发布时间 : 星期六 文章单相全波可控整流器的设计更新完毕开始阅读bf6773dfa58da0116c17494b
武汉理工大学《电力电子技术》课程设计说明书
触发时，VT1承受反向电压而截止。输出电压的波形出现了负值部分。
在电源电压u2 负半周期间，晶闸管T2 承受正向电压，在ωt=α+π时触发，T2 导通，T1反向则截止，负载电流从T1 中换流至T2中。在ωt=2π时，电压Vin过零，T2因电感L中的感应电动势一直导通，直到下个周期T1 导通时，T3、T4因加反向电压才截止。 当负载由电阻和电感组成时称为阻感性负载。例如各种电机的励磁绕组、整流输出端接有平波电抗器的负载等等。单相全波可控整流电路带阻感性负载的电路如图2所示。由于电感储能，而且储能不能突变因此电感中的电流不能突变，即电感具有阻碍电流变化的作用。当流过电感中的电流变化时，在电感两端将产生感应电动势引起电压降UL。
负载中电感量的大小不同，整流电路的工作情况及输出Ud、Id 的波形也不同。当负载电感量L较小（即负载阻抗角φ），控制角α>φ时，负载上的电流断续；当电感L增大时，负载上的电流断续的可能性就会减小；当电感L很大，且ωLd》Rd时，这种负载称为大电感负载。此时大电感阻止负载中电流的变化，负载电流连续，可看作一条水平直线。 值得注意的是，只有当α≤π/2时，负载电流才连续；当α>π/2时，负载电流断续，而且输出电压的平均值均接近于零，因此这种电路控制角的移相范围是0~π/2。 各电量的波形图如图3所示：
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图3 单相全波可控整流电路波形图
图3中第一个小图CP1是第一个晶闸管的触发脉冲，第二图是经变压器转换后的输入电压Vin，第三个图是阻感负载的输出电压Vd，第四个图是流过晶闸管的的电流I2，第五个图是负载的输出电流Id，第六个图是晶闸管VT1所承受的电压UvT。
2.2负载电阻R的选择
触发角?（0
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2.3晶闸管的选择
晶闸管的选择原则：
Ⅰ、所选晶闸管电流有效值ITn 大于元件在电路中可能流过的最大电流有效值。 Ⅱ、 选择时考虑（1.5～2）倍的安全余量。即ITn ＝1.57 IT(AV) ＝（1.5～2）ITM 负载电流连续时，整流电压平均值可按下式计算：
Ud? 1 ??????2U2sin?td(?t)?22?U2cos??0.9U2cos?输出电流波形因电感很大，平波效果很好而呈一条水平线。两组晶闸管轮流导电，一个周期中各导电180，且与α无关，变压器二次绕组中电流 当α=0°时，Ud=0.9U2；
当α=90°时，Ud=0，其移相范围为90°。
晶闸管承受的最大反压为22U2。又额定负载输出电压Ud=220V,由Ud=0.9U2cos?可以得到:
i2的波形是对称的正、负方
波。负载电流的平均值Id和有效值I相等，其波形系数为1。在这种情况下：
U2=Ud/0.9cos?=244.44/cos?。
考虑到安全裕量,因此所选晶闸管的的额定电压为:
Un=（2～3）*2
2U2
流过晶闸管的电流有效值为IVT=Id/2=10/2A=7.07A。因此所选晶闸管额定电流电流：
I=（1.5～2）*7.07A=10.605～14.14A。
N考虑到电网电压的10%的波动，Ud最大为220*(1+10%)=242V,则U2=268.89/cos?V ，则Un=1521.07/cos?～2281.6/cos?。取??0o时，Un最小取为1521.7～2281.6V。
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2.4负载电抗器的选择
为了克服整流器输出的电流断续以及减少电流的脉动和延长晶闸管的导通时间，电路中串入了一个平波电抗器L。为保证电流的连续，电感必须要足够的大。为保证电流连续所需的电感量L可由下式求出：
L=2
2U2/?wIdmin=2.87x10U2/I?3dmin=81mH
3、触发电路的设计
为了保证晶闸管电路能正常、可靠的工作，触发电路必须满足以下要求：
触发脉冲应有足够的功率，触发脉冲的电压和电流应大于晶闸管要求的数值，并留有一定的裕量。
根据任务要求，由于整流器采用的是晶闸管，因此采用晶体管直接触发电路。 此电路是同步信号为锯齿波的触发电路，输出可为一个宽脉冲，也可为双窄脉冲，以适用于有两个晶闸管同时导通的电路，例如三相全控桥。
本设计采用单窄脉冲，电路可分为三个基本环节：脉冲的形成与放大、锯齿波的形成和脉冲移相、同步环节。此外，电路中还有强触发和双窄脉冲的形成环节。现重点介绍脉冲形成，脉冲移相，同步等环节。
移相触发是早期触发可控硅的触发器。它是通过调速电阻值来改变电容的充放电时间再来改变单结晶管的振荡频率，实际改变控制可控硅的触发角。早期可控硅是依靠这样改变阻容移相线路来控制。所为移相就是改变可控硅的触发角大小，也叫改变可控硅的初相角，故称为移相触发线路，有可能用于： （1）消除尖峰脉冲干扰，减少误触发； （2）调整触发时间，符合电路需要； （3）其他应用。
本设计采用单结晶体管移相触发电路，如图2所示。
由同步变压器副边输出60V的交流同步电压，经VD1半波整流，再由稳压管V１、
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