單相半波整流電路的設(shè)計

精品精品doc單相半波整流電路的設(shè)計摘要□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□為使變壓□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□為使變壓□□□□□□,□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□口閘管不□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□口閘管不□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□關(guān)鍵詞：□□□,□□,□□I錯誤！未指定書簽。I錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤.未指定書簽。錯誤.未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。錯誤！未指定書簽。目錄摘要課題背景選題背景參數(shù)選擇單相半波整流電路的設(shè)計單相半波整流電路（電阻負載）工作原理和電路特點（電阻負載）電路原理圖（電阻負載）參數(shù)計算（電阻負載）仿真波形（電阻負載）結(jié)論（電阻負載）單相半波整流電路（電感負載）工作原理（電感負載）仿真波形（電感負載）單相半波整流電路（阻感負載）工作原理（阻感負載）電路原理圖（阻感負載）參數(shù)計算（阻感負載）仿真波形（阻感負載）致謝參考文獻課題背景選題意義電力電子技術(shù)是以電力、電能為研究對象的電子技術(shù)，又稱電力電子學(xué)

（PowerElectronics）。它主要研究各種電力電子半導(dǎo)體器件，以及由這些電力電子器件

所構(gòu)成的各式各樣的電路或設(shè)置，以完成對電能的變換和控制。電力電子學(xué)是橫跨“電

子”“電力”“控制”三個領(lǐng)域的一個新興工程技術(shù)學(xué)科。由于電力電子技術(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)體電力開關(guān)器件組成各種電力變換電路實現(xiàn)電能的變換和控制，而構(gòu)成的一門完整的學(xué)科。故其學(xué)習(xí)方法與電子技術(shù)和控制技術(shù)有很多的相似之處。單相半波整流電路是一種相對重要的整流電路，把交流電能轉(zhuǎn)換成直流電能的一種整流電路。它可以應(yīng)用到很多的地方，在許多的元器件中都有用到，范圍廣泛。在充分理解單相半波整流電路工作原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計出單相半波整流電路帶電阻負載、電感負載、阻感負載時的電路原理圖，使用 軟件對所設(shè)計的電路帶不同負載的情況下晶閘管取三個不同的觸發(fā)角（要求a>900，=900和<900各取一個角度）進行仿真，分別獲得Ud、Id、UVT、IVT、I2波形，并對所給出的角度計算上述數(shù)值。參數(shù)選擇脈沖參數(shù)：導(dǎo)通角a=60°，90°，120°電源：U=220V2電阻：R=100Q電感L=100mH頻率f:50Hz單相半波整流電路的設(shè)計單相半波整流電路（電阻負載）工作原理和電路特點（電阻負載）工作原理：在變壓器二次繞組兩端串接一個電阻和一個晶閘管。在晶閘管處于斷態(tài)時，電路中無電流負載電阻兩端電壓為零。u全部施加于兩端。如在u正半周2 2承受陽極電壓期間的皿時刻給門極加觸發(fā)脈沖，則開通。忽略晶閘管通態(tài)電壓，1則直流輸出電壓瞬時值m與u相等。至n即u降為零時，電路中電流亦降至零，d2 2

關(guān)斷，之后u、u均為零。

di電路特點：接線簡單，使用的整流元件少，但輸出的電壓低、脈動大、效率也低。電路原理圖（電阻負載）圖2-1單相半波整流電路原理圖（電阻負載）參數(shù)計算（電阻負載）觸發(fā)角a：a移相范圍為0°?180°

導(dǎo)通角0：0=180°-a

輸出電壓平均值U=—J兀42Usinwtd(wt)=^2U2(1+COSa)=0.45U1+CoSa"(2-1)d 2兀a2 2兀 2 2輸出電流平均值U□I=-U□I=-d-

dR（2-2）負載電流平均值,U'K-asin2a”I=T' 負載電流平均值,U'K-asin2a”I=T' + 2R%2K 4兀（2-3）晶閘管電流有效值, U:k-a sin2a”I=一， + VTR\,2K4K（2-4）仿真波形（電阻負載）以下波形依次為U、U、U、I、I、I的波形

,.i 2dVT2dVT（a）導(dǎo)通角a=60°時，由下式U=U=0.45義220義得d1+cos60o 二74.25V圖2-2a=60°時單相半波整流電路波形（電阻負載）

（b）導(dǎo)通角a=90°時，由下式1+cos90o-0.45義220義 =49.5V2

49.5100―49.5100―0.495A圖2-3a=90°時單相半波整流電路波形（電阻負載）⑹導(dǎo)通角a=120°時，

由下式U―0.45U―0.45義220義得d1+cos120o —27.45V27.45 —0.2745A100圖2-4a=120°時單相半波整流電路波形（電阻負載）結(jié)論（電阻負載）（a）在電源電壓正半波（0~兀區(qū)間），晶閘管承受正向電壓，在wt=a處觸發(fā)晶閘管，晶閘管開始導(dǎo)通，形成負載電流I，負載上有輸出電壓和電流?！? ■. ■ d（b）在wt=兀時刻，U—0，電源電壓自然過零，晶閘管電流小于維持電流而關(guān)斷，2負載電流為0。⑹在電源電壓負半波（兀~2兀區(qū)間），晶閘管承受反向電壓而處于關(guān)斷狀態(tài)，負載上沒有輸出電壓，負載電流為0。直到電壓電源U2的下個周期的正半波，脈沖在wt—2兀+a處又觸發(fā)晶閘管，晶閘管再次被觸發(fā)導(dǎo)通，輸出電壓和電流有加在負載上，如此不斷反".' - '.■' 復(fù)。單相半波整流電路（電感負載）工作原理（電感負載）當負載為點電感性負載時，此時因為負載電感的感生電動勢作用，晶閘管前電壓為負值

的時候電流不一定為零，有可能繼續(xù)為正電流導(dǎo)通。此時負載電壓比晶閘管前電壓更

負（差值等于整流管正向壓降）。此時，因為電壓為負，所以電流在下降過程中等電

流減到零的瞬間，晶閘管才截止。電路原理圖（電感負載）圖2-5單相半波整流電路原理圖（電感負載）仿真波形（電感負載）以下波形依次為U、U、U、I、I、I的波形

2dVT2dVT（1）導(dǎo)通角a=60°時，圖2-6a=60°時單相半波整流電路波形（電感負載）（2）導(dǎo)通角a=90°時，圖2-7a=90°時單相半波整流電路波形（電感負載）（3）導(dǎo)通角a=120°時，圖2-8a=120°時單相半波整流電路波形（電感負載）單相半波整流電路（阻感負載）工作原理（阻感負載）（a）在wt=0?a期間：晶閘管陽-陰極間的電壓U大于零，此時沒有觸發(fā)信號，晶閘AK管處于正向關(guān)斷狀態(tài)，輸出電壓、電流都等于零。（b）在wt=a時刻，門極加觸發(fā)信號，晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通，電源電壓U加到負載上，輸2TOC\o"1-5"\h\z出電壓U=U。由于電感的存在，負載電流I只能從零按指數(shù)規(guī)律逐漸上升。d2 d（c）在wt=wt~wt期間：輸出電流I從零增至最大值。在I的增長過程中，電感產(chǎn)1 2 d d生的感應(yīng)電勢力圖限制電流增大，電源提供的能量一部分供給負載電阻，一部分為電感的儲能。（d）在wt=wt~wt期間：負載電流從最大值開始下降，電感電壓改變方向，電感釋2 3...... 放能量，企圖維持電流不變。（e）在wt=兀時，交流電壓U過零，由于感應(yīng)電壓的存在，晶閘管陽極、陰極間的電2壓U仍大于零，晶閘管繼續(xù)導(dǎo)通，此時電感儲存的磁能一部分釋放變成電阻的熱能，AK另一部分磁能變成電能送回電網(wǎng)，電感的儲能全部釋放完后，晶閘管在U2反壓作用下而截止。直到下一個周期的正半周，即wt=2兀+a時，晶閘管再次被觸發(fā)導(dǎo)通，如此循

環(huán)不已。電路原理圖（阻感負載）圖2-9單相半波整流電路原理圖（阻感負載）參數(shù)計算（阻感負載）L—d+Ri=■<2Usinwt□dtd2初始條件：wt=a，i=0

d求解可得:idsin(a—①)eR(M"-。，)

wL十“，力2sin(idsin(a—①)eR(M"-。，)

wL十“，力2sin(wt一①)。其中Z=rR2+(wL)2,wL9=arctan——R當wt=9+a時，i=0，代入上式整理得

dsin(a-0)etan9=sin(0+a-9)□當a、9均已知時，可由上式求出0。

電壓平均值為U=1-J°+a,/2usinwtd（wt）=0.255U[os-cos?+a）捫d 2兀a2 2電流平均值為U□I——d-

dR兀一a1I— 1 [1]dVT 2兀 dIVT—,1—卜12d(wt)—\-2Kad:兀-a口）2兀。IVD

r111兀+ar//、 ,兀+?！? J 12d(wt)— 1\，2兀ad 2兀 d仿真波形（阻感負載）以下波形依次為U、U、U、I、I、I的波形.■ ■ ■ ； 2dVT2dVT（a）導(dǎo)通角a=60°時，圖2-10a=60°單相半波整流電路波形（阻感負載）（b）導(dǎo)通角a=90°時，圖2-10a=90°單相半波整流電路波形（阻感負載）（c）導(dǎo)通角a=120°時，圖2-11a=120°單相半波整流電路波形（阻感負載）3設(shè)計總結(jié)體會在這次課程設(shè)計中，我們做的是單相半波整流電路的課程設(shè)計。對于課程設(shè)計的內(nèi)容，首先要做的應(yīng)是對設(shè)計內(nèi)容的理論理解，在理論充分理解的基礎(chǔ)上，才能做好課程設(shè)計，才能設(shè)計出性能良好的電路。在生產(chǎn)實際中有很多場合都需要用到可調(diào)的直流電源，比如直流電動機的調(diào)速，同步電動機的勵磁，電焊等?？衫镁чl管的單向?qū)щ娞匦越M成的可控整流電路來滿足。而可控整流，就是把交流電變換成大小可調(diào)的單一方向直流電的過程，單相半波可控整流電路就是其中的一種。為了更好的做好這次的課程設(shè)計，我們首先仔細的了解了單相半波可控整流電路的工作原理，工作方式等等，我們仔細地閱讀了課本，包括我們在這次課程設(shè)計中會用到的一些公式。由于我們是第一次接觸課程設(shè)計，所以在這次的課程設(shè)計中，我們的效率不是很高，其中包括對PSIM軟件不是很熟悉，花了一些時間去熟悉它，我們覺得在這次的設(shè)計中，提高了我們對理論知識的理解程度，進一步的理解了單相半整流電路的工作原理，增加了我們小組的團隊合作精神，同時也培養(yǎng)了我們自己解決問題的習(xí)慣，為我們以后在工作中解決問題打好了良好的基礎(chǔ)。致謝這是我第二次做課程設(shè)計了，但是這次的課程設(shè)計給我的印象最深。因為得到了同學(xué)耐心的幫助，它不僅要運用電力電子的知識還要我們熟練的掌握PSIM的運用，這就是理論與實際的結(jié)合。通過這次的課程設(shè)計，我發(fā)現(xiàn)了電力電子技術(shù)的重要性，它里面的器件如晶閘管之類的還可以對我們實際的電路起到提高效率和保護作用，可以通過控制它的觸發(fā)脈沖來實現(xiàn)它的關(guān)斷，這都是非常常見但是卻非常有實際意義的。課程設(shè)計并沒有想象中的那么順利，其間我們也遇到了很多的困難，但是在大家的討論和同學(xué)的幫助下我們還是完成了，這讓我意識到只要我們努力了，就沒有攻