单相桥式全控整流电路阻感负载课程设计matlab_单项整流电路课程设计

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中 北 大 学 电 子 技 术 课 程 设 计 引言

1.1 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，通过电力电子计术的课程设计达到以下几个目的：1.培养综合应用所学知识，设计电路的能力；2.较全面地巩固和应用本课程中所学的理论和方法，掌握整流电路设计的基本方法；3.培养独立思考、独立收集资料、独立设计的能力；4.培养分析、总结及撰写技术报告的能力。1.2 内容简介

介绍了单相桥式全控整流电路的工作原理和主要环节，并且分析几种常用的触发角，在此基础上运用MATlAB软件分别对电路的仿真进行了设计；实现了对单项桥式全控整流电路的仿真，并对仿真结果进行分析。1.3 设计要求

1、单相桥式相控整流的设计要求为： 负载为阻感性负载

2、技术要求: 1)、电源电压：交流100V/50Hz 2)、输出功率：500W 3)、触发角：60课程设计方案

2.1 整流电路

单相相控整流电路可分为单相半波、单相全波和单相桥式相控流电路，它们所连接的负载性质不同就会有不同的特点。而负载性质又分为带电阻性负载、电阻-电感性负载和反电动势负载时的工作情况。单相桥式全控整流电路，电阻-电感性负载，电路简图如下

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此电路对每个导电回路进行控制，与单相桥式半控整流电路相比，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。

单相全控桥式整流电路具有输出电流脉动小，功率因数高，变压器二次电流为两个等大反向的半波，没有直流磁化问题，变压器利用率高的优点。

单相全控桥式整流电路其输出平均电压是半波整流电路2倍，在相同的负载下流过晶闸管的平均电流减小一半，且功率因数提高了一半。2.2 主电路的设计 2.2.1电路的组成电路组成：该电路为单相桥式全控整流电路，由变压器﹑四个晶闸管﹑电感及电阻组成，如图（a）所示。2.2.2 电路工作原理及分析

1）工作原理：

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3.1 参数关系

①输出电压平均值Ud和输出电流平均值Id UdUdR 12U2sintd(t)22U2cos0.9U2cos

Id

②晶闸管的电流平均值IdT和有效值IT

IdT12Id

I1TId0.707Id 2

③输出电流有效值I和变压器二次电流有效值I2

II2Id

④ 晶闸管所承受的最大正向电压和反向电压均为: 3.2 参数的计算

1.在阻感负载下电流连续，整流输出电压的平均值为

Ud0.9U2cos0.9*100*1/2V45V 2.变压器二次侧输出电压为

U12U2sint2dtU2100V

3.整流输出电流平均值为

I500dPU45A11.1Ad

4.变压器二次侧电流为

I2Id11.1A

2U2

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5.电阻为

RUd45I4.05d11.1

6.晶闸管承受的最大反向电压为

2U21002V141.4V 7.晶闸管的额定电压为

UN2~3141.4V283~424V 8.流过晶闸管电流有效值为

IdVTI27.85A

9.晶闸管的额定电流为

I1.5~2IVTN1.577.5~10A

10.延迟时间为

1180t1T60501503603603.33mst260

36013.3ms11.U1=220V U2=100V变压器变比为 K=U1/U2=220/100=2.2 3.3 晶闸管的选择

该电路为大电感负载，电流波形可看作连续且平直的。

晶闸管的额定电压和晶闸管的额定电流为

UN2~3141.4V283~424V I1.5~2IVTN1.577.5~10A

中 北 大 学 电 子 技 术 课 程 设 计 MATLAB 仿真

4.1 单相桥式全控整流电路带阻感负载MATLAB建模

利用MATLAB仿真软件对单项桥式全控整流电路和控制电路进行建模并仿真，单相桥式全控整流电路带阻感性负载MATLAB建模。

单相桥式全控整流电路带阻感性负载仿真电路图如图所示：

4.2 仿真结果与分析

当延迟角α=60°,U=100V,P=500W，f=50HZ时波形如图：

（单相桥式全控桥阻感负载α=60°）

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参 考 文 献

[1].王兆安.电力电子技术.机械工业出版社.2009 [2].洪乃刚.电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真.机械工业出社.2006