1、1前 言 前 言 前 言 前 言电力电子学 ,又称功率电子学 (PowerElectronics)。它主要研究各种电力电子器件 ， 以及由这些电力电子器件所构成的各式各样的电路或装置 ， 以完成对电能的变换和控制 。 它既是电子学在强电 (高电压 、 大电流 )或电工领域的一个分支 ， 又是电工学在弱电 (低电压 、 小电流 )或电子领域的一个分支 ， 或者说是强弱电相结合的新科学 。 电力电子学是横跨 “ 电子 ” 、 “ 电力 ” 和 “ 控制 ” 三个领域的一个新兴工程技术学科。 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
2、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
3、。由于电力电子技术是将电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域 ， 利用半导体电力开关器件组成各种电力变换电路实现电能和变换和控制 ， 而构成的一门完整的学科 。 故其学习方法与电子技术和控制技术有很多相似之处 ， 因此要学好这门课就必须做好课程设计 ， 因而我们进行了此次课程设计 。 又因为整流电路应用非常广泛 ， 而 单相全控桥式晶闸管整流电路 又有利于夯实基础 ， 故我们将单结晶体管触发的单相晶闸管全控整流电路这一课题作为这一课程的课程设计的课题。2目 录 目 录 目 录 目 录一 、 设 计课题 .31.课 程设计的内容2设 计条件 31.3要 求完成的主要任务 .3二 、 设 计方案
4、的选择 42.1单 相桥式全控整流电路 .4单 相双半波可控整流电路 42.3具 体供电方案 . 5三 、 单 相双半波晶闸管整流电路设计 63.1总 电 路原理 框 图 . .62晶 闸管工作原理 .3.参 数的计算 . 8 主 电路中各元件参数的计算 .8 变 压器的参数计算 .103.4元 件的选择 . 整 流元件的选择 . 10 保 护电路 的 工作原理及元器件的选择 .四 、 相 控触发电路原理图及工作原理 .134.1相 控触发芯片的选择 12相 控触发工作原理及电路原理图 14五 、单相双半波整流电路的 MATLAB仿 真实验 .155.1MATLAB软 件介绍 2系 统建模与参
5、数设置 15 模 型的建立 1 模 型电路参数的设置 5 模 型电路的波形显示 .16六 、结论 20七 、参考文献 .1附 录 . 22附 录 33一 、 一 、 一 、 一 、 设 计 课 题 设 计 课 题 设 计 课 题 设 计 课 题单相双半波晶闸管整流电路的设计（反电势、电阻负载）1.课 程 设 计 的 内 容 了解课程设计任务书所规定的设计内容； 查阅资料文献 ， 了解所选题目的具体要求 、 国内外现状 ， 熟悉实验装置的结构 、功能，看懂现有的技术、工程图纸（电气原理图、控制板原理图、电气接线 图 ） ； 在熟悉工作原理的基础上实现系统中各主要部分的功能； 总结实验数据，分析结
6、果，得出结论，撰写 5000字以上的设计报告（包括前言、目录、正文、结论、参考文献 ） 。设计报告正文必须包括以下内容： 主电路选型 ; 主 电 路 参 数 的 计 算 ： 包 括 无 源 器 件 和 有 源 器 件 的 具 体 型 号 及 设 计 参 数 ， 根据工作条件考虑各项电气参数 ; 电 路 的 驱 动 、 保 护 原 理 设 计 ： 包 括 晶 闸 管 、 MOSFET或 IGBT元 件 的 驱 动 、控制和保护电路 ; A3或 A4幅面的主电路图及触发电路图 (或驱动电路图 ); 仿真：利用 PSPICE或 Matlab/Simulink仿真软件分析电路的工作过程。1.2设 计
7、条 件 ： 电源电压：交流 100V/50Hz 输出功率： 5000W 移相范围 30o150o 反电势： E=70V1.3要 求 完 成 的 主 要 任 务 ： 主电路设计 （ 包括整流元件定额的选择和计算等 ） ,讨论晶闸管电路对电网及系统功率因数的影响。 触发电路设计。触发电路选型（可使用集成触发器 ） ，同步信号的产生等。 晶闸管的过电压保护与过电流保护电路设计，计算保护元件参数并选择保护元件型号。 提供系统电路图纸不少于一张。 利用仿真软件分析电路的工作过程。4二 、 二 、 二 、 二 、 设 计 方 案 的 选 择 设 计 方 案 的 选 择 设 计 方 案 的 选 择 设 计
8、方 案 的 选 择2.1单 相 桥 式 全 控 整 流 电 路图 2-1单相桥式全控整流电路 图此 电 路 对 每 个 导 电 回 路 进 行 控 制 ， 无 须 用 续 流 二 极 管 ， 也 不 会 失 控 现 象 ， 负载 形 式 多 样 ， 整 流 效 果 好 ， 波 形 平 稳 ， 应 用 广 泛 。 变 压 器 二 次 绕 组 中 ， 正 负 两 个半 周 电 流 方 向 相 反 且 波 形 对 称 ， 平 均 值 为 零 ， 即 直 流 分 量 为 零 ， 不 存 在 变 压 器 直流 磁 化 问 题 ， 变 压 器 的 利 用 率 也 高 。 并 且 单 相 桥 式 全 控 整
9、 流 电 路 具 有 输 出 电 流 脉动 小 ， 功 率 因 素 高 的 特 点 。 但 是 ， 电 路 中 需 要 四 只 晶 闸 管 ， 且 触 发 电 路 要 分 时 触发一对晶闸管，电路 复杂，两两晶闸管导通的时间差用分立元件电路难以控制。2.单 相 双 半 波 可 控 整 流 电 路图 2-2单相双半波可控整流电路单相双半波可控整流电路又称单相全波可控整流电路 。 此电路变压器是带中心抽头的 ， 在 u2正半周 T1工作 ， 变压器二次绕组上半部分流过电流 。 u2负半周 ， VT2工作，变压器二次绕组下半部分流过反方向的电流。单相全波可控整流电路的 Ud波形与单相全控桥的一样 ，
10、 交流输入端电流波形一样 ， 变压器也不存在直流磁化的问题 。 当接其他负载时 ， 也有相同的结论 。 因此 ， 单相全波与单相全控桥从直流输+-VT1 VT2VT3 VT4U1U2+-+-U1U22+- +-ERu0+-iD1iD2i0VT1VT25入端或者从交流输入端看均是一致的 。 适用于输出低压的场合作 电流脉冲大 （ 电阻性负载时）。 相比于 单相全控 整流电路， 单相全波中变压器结构较复杂，材料的消耗多 。 单相全波只用 2个晶闸管，比单相全控桥少 2个，相应地，门极驱动电路也少 2个 ；但是晶闸管承受的最大电压是单相全控桥的 倍 。 单相全波导电回路只含 1个晶闸管，比单相桥少
11、1个，因而管压降也少 1个。在 比 较 两 者 的 电 路 结 构 的 优 缺 点 以 后 决 定 选 用 单 相 全 波 可 控 整 流 电 路 作 为 主电路。 2.3具 体 供 电 方 案变压器一次侧接入 电源电压 为 ： 交流 100V/50Hz。 变压器二次侧电压则根据已知条件提供的参数计算。6三 、 三 、 三 、 三 、 单 相 双 半 波 晶 闸 管 整 流 电 路 设 计 单 相 双 半 波 晶 闸 管 整 流 电 路 设 计 单 相 双 半 波 晶 闸 管 整 流 电 路 设 计 单 相 双 半 波 晶 闸 管 整 流 电 路 设 计3.1总 电 路 原 理 框 图图 3-
12、1总 电路原理 框 图该电路主要由四部分构成 ， 分别为电源 ， 过电保护电路 ， 整流电路和触发电路构成 。 输入的信号经变压器变压后通过过电保护电路 ， 保证电路出现过载或短路故障时 ， 不至于伤害到晶闸管和负载 。 在电路中还加了防雷击的保护电路 。 然后将经变压和保护后的信号输入整流电路中。 在 电 路 中 ,过 电 保 护 部 分 我 们 分 别 选 择 的 快 速 熔 断 器 做 过 流 保 护 ,而 过 压 保 护 则采用 RC电路。整流部分电路则是根据题目的要求，我们选择学过的单相全波整流电路 。 该电路的结构和工作原理是利用晶闸管的开关特性实现将交流变为直流的功能 。 单结晶
13、体管直接触发电路的移相范围变化较大 ， 而且由于是直接触发电路它的结构比较简单。一方面是方便我们对设计电路中变压器型号的选择。 设计电路如图 2-2单相双半波可控整流电路所示。3.2晶 闸 管 工 作 原 理图 3-2晶闸管的内部结构和等效电路7晶闸管由四层半导体 （ P1、 N1、 P2、 N2） 组成 ， 形成三个结 J1（ P1N） 、 J2（ N1P2） 、J3（ P2N） ， 并 分 别 从 P1、 2、 2引 入 A、 G、 K三 个 电 极 ， 如 图 3-2(a)所 示 。 由 于 具有扩散工艺 ， 具有三结四层结构的普通晶闸管可以等效成如图 （ b） 所示的两个晶闸管 T1（
14、 P1-N1-2）和（ N1-P2-N）组成的等效电路。一 个 N四 层 结 构 的 两 端 器 件 ， 可 以 看 成 电 流 放 大 系 数 分 别 为 1和 2的21NP和 21晶体管 ， 其中 2J结为共用集电结 。 当器件加正向电压时 。 正偏 1J结注 入空穴经过1区 的输运，到达集电极结（ 2J） 空穴电流为 AI1； 而正偏的 3结注入电子 ， 经过 2P区的输运到达 2J结的电流为 KI2。 由于 2J结处于反向 ， 通过 2J结的电流还包括自身的反向饱和电流 COI。由上图中的参数可以得到：1和 2分别是晶体管 1V和 2的共基极电流增益 ， 1CBOI和 2CBOI分别是
15、 1V和 2的共基极漏电流。 晶闸管导通与关断两个状态是由阳极电压、阳极电流和门极电流共同决定的 。通常用伏安特性曲线来描述它们之间的关系，如图 3-3所示。图 3-3晶闸管的伏安特性曲线当晶闸管 AKV加正向电压时 ， 1J和 3正偏 ， 2J反偏 ， 外加电压几乎全部降落在2J结 上 ， 2J结 起 到 阻 断 电 流 的 作 用 。 随 着 AKV的 增 大 ， 只 要 BOAKV， 通 过 阳 极电 流 AI都 很 小 ， 因 而 称 此 区 域 为 正 向 阻 断 状 态 。 当 AKV增 大 超 过 以 后 ， 阳 极 电流突然增大 ， 特性曲线过负阻过程瞬间变到低电压 、 大电流
16、状态 。 晶闸管流过由负载 决 定 的 通 态 电 流 TI， 器 件 压 降 为 1V左 右 ， 特 性 曲 线 CD段 对 应 的 状 态 称 为 导 通状态 。 通常将BOV及其所对应的 BOI称之为正向转折电压和转折电流 。 晶闸管导通后)(12122+=CBOCBOGA IIII8能自身维持同态，从通态转换到断态，通常是不用门极信号而是由外部电路控制 ，即只有当电流小到称为维持电流 HI的某一临界值以下，器件才能被关断。当晶闸管处于断态 （ BOAKV） 时 ， 如果使得门极相对于阴极为正 ， 给门极通以电流 GI，那么晶闸管将在较低的电压下转折导通。转折电压 BOV以及转电 流 B
17、O都 是 GI的 函 数 ， GI越 大 ， BO越 小 。 如 图 3所 示 ， 晶 闸 管 一 旦 导 通 后 ， 即使去除门极信号，器件仍然然导通。 当晶闸管的阳极相对于阴极为负 ， 只要ROAKV， AI很小 ， 且与 GI基本无关 。但 反 向 电 压 很 大 时 （ ROAKV） ， 通 过 晶 闸 管 的 反 向 漏 电 流 急 剧 增 大 ， 表 现 出 晶 闸管击穿，因此称 ROV为反向转折电压和转折电流。3.参 数 的 计 算 主 电路中各元件参数的计算单相全波整流 带反电动势电阻负载 电路如图 2-2所示，波形图如图 3-4所示 。图 3-4单相双半波可控整流 带反电动势
18、电阻负载 电路 波形图根据图中 可知 ， 单相全波整流电路的输出电压与桥式整流电路的输出电压相 同 ，其中 。设 电阻值的大小为 R。由条件可以得到：（ 1） 2U的幅值为： i0O Eu0 wtIdO wta VEUE 1405.070)sin(2)sin(2 = VU992=6=9（ 2）在一个周期内，任意 t时刻所求的瞬时功率分为两部分： 当 或 者 时， 0=tP； 当 时， REtUtUPt )sin(2()sin(2 = 。当 时，在一个周期内的平均功率为最大值 WP50=，有以下公式：代入数据得到：=76.0R(3)输出平均电压为 :（ 4） 流过负载的平均电流为：（ 5） 流过
19、负载的电流 有效值 为：(6)晶闸管 所承受的最大反向电压为： VUU2802m ax =（ 7） 晶闸管 所承受的最大反向电压为： AIIVT382=（ 8） 晶闸管 的额定 电压为： VUUN 840560)32(m ax= 取 VUN800=（ 9） 晶闸管 的额定 电 流 为： AIIVTN 4.483.3657.1)25.1( = 取 AIN40=VEwtdtUUmd 5.10062)()sin(120 =+= 60t t65656t = )()sin(2)sin(21 wtdREwtUwtUP AwtdREwtUId 8.39)()sin(210 = AwtdREwtUI 8.53
20、)()sin(21 22 =10 变 压器的参数计算（ 1）变压器二次侧电压的计算：在变压器一次侧接入 100V/50Hz的 电源 电压 ， 输出功率 5000W， 移相范围 ： 30 -150 。 经过计算 ， R=0.766 ,变压器二次侧的电压值有效值为 ： VU1982=。其频率为 50Hz。（ 2）变压器一二次侧电流的计算：根据条件有 ， 21211=UN， 当变压器二次侧绕组的一半有电流通过时 ， 且二次侧电流的有效值 AI8.532=，此时变压器一次侧电流的有效值为：I.21（ 3）变压器容量的计算： kVAAVIUS 38.58.53101 =（ 4）变压器型号的选择： 2:1
21、:21=NkVAS38.5=3.4元 件 的 选 择 整 流元件的选择由于单相双半波整流带阻性负载主电路主要元件是晶闸管 ， 所以选取元件时主要考虑晶闸管的参数及其选取原则。晶闸管的主要参数如下： (1)电 压 定 额 NVTU 断 态 重 复 峰 值 电 压 DRM断 态 重 复 峰 值 电 压 是 在 门 极 断 路 而 结 温 为 额 定 值时 ， 允 许 重 复 加 在 器 件 上 的 峰 值 电 压 。 反 向 重 复 峰 值 电 压 RMU反 向 重 复 峰 值 电 压 是 在 门 极 断 路 而 结 温 为 额 定 值时 ， 允 许 重 复 加 在 器 件 上 的 反 向 峰 值
22、 电 压 。 通 态 （ 峰 值 ） 电 压TM通 常 取 DRMU和 RM中 较 小 的 ， 再 取 靠 近 标 准 的 电压 等 级 作 为 晶 闸 管 型 的 额 定 电 压 。 在 选 用 管 子 时 ， 额 定 电 压 要 留 有 一 定 裕 量 ， 应 为 正常 工 作 时 晶 闸 管 所 承 受 峰 值 电 压 的 2 3倍 ， 以 保 证 电 路 的 工 作 安 全 。晶 闸 管 的 额 定 电 压 ),m in(RMDRTMUU=VUNVT 840562)32( 取 VUNVT800=： 工 作 电 路 中 加 在 管 子 上 的 最 大 瞬 时 电 压1(2)电流定额 NV
23、TI通 态 平 均 电 流 )(A， 其 定 义 是 晶 闸 管 在 室 温 40 和 规 定 的 冷 却 条 件 下 ， 结 温不 超 过 额 定 结 温 时 所 允 许 的 流 过 的 最 大 工 频 正 弦 半 波 电 流 的 平 均 值 。 将 此 电 流 按 晶 闸管 标 准 电 流 取 相 近 的 电 流 等 级 即 为 晶 闸 管 的 额 定 电 流 。 晶 闸 管 的 选 择 原 则 ： 所 选 晶 闸 管 电 流 有 效 值 VTI大 于 元 件 在 电 路 中 可 能 流 过 的 最 大 电 流 有 效 值 。 选 择 时 考 虑 （ 1.5 2） 倍 的 安 全 裕 量
24、。 即 AIIVTN 4.483.3657.)25.1( = 取 AINVT40=则晶闸管的额定电流为 INVT40。在本次设计中选用 2个 KP50-10D的晶闸管 。 保 护电路 的 工作原理及元器件的选择（ 1） 保护电路 的 工作原理 过电流保护（ overcurrentprotection）过电流保护就是当电流超过预定最大值时，使保护装置动作的一种保护方式 。当流过被保护原件中的电流超过预先整定的某个数值时 ， 保护装置启动 ， 并用时限保证动作的选择性 ， 使断路器跳闸或给出报警信号 。 当电力电子变流装置内部某些器件被击穿或短路；驱动、触发电路或控制电路发生故障；外部出现负载过载
25、 ； 直流侧短路 ； 可逆传动系统产生逆变失败 ； 以及交流电源电压过高或过低 ； 均能引起装置或其他元件的电流超过正常工作电流 ， 即出现过电流 。 因此 ， 必须对电力电子装置进行适当的过电流保护。 过电压保护 （ overvoltageprotection）过 电压 保护 是 当 电压 超过预定最大值时 ， 使 电源 断开或使受控设备电压降低的一种保护方式 。 设备在运行过程中 ， 会受到由交流供电电网进入的操作过电压和雷击过电压的侵袭 。 同时 ， 设备自身运行中以及非正常运行中也有过电压出现 ， 因此 ，必须对电力电子装置进行适当的过电压保护 。晶闸管的过流、过压保护电路 如图 3-
26、5所示。图 3-5晶闸管的 过流、过电压保护电路RCVTFU12（ 2） 保护电路 元器件 的 选择过变压器二次侧保护 ， 采用快速熔断器是电力电子装置中最有效 、 应用最广的一种过电流保护措施。 选择 快速熔断器应考虑： 电压等级应根据熔断后快熔实际承受的电压来确定 ，取 800V电压值 。 电流容量应按其在主电路中的接入方式和主电路联结形式确定。快熔一般与电 力 半 导 体 器 件 串 联 连 接 ， 在 小 容 量 装 置 中 也 可 串 接 于 阀 侧 交 流 母 线 或 直 流 母 线中。 快熔的 tI2值应小于被保护器件的 最大 允许 tI2m ax值。 为保证熔体在正常过载情况下
27、不熔化，应考虑其时间电流特性。因为晶闸管的额定电流 为 40A,快速熔断器的熔断电流大 于 1.5倍的晶闸管额定电流，所以快速熔断器的熔断电流为 60A。 选择型号为 KH000-63A/1000VAC。对过电压 、过电流 保护，采用并联 RC电路的方式，对电阻和电容大小选取的计算式如下： 电容 C的选择： FINVT2110)5.2(8= 选择 2uF的电容。 电阻 R的选择： = 4.1082.54)367.0(535)42( 2I 选择 80电阻。13四 、 相 控 触 发 电 路 原 理 图 及 工 作 原 理 4.1相 控 触 发 芯 片 的 选 择相控触发电路芯片选 择 KJ004
28、集成触发电路芯片构成的集成触发 器 KJ004可控硅 移 相 电 路 可 控 硅 移 相 触 发 电 路 适 用 于 单 相 、 三 相 全 控 桥 式 供 电 装 置 中 ,作 可 控 硅的 双 路 脉 冲 移 相 触 发 。 器 件 输 出 两 路 相 差 180度 的 移 相 脉 冲 ,可 以 方 便 地 构 成 全 控桥式触发器线路 。 电路具有输出负载能力大 、 移相性能好 、 正负半周脉冲相位均衡性 好 、 移 相 范 围 宽 、 对 同 步 电 压 要 求 低 ,有 脉 冲 列 调 制 输 出 端 等 功 能 与 特 点 。 芯 片KJ004的原理图如图 4-1所示：图 4-1芯
29、片 KJ004的内部原理图芯片 KJ004有 12个引脚，其 封装引脚图如图 4-2所示 ：图 4-2芯片 KJ004的外部引脚图004KJ04J14该芯片的引脚功能如表 4-1所示：功 能 输出 空 锯齿波形成 -Ve(1k)空 地 同步输入 综合比较 空 微分阻容 封锁调制 输出 +Vcc引线脚号 1234567891012314516表 4-1芯片 KJ004的引脚功能表4.2相 控 触 发 工 作 原 理 及 电 路 原 理 图晶闸管触发主要有移相触发 、 过零触发和脉冲列调制触发等 。 触发电路对其产生的触发脉冲要求： 触发信号可为直流、交流或脉冲电压。 触发信号应有足够的功率（触发
30、电压和触发电流 ） 。 触发脉冲应有一定的宽度，脉冲的前沿尽可能陡，以使元件在触发导通后 ，阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通。 触发脉冲必须与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范围必须满足电路要求 。单结晶体管触发电路由单结晶体管构成的触发电路具有简单 、 可靠 、 抗干扰能力强 、 温度补偿性能好 ， 脉冲前沿徒等优点 ， 在容量小的晶闸管装置中得到了广泛应用 。 他由自激震荡 、 同步电源 、 移相 、 脉冲形成等部分组成 ， 电路图如图 4-3所示。图 4-3相控触发电路原理图15五 、 单 相 双 半 波 整 流 电 路 的 五 、 单 相 双 半 波 整 流 电 路 的 五 、
31、单 相 双 半 波 整 流 电 路 的 五 、 单 相 双 半 波 整 流 电 路 的 MATLB仿 真 实 验 仿 真 实 验 仿 真 实 验 仿 真 实 验5.1MATLB软 件 介 绍本 次 系 统 仿 真 采 用 目 前 比 较 流 行 的 控 制 系 统 仿 真 软 件 MATLAB， 使 用 MATLAB对控制系统进行电算机仿真的主要方法有两种，一是以控制系统的传递函数为基础 ，使用 MATLAB的 Simulink工具箱对其进行电算机仿真研究 。 另外一种是面向控制系统 电 气 原 理 结 构 图 ， 使 用 PowerSystem工 具 箱 进 行 调 速 系 统 仿 真 的
32、新 方 法 。 本 次系统仿真采用后一种方法。 5.2系 统 建 模 与 参 数 设 置 模 型的建立单相 双半波晶闸管 整流电路模型主要由交流电源 、 同步触发脉冲 、 反电动势电阻 负 载 、 测 量 等 部 分 组 成 。 采 用 MATLAB面 向 电 气 原 理 结 构 图 方 法 构 成 的 单 相 双 半波 整流电路仿真模型如图 5-1所示。图 5-1单相 双半波 整流电路仿真模型 模 型电路参数的设置在搭建好图 5-1所示的 单相 双半波 整流电路 之后 ， 需要对电路中各个元器件的参数进行设置。 双击 SeriesRLCBranch元件，选择 Branchtype为 R，即只
33、含有电阻，并且设置 Resistance(Ohms)参数为 0.766。双击反电动势负载器件 DCVoltageSourced，设置参数 Amplitude(V)为 70。在电路中用到的双半波模型可以用两个交流电压源ACVoltageSource代替，双击元件，修改峰值电压参数 Peakamplitude(V)为 140，设置频率 Frequency(Hz)为 50。控制晶闸管的触发脉冲 PulseGenerator只需要一个 ， 双击之后 ， 设置其参数 Period(secs)为 0.01， 即频率为 100Hz。 设置参数 Phasedelay(secs)的值，可以控制晶闸管的触发角。1
34、6 模 型电路的波形显示设置不同的触发角，观察仿真电路的波形，主要观察电压源波形、输出电路中的电压波形 、 电流波形以及电阻负载两端的电压波形 。 在下列图形中 ， 第一个波形图为电压源波形 ， 第二个波形图为输出电路中的电压波形 ， 第三个波形图为输出电路中的电流波形，第四个波形图为电阻负载两端的电压波形。 当触发角o15=时 ， 对应 的 PulseGenerator器件的参 数 Phasedelay(secs)设置为 0.000835。输出波形如图 5-2所示：图 5-2触发角 o15=时的电路波形图 当触发角 o30=时 ， 对应 的 PulseGenerator器件的参 数 Phas
35、edelay(secs)设置为 0.00167。输出波形如图 5-3所示：图 5-3触发角 o30=时的电路波形图 当触发角 o45=时 ， 对应 的 PulseGenerator器件的参 数 Phasedelay(secs)17设置为 0.0025。输出波形如图 5-4所示：图 5-4触发角 o45=时的电路波形图 当触发角 o60=时 ， 对应 的 PulseGenerator器件的参 数 Phasedelay(secs)设置为 0.00333。输出波形如图 5-5所示：图 5-5触发角 o60=时的电路波形图 当触发角 o90=时 ， 对应 的 PulseGenerator器件的参 数
36、Phasedelay(secs)设置为 0.005。输出波形如图 5-6所示：图 5-6触发角 o90=时的电路波形图 当触发角 o120=时，对应的 PulseGenerator器件的参数 Phasedelay18(secs)设置为 0.00668。输出波形如图 5-7所示：图 5-7触发角 o120=时的电路波形图 当触发角 o135=时，对应的 PulseGenerator器件的参数 Phasedelay(secs)设置为 0.0075。输出波形如图 5-8所示：图 5-8触发角 o135=时的电路波形图 当触发角 o150=时，对应的 PulseGenerator器件的参数 Phase
37、delay(secs)设置为 0.00835。输出波形如图 5-8所示：图 5-8触发角 o150=时的电路波形图19 当触发角 o165=时，对应的 PulseGenerator器件的参数 Phasedelay(secs)设置为 0.009185。输出波形如图 5-9所示：图 5-9触发角 o165=时的电路波形图从以上的波形图可以看出，输出电流在一个周期内有部分时间为 0的情况，称为电流断续。当触发角 o300时，触发脉冲到来，晶闸管承受负电压，不可能导通。为了使晶闸管可靠导通，要求触发脉冲有足够的宽度，保证当 =t时刻有晶闸管开始承受正电压时，触发脉冲仍然存在。这样，相当于触发角被推迟了
38、 。但是当oo180150时，触发脉冲到来，晶闸管承受负电压，依旧不可能导通，即晶闸管在 oot段内截止 。 当负载为直流电动机时 ， 如果出现电流断续 ，则电动机的机械特性将很软。一般在主电路的直流输出侧串联一个平波电抗器 ， 用来简绍电流的脉动和延长晶闸管导通的时间。20六 、 六 、 六 、 六 、 设 计 设 计 设 计 设 计 总 结 总 结 总 结 总 结通过单相双半波整流电路的设计 ， 使我加深了对 单相双半波晶闸管 整流电路的理解， 并且 对电力电子该课程产生了浓厚的兴趣。对于一个电路的设计 ， 首先应该对它的理论知识很了解 ， 而知识的积累源于对书本的了解 。 应该不断地查找
39、 、 搜集资料 ， 这样才能设计出性能好的电路 。 整流电路中 ， 开关器件的选择和触发电路的选择是最关键的 ， 开关器件和触发电路选择的好，对整流电路的性能指标影响很大。 在这次课程设计过程中 ， 碰到的难题就是对晶闸管的相关参数的计算 。 平时考试中对晶闸管的各个参数进行过计算 ， 而本次的课程设计则是把理论知识应用到实践中去，通过对实际情况的考虑，对这种计算过程的影响更加的深刻。 在算出元件的各个参数之后 ， 则是对电路中的各个元器件选型 ， 这一步也很关键 。 仅仅在电脑上呢仿真成功是不够的 ， 需要实际做出成品 ， 而实际情况则需要考虑更多的因素 ， 这需要选择的元器件满足计算出来的
40、参数的要求 。 而若要实际设计的电路能够持久稳定地运行 ， 需要设计保护电路 ， 以防止过电压或是过电流对元器件造成损害。 通过这次课程设计我对于文档的编排格式 、 原理图有了一定的了解 ， 这对于以后的毕业设计及工作需要都有颇大的帮助 ， 在完成课程设计的同时我也在复习一遍电力电子技术这门课程，把以前一些没弄懂的问题基本掌握了。21七 、 七 、 七 、 七 、 参 考 文 献 参 考 文 献 参 考 文 献 参 考 文 献1. 电力电子技术（第 5版 ） 王兆安、刘进军主编。机械工业出版社2.电工学的 MATLAB实践 黄忠霖主编。国防工业出版社3. 单相双半波可控整流稳压器的研制 高明玲
41、 、 张学义4. 晶闸管桥式半控整流电路详解 王海欣 、 黄海宏 、 唐海源 、 吴黎丽5. 晶闸管 整流电路仿真实验 李艳6. 单相双半波可控整流稳压发电装置的研究 张学义 、 高明玲 、 张亮修7. 晶闸管整流电路电抗器电感的测定方法 赵风金 、 刘永红2223附 录 附 录 附 录 附 录 电 路 中 元 器 件 的 型 号 及 参 数 表 电 路 中 元 器 件 的 型 号 及 参 数 表 电 路 中 元 器 件 的 型 号 及 参 数 表 电 路 中 元 器 件 的 型 号 及 参 数 表 单 相 双 半 波 整 流 电 路 主 电 路 单 相 双 半 波 整 流 电 路 主 电 路
42、 单 相 双 半 波 整 流 电 路 主 电 路 单 相 双 半 波 整 流 电 路 主 电 路元 器件 型 号或参数 元 器件 型 号或参数FU1KH00-63A/10VACFU2KH00-63A/10VACR 8 R 8C 2uF C 2uFVT1KP50-1DVT2KP50-1DR .76 E 7V晶 闸 管 触 发 电 路 晶 闸 管 触 发 电 路 晶 闸 管 触 发 电 路 晶 闸 管 触 发 电 路元 器件 型 号或参数 元 器件 型 号或参数r110k r210k3 5 435 6 r738k r85109510 10 k1 c .47uFc20.47uF30RP18k RP2k.VD2CZ2CVD2CZ82CT1 3DK4 T 3DK4
