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1、 电力电子技术 课程设计（论文）题目：单相全波可控整流电路（）课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室：电气学 号学生姓名专业班级课程设计（论文）题目单相全波可控整流电路（）课程设计（论文）任务将单相220V交流电转换为连续可调的直流电，为1台直流电动机供电。设计的主要任务包括：1、 方案的经济技术论证。2、 主电路设计。3、 通过计算选择整流器件的具体型号。4、 确定变压器变比及容量。5、 确定平波电抗器。6、 设计或选择合适的触发电路。指导教师评语及成绩成绩： 指导教师签字： 年 月 日目 录第1章 课程设计目的与要求11.1 课程设计目的11.2 课程设计的预备知识11.
2、3 课程设计要求1第2章 课程设计内容221基本原理介绍222电路设计的经济性论证323主电路设计42. 4触发电路设计或选择6第3章 课程设计的考核103.1 课程设计的考核要求103.2 课程性质与学分10第4章 设计总结11参考文献11第1章 课程设计目的与要求1.1 课程设计目的“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。因此，要求学生能综合应用所学知识，设计出具有电压可调功能的直流电源系统，能够较全面地巩固和应用本课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌整流电路设计的基本方法。培养学生独立思考、独立收集资料、独立设计的能力；培养分析、总结及撰写技术报
3、告的能力。1.2 课程设计的预备知识熟悉电力电子技术课程、电机学课程的相关知识。1.3 课程设计要求按课程设计指导书提供的课题，根据第下表给出的基本要求及参数独立完成设计，课程设计说明书应包括以下内容：1、 方案的经济技术论证。2、 主电路设计。3、 通过计算选择整流器件的具体型号。4、 确定变压器变比及容量。5、 确定平波电抗器。7、触发电路设计或选择。8、课程设计总结。9、完成4000字左右说明书，有系统电气原理图，内容完整、字迹工整、图表整齐规范、数据详实。设计技术参数工作量工作计划1、 单相交流220V电源。2、 整流输出电压Ud在0110V连续可调。3、 整流输出电流最大值A。4、
4、反电势负载，Em=100V。5、要求工作电流连续。1、方案的经济技术论证。2、主电路设计。3、通过计算选择整流器件的具体型号。4、确定变压器变比及容量。5、确定平波电抗器6、触发电路设计或选择。7、绘制主电路图。第一周：周一：收集资料。周二：方案论证周三：主电路设计。周四：理论计算。周五：选择器件的具体型号。第二周：周一：触发电路设计或选择周二：确定变压器变比及容量周三：确定平波电抗器。周四五：总结并撰写说明书。第2章 课程设计内容2.1基本原理介绍单相全波整流电路如图所示，图中Tr为电源变压器，它的作用是将交流电网电压VI变成整流电路要求的交流电压 ，RL是要求直流供电的负载电阻。 单相全波
5、整流电路的工作原理可分析如下。为简单起见，晶闸管用理想模型来处理，即正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。在v2的正半周，电流从变压器副边线圈的上端流出，只能经过VT1流向RL，在负载上产生一个极性为上正下负的输出电压。在v2的负半周，其极性与图示相反，电流从变压器副边线圈的下端流出，只能经过VT2流向RL，电流流过RL时产生的电压极性仍是上正下负，与正半周时相同。其电流通路如图中虚线箭头所示。综上所述，三相全波整流电路巧妙地利用了晶闸管的单向导电性，根据变压器副边电压的极性分别导通，将变压器副边电压的正极性端与负载电阻的上端相连，负极性端与负载电阻的下端相连，使负载上始终可以得到一个单方向的脉
6、动电压。根据上述分析，可得单相全波整流电路的工作波形如下图。由图可见，通过负载RL的电流iL以及电压vL的波形都是单方向的全波脉动波形。单相全波整流电路的优点是纹波电压较小，同时因电源变压器在正、负半周内都有电流供给负载，电源变压器得到了充分的利用，效率较高2.2电路设计的经济性论证2.2.1单相全波可控整流电路中变压器的二次绕组带中心抽头，结构较复杂。绕组及铁心对铜、铁等材料的消耗比单相全控桥多，在当今世界上有色金属资源有限的情况下，这是不利的。2.2.2单相全波可控整流电路中只用两个晶闸管，比单相全控桥式可控整流电路少2个，相应的，晶闸管的门极驱动电路也少两个，但是在单相全波可控整流电路中
7、，晶闸管承受的最大电压为2*20.5U2，是单相全控桥式整流电路的2倍。2.2.3单相全波可控整流电路中，导电回路只含1个晶闸管，比单相桥少一个，因而也少了一次管压降。从上述2，3考虑，同时其纹波电压较小，同时因电源变压器在正、负半周内都有电流供给负载，电源变压器得到了充分的利用，效率较高，所以单相全波电路适宜于在低输出电压的场合。2.3 主电路设计主电路如图所示：平波电抗器LKP6400-1-12电路波形图如下所示：2.3.1具体计算如下：单相全波整流电路波形与单相全控桥波形一样，所以有：=0.9cosa 其中0a90度，=(-E)/R 当a=0度时，最大，=0.9U2=110v 所以有=1
8、22V =/R =(110-100)/R=10 所以有 R=1=10A =2=345V故晶闸管选用KP6400-1-12即可满足要求。2.3.2变压器变比k=U/=220/122=110/61=12210=1.22103.考虑到安全性问题以及损耗，取变压器S=3104 W，2.3.3平波电抗器的确定如图2（b）所示，id波形在一个周期内有部分时间为零的情况，称为电流断续。与此对应，若波形不出现为0的情况，称为电流连续。当a-E1(-15V),V5又重新导通.这时uc5又立即降到-E1,使V7,V8截止,输出脉冲终止.可见,脉冲前沿由V4导通时刻确定,V5(或V6)截止持续时间即为脉冲宽度.所以
9、脉冲宽度与凡响充电回路时间常数R11、C13有关.2.4.2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 电路等.图1所示为恒流电路方案.由V1,V2,V3和C2等元件组成,其中V1,Vs,RP2和R3为一恒流电路.当 V2接着时,恒流源电流I1c对电容C2充电,所以C2两端电压为 = 1/c(I1cdt)=I1ct/c图1 同步信号为锯齿波的触发电路按线性增长,即V3的基极电位按线性增长.调节电位器RP2,即改变C2的恒定充电电流I1c,可见RP2是用来调节锯齿波斜率的.当V2导通时,由于R4阻值很小,所以C2迅速放电,使ub3电位迅速降到零伏附近.当V2周期性
10、地导通和关断时,ub3便形成一锯齿波,同样ue3也是一个锯齿波电压,如图1所示.射极跟随器V3的作用是见效控制回路的电流对锯齿波电压ub3的影响.V4管的基极电位由锯齿波电压,直流控制电压,直流偏移电压up三个电压作用的叠加值所确定,它们分别通过电阻R6,R7和R8与基极相接.设uh为锯齿波电压ue3单独作用在V4基极b4时的电压,其值为 uh=ue3(R7/R8)/R6+(R7/R8)可见uh仍为一锯齿波,但斜率比ue3底.同理偏移电压up单独作用时b4的电压up为 up=up(R6/R7)/R8+(R6/R7)可见up仍为一条与up平行的直线,但绝对值比up小.直流控制电压单独作用时b4的电压为 =(R6/R8)/R7+(R6/R8)可见仍为与平行的一直线,但绝对值比小.如果=0,up为负值时,b4点的波形有+ 确定,如图2所示.当为正值时,b4点的波形由+确定.由于V4的
