件上，它们由同一个同步变压器保持与输入的电压同步，触发信号加到共阴极的两个晶闸管，图中的R用D42三相可调电阻，将两个 900Ω接成并联形式，二极管VD1、VD2、VD3及开关S1均在DJK06挂件上，电感Ld在DJK02面板上，有100mH、200mH、700mH三档可供选择，本实验用700mH，直流电压表、电流表从DJK02挂件获得。

AVD2VT1S112U1VT3锯齿波触发电路VD1DJK03-1挂件VD3VLd三相电源输出RI1

图1 单相桥式半控整流电路实验线路图

四、实验内容及步骤

1、实验内容：

(1)锯齿波同步触发电路的调试。

(2)单相桥式半控整流电路带电阻性负载。

(3)单相桥式半控整流电路带电阻电感性负载。 2、实验步骤：

 030 060 090 0120 0150

单相桥式半控整流电路实验

单相桥式半控整流电路实验

实验二 单相桥式半控整流电路实验

一．实验目的

1．研究单相桥式半控整流电路在电阻负载，电阻—电感性负载及反电势负载时的工作。

2．熟悉MCL—05组件锯齿波触发电路的工作。

3．进一步掌握双踪示波器在电力电子线路实验中的使用特点与方法。

二．实验线路及原理

见图4-6。

三．实验内容

1．单相桥式半控整流电路供电给电阻性负载。

2．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载（带续流二极管）。

3．单相桥式半控整流电路供电给反电势负载（带续流二极管）。

4．单相桥式半控整流电路供电给电阻—电感性负载（断开续流二极管）。

四．实验设备及仪器

1．MCL系列教学实验台主控制屏。

2．MCL—18组件（适合MCL—Ⅱ)或MCL—31组件（适合MCL—Ⅲ）。

3．MCL—33组件或MCL—53组件（适合MCL—Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ）

4．MCL—05组件或MCL—05A组件

5．MEL—03三相可调电阻器或自配滑线变阻器。

6．MEL—02三相芯式变压器。

7．二踪示波器

8．万用电表

五．注意事项

1．实验前必须先了解晶闸管的电流额定值（本装置为5A），并根据额定值与整流电路形式计算出负载电阻的最小允许值。

2．为保护整流元件不受损坏，晶闸管整流电路的正确操作步骤

（1）在主电路不接通电源时，调试触发电路，使之正常工作。

（2）在控制电压Uct=0时，接通主电源。然后逐渐增大Uct，使整流电路投入工作。

（3）断开整流电路时，应先把Uct降到零，使整流电路无输出，然后切断总电源。

3．注意示波器的使用。

4．MCL—33（或MCL—53组件）的内部脉冲需断开。

5．接反电势负载时，需要注意直流电动机必须先加励磁

六．实验方法

1．将MCL—05（或MCL—05A，以下均同）面板左上角的同步电压输入接MCL—18的U、V输出端（如您选购的产品为MCL—Ⅲ、Ⅴ，则同步电压输入直接与主控制屏的U、V输出端相连）， “触发电路选择”拨向“锯齿波”。