1、 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
2、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
3、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=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
4、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)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t=时刻及以后:在t=处触发晶闸管VT1、VT4使其导通,电流沿电源+VT1RLEVT4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(+)区间:当t=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
5、无触发脉冲,VT2、VT3处于关断状态。第四阶段:在U2负半波的t=+时刻及以后:在t=+处触发晶闸管VT2、VT3使其导通,电流沿+VT3RLEVT2-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t=2+处再次触发晶闸管VT1、VT4为止。3 调试过程及波形图3.1 L1=5mH时=300和=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。=300时Ud、Id、UVT、IVT、I2的波形
6、为图3-1-1=900时Ud、Id、UVT、IVT、I2的波形为图3-1-23.2 L1=500mH时=300和=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3-2-24 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=4,E=50V当=300 时,Ud=171.47v Id=12.147A IVT=8.5A UVT=6.07v I2=12.147A当=900 时,Ud=0v5 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
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