单相桥式全控整流电路RLEWord下载.docx

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整流电路是电力电子电路中出现最早的一种，他的作用是将交流电能变成直流电能供给直流用电设备。

本文以单项桥式全控整流电路为研究对象，介绍了单项桥式全控整流电路-RLE的工作原理，介绍了单项桥式全控整流电路的主要环节及工作原理，在此基础上运用PSIM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，计算。

关键词：

单项桥式全控整流电路，晶闸管，额定电流，PSIM，波形，仿真设计

1选题背景

在电力电子技术中，可控整流电路是非常重要的内容，整流电路是将交流电变为直流电的电路，其应用非常广泛。

工业中大量应用的各种直流电动机的调速均采用电力电子装置；

电气化铁道、电动汽车、飞机、船舶、电梯等交通运输工具中也广泛采用整流电力电子技术；

各种电子装置如通信设备中的程控交换机所用的直流电源、大型计算机所需的工作电源、微型计算机内部的电源都可以利用整流电路构成的直流电源供电，可以说有电源的地方就有电力电子技术的设备。

1.1指导思想

单相桥式全控整流电路是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。

1.2基本设计任务

在充分理解单相桥式全控整流电路工作原理的基础上，设计出单相桥式全控整流电路带阻感反电势（取较小和较大电感量各一个）负载时的电路原理图，使用PSIM软件对所设计的电路带不同负载的情况下晶闸管取不同的触发角（要求α=900和＜900各取一个角度）进行仿真，分别获得Ud、Id、UVT、IVT、I2波形，并对所给出的角度计算上述数值。

要求成果：

1）设计出合理的整流电路图。

2）选择不同触发角度，仿真出波形并作计算。

3）给出详细的仿真过程描述和详细的计算步骤和过程。

2电路设计

2.1总体方框图

图2-1总体方框图

2.2原理图

图2-2原理图

2.3仿真图

图2-3仿真图

2-4工作情况分析

在单相桥式全控整流电路中，晶闸管VT1和VT4组成一对桥臂，VT2和VT3组成另一对桥臂。

在理想情况下进行分析。

第一阶段：

在U2正半波的（0～α）区间：

晶闸管VT1、VT4承受正压，但无触发脉冲，处于关断状态。

假设电路已工作在稳定状态，则在0～α区间由于电感释放能量，晶闸管VT2、VT3维持导通。

第二阶段：

在U2正半波的ωt=α时刻及以后：

在ωt=α处触发晶闸管VT1、VT4使其导通，电流沿电源+→VT1→RLE→VT4→电源-流通，此时负载上有输出电压（Ud=U2）和电流。

电源电压反向加到晶闸管VT2、VT3上，使其承受反压而处于关断状态。

第三阶段：

在U2负半波的（π～π+α）区间：

当ωt=π时，电源电压自然过零，感应电势使晶闸管VT1、VT4继续导通。

在电压负半波，晶闸管VT2、VT3承受正压，因无触发脉冲，VT2、VT3处于关断状态。

第四阶段：

在U2负半波的ωt=π+α时刻及以后：

在ωt=π+α处触发晶闸管VT2、VT3使其导通，电流沿+→VT3→RLE→VT2→-流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载上，负载上有输出电压（Ud=-U2）和电流。

此时电源电压反向加到VT1、VT4上，使其承受反压而变为关断状态。

晶闸管VT2、VT3一直要导通到下一周期ωt=2π+α处再次触发晶闸管VT1、VT4为止。

3调试过程及波形图

3.1L1=5mH时α=300和α=900

取L非常小时，虽然负载中有电感使负载电流不能突变，电杆对负载电流起平衡作用，但是L很小，续流过程很短暂。

α=300时Ud、Id、UVT、IVT、I2的波形为

图3-1-1

α=900时Ud、Id、UVT、IVT、I2的波形为

图3-1-2

3.2L1=500mH时α=300和α=900

当取L较大时，L里面所储存的能量较多，此时阻碍中有电杆是负载电流不能突变，电杆对负载电流起平衡作用，负载电流Id连续且波形近似为一水平线，U2过零变负时，由于电感作用晶闸管VT1和VT4中仍流过电流Id，并不关断。

图3-2-1

图3-2-2

4计算数据

直流输出电压平均值：

直流输出电流平均值：

流经晶闸管的电流有效值：

流经晶闸管的电压有效值：

变压器二次侧的电流有效值：

取R1=4Ω，E=50V

当α=300时，Ud=171.47v

Id=12.147A

IVT=8.5A

UVT=6.07v

I2=12.147A

当α=900时，Ud=0v

5小结

经过此次课程设计的锻炼，我的确学习了不少东西！

之前只是咋爱学习课本的理论知识，时间毕竟接触的很少，总感觉不到我们所学的东西到底有什么使用价值，而在课设期间，我才发现了我们学习的理论知识的价值和作用，而且通过这次机会很好的巩固了一下理论，使理论和实践有机的结合为一体。

这不管是在我今后的学习中还是生活中都将产生莫大的影响!

参考文献

[1].王兆安，刘进军，电力电子技术北京机械工业出版社，2009

[2]石玉.电力电子技术题例与电路设计指导北京：

机械工业出版社,1999