單相橋式全控整流電路電阻性負(fù)載的設(shè)計(jì)整流電路是把交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的電路。大多數(shù)整流電路由變壓器、整流主電路和濾波器等組成。它在直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速、發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)、電解、電鍍等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。因?yàn)殡娏﹄娮蛹夹g(shù)是將電子技術(shù)和控制技術(shù)引入傳統(tǒng)的電力技術(shù)領(lǐng)域，利用半導(dǎo)體電力開(kāi)關(guān)器件組成各種電力變換電路實(shí)現(xiàn)電能的變換和控制，而構(gòu)成的一門(mén)完整的學(xué)科。其學(xué)習(xí)方法與電子技術(shù)和控制技術(shù)有很多相似之處，因此要學(xué)好這門(mén)課就必須做好實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)。又因?yàn)檎麟娐窇?yīng)用非常廣泛，而鋸齒波移相觸發(fā)晶閘管全控整流電路又有利于夯實(shí)基礎(chǔ)，所以本課程設(shè)計(jì)主要研究單結(jié)晶體管觸發(fā)的單相橋式全控整流電路。一、主電路圖設(shè)計(jì)和工作原理1、主電路圖圖1單相橋式全控整流主電路單相橋式全控整流電路如圖所示。電路由四個(gè)晶閘管和負(fù)載電阻組成。晶閘管和 組成一對(duì)橋臂， 和 組成另一對(duì)橋臂。2、晶閘管的工作原理通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明：)1只有當(dāng)晶閘管同時(shí)承受正向陽(yáng)極電壓和正向門(mén)極電壓時(shí)晶閘管才能導(dǎo)通，兩者缺一不可。)2晶閘管一旦導(dǎo)通后門(mén)極將失去控制作用，門(mén)極電壓對(duì)管子隨后的導(dǎo)通或關(guān)斷均不起作用，故使晶閘管導(dǎo)通的門(mén)極電壓不必是一個(gè)持續(xù)的直流電壓，只要是一個(gè)具有一定寬度的正向脈沖電壓即可，脈沖的寬度與晶閘管的開(kāi)通特性及負(fù)載性質(zhì)有關(guān)。這個(gè)脈沖常稱(chēng)之為觸發(fā)脈沖。)3要使已導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷，必須使陽(yáng)極電流降低到某一數(shù)值之下<約幾十毫安)。這可以通過(guò)增大負(fù)載電阻，降低陽(yáng)極電壓至接近于零或施加反向陽(yáng)極電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。這個(gè)能保持晶閘管導(dǎo)通的最小電流稱(chēng)為維持電流，是晶閘管的一個(gè)重要參數(shù)。3、電路工作原理晶閘管和組成一對(duì)橋臂，和組成另一對(duì)橋臂。當(dāng)變壓器二次電壓為正半周時(shí)端為正，端為負(fù)），相當(dāng)于控制角Q的瞬間給和以觸發(fā)脈沖，和導(dǎo)通，這時(shí)電流從電源端經(jīng)TR流回到電源端。這期間和均承受反壓而截止。當(dāng)電源電壓過(guò)零時(shí)，電流也降到零，和即關(guān)斷。在電源電壓的負(fù)半周期，仍在控制角為口處觸發(fā)晶閘管 和，則和 導(dǎo)通。電流從電源端經(jīng)、、流回電源端。到一周期結(jié)束時(shí)電壓過(guò)零，電流亦降至零， 和 關(guān)斷。在電源電壓的負(fù)半周期， 和均承受反向電壓而截止。很顯然上述兩組觸發(fā)脈沖在相位上相差°0以后又是和導(dǎo)通，如此循環(huán)工作下去。4、主電路元件參數(shù)計(jì)算輸出電壓平均值I'和輸出電流平均值。1r7rL 1+cosa4丁…………二°,"^^<i)九=方＜2）（2＞晶閘管的移相范圍當(dāng)% 時(shí)，不計(jì)控制角余量，即按。。計(jì)算由% .得:4=/166”考慮到變壓器損耗和晶閘管的壓降，取」，物＜3）此時(shí)，把＜3）式及'I~'代入＜1）式可得，"J，（）*",即匕-"2，然又把＜3）式及I""〃代入＜1）式可得，U：「'：1即F’3,然后可取所以控制角的移相范圍是（…＞

）晶閘管的電流平均值h和有效值「為:當(dāng)a）晶閘管的電流平均值h和有效值「為:當(dāng)a=77時(shí)當(dāng)a=31時(shí)1002X20It=嬴f6(sin2aKf= =2.0396平均值］"='如'二3.2478Admax 1.5/又因?yàn)镮=3.989>1=3.2478A,所以?。?＞晶閘管所承受的最大正向電壓2力和最大反向電壓為滴U/故晶閘管的額定電壓UT=（2?3）。"=（2?3）X180x^2=760V晶閘管的額定電流為=晶閘管的額定電流為=(1.5?2)x3.989=7A本設(shè)計(jì)中我選用個(gè)的晶閘管。（5＞變壓器參數(shù)：變壓器二次側(cè)電流有效值為：I2=j2lT=J2x6.2623=8,856A變壓器二次側(cè)電流有效值為：變壓器容量：S=U：3=180x9=16MVAui380 19變壓器變比：”力180 9 2,1變壓器二次側(cè)電壓有效值為：口2=因皿二、觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)1、晶閘管觸發(fā)主要有移相觸發(fā)、過(guò)零點(diǎn)觸發(fā)和脈沖列調(diào)制觸發(fā)等。觸發(fā)電路對(duì)其產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖要求:

<1）、觸發(fā)信號(hào)可為直流、交流或脈沖電壓。<2）、觸發(fā)信號(hào)應(yīng)有足夠的功率<觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流）。<3）、觸發(fā)脈沖應(yīng)有一定的寬度，脈沖的前沿盡可能陡，以使元件在觸發(fā)導(dǎo)通后，陽(yáng)極電流能迅速上升超過(guò)掣住電流而維持導(dǎo)通。<）4、觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的陽(yáng)極電壓同步，脈沖移相范圍必須滿足電路要求。2、單結(jié)晶體管簡(jiǎn)易觸發(fā)電路如圖2時(shí),單結(jié)晶體管導(dǎo)通，、觸發(fā)電路工作原理隨著電容的充電，口；逐漸升高。當(dāng)“Ubi=Up-Up。然后電容通過(guò) 放電，當(dāng)放電至4<Uv時(shí)，單結(jié)晶體管重新時(shí),單結(jié)晶體管導(dǎo)通，、觸發(fā)電路工作原理隨著電容的充電，口；逐漸升高。當(dāng)“Ubi=Up-Up。然后電容通過(guò) 放電，當(dāng)放電至4<Uv時(shí)，單結(jié)晶體管重新圖2單結(jié)晶體管簡(jiǎn)易觸發(fā)電路單結(jié)晶體管自振蕩電路皿的波形如圖圖3觸發(fā)電路波形關(guān)斷使Ubi=° 上便得到一個(gè)脈沖電壓然后輸出。4、單結(jié)晶體管簡(jiǎn)易觸發(fā)電路各元件參數(shù)對(duì)于單結(jié)晶體管，我選用型硅單結(jié)晶體管，其分壓比n為~我令n在Ebb 2b1=20V條件下測(cè)得峰點(diǎn)電流％=2口A，谷點(diǎn)電流】L5niA，谷點(diǎn)電壓U、.'SV，基極間調(diào)制電流為廠"n】A,則峰點(diǎn)電壓為：Up=nEbb+UD=0.6X20+0.7=12.7VE-Uplp取E-Uplp取E=30V，則:電阻R「應(yīng)滿足L―"一30-12.730-3.530-12.7LSx10；三,三2義10即；17.7k。4【1386501/考慮到晶閘管的觸發(fā)電壓一般取6V，則6 10-6R.= ^=400。R?= ^=267。15x10 ,ISx1(),穩(wěn)壓二極管選用2CW22M硅穩(wěn)壓二極管，％=30V,P/； 25()n】W380_19_變壓器二次側(cè)電壓取40V，同步變壓器變比為n=40-2-’T=RCln-^市電為50Hz，則主電路周期為0.01s,由 1-n得a0.01x-=T=a0.01x-=T=ReCln1—11即0.01ac=r0.01x310.01a當(dāng)「，腦時(shí)，,772<R「<g)k0.01x310.01aJ= = =0.1062uF成卻 1800x17,7x1000xin0.01a 0.01x31° C]= = ~?=0.00022uFnRIn- 180°x8650X1000XIn——-e1-r[ 1-U-o當(dāng)「，77時(shí)，m<R「<8650k。

0.01a=0.0.26376uF0.01x77°o 1180X17.7X1000xIn所以電容C的取值范圍為＜0.00054nF,0.10620.01aci= i7"o0.01X770.01a=0.0.26376uF0.01x77°o 1180X17.7X1000xIn所以電容C的取值范圍為＜0.00054nF,0.10620.01aci= i7"o0.01X77 1―=0.00054uF180°X8650X1000XIn1_Q6電容器C通常在V0.047UF,0.5U1；）范圍內(nèi)取值，因此可取C=0.1圖4主電路及觸發(fā)電路三、主電路、觸發(fā)電路相結(jié)合的完整電路圖如圖—eT0L111FnKJ、主電路變壓器二次側(cè)輸出口2的波形如圖

圖 U2的波形、當(dāng)控制角。，31時(shí)，輸出與兒的波形如圖圖631時(shí)，，兒的波形、當(dāng)控制角。，77時(shí)，輸出4，二的波形如圖圖 uU77時(shí)，Ud/】d的波形五、設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)單相橋式全控整流電路的設(shè)計(jì)，使我加深了對(duì)整流電路的理解，同時(shí)對(duì)電力電子技術(shù)產(chǎn)生了濃烈的興趣。此次設(shè)計(jì)的主電路由四個(gè)晶閘管和負(fù)載電阻組成，觸發(fā)電路由單結(jié)晶體管的自振蕩電路組成，根據(jù)要求確定出各元件參數(shù)，由觸發(fā)電路分別觸發(fā)和、和，使成對(duì)晶閘管輪流導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)整流輸出。雖然在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到很多困難，但我通過(guò)在圖書(shū)館找資料，在網(wǎng)上查閱相關(guān)信息，迎難而上，當(dāng)然也離不開(kāi)老師和同學(xué)的幫助，最終完成了課程設(shè)計(jì)?？傮w來(lái)說(shuō)，這次的課程設(shè)計(jì)帶給我的收獲是沒(méi)有預(yù)料到的，我也從中體會(huì)到了學(xué)習(xí)的快樂(lè)，當(dāng)每次解決一個(gè)問(wèn)題后，那種愉悅的心情是無(wú)法比擬的。在設(shè)計(jì)中我也熟悉了 、 等軟件，理論和實(shí)踐有著很大一部分的差距，實(shí)踐是建立在理論的基礎(chǔ)上的，沒(méi)有理論的支撐實(shí)踐就會(huì)沒(méi)有方向，不知道從何下手。同時(shí)理論是對(duì)實(shí)踐的驗(yàn)證，只有多注重實(shí)踐，才能將所學(xué)的知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用。可以說(shuō)沒(méi)有老師和同學(xué)的幫助，我是無(wú)法完成設(shè)計(jì)的，這也讓我明白了團(tuán)隊(duì)合作在學(xué)習(xí)工作中的重要性，在以后的學(xué)習(xí)中，我會(huì)彌補(bǔ)自己的缺點(diǎn)，加強(qiáng)與別