文档介绍：学号:
0121011360219
课程设计
题目
单相全控桥式晶闸管整流电路设计
学院
自动化学院
专业
自动化专业
班级
自动化1002班
姓名
李志强
指导教师
许湘莲
2012
年
12
月
29
日
课程设计任务书
学生姓名: 李志强专业班级: 自动化1002班
指导教师: 许湘莲工作单位: 武汉理工大学
题目:
初始条件:单相全控桥式晶闸管整流电路的设计(阻感负载)
1、电源电压:交流220V、50Hz
2、输出功率:1KW
3、移相范围0°~90°
要求完成的主要任务: (包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)
1、根据课程设计题目,收集相关资料、设计主电路、控制电路;
2、用MATLAB/Simulink对设计的电路进行仿真;
3、撰写课程设计报告——画出主电路、控制电路原理图,说明主电路的工作原理、选择元器件参数,说明控制电路的工作原理、绘出主电路典型波形,绘出触发信号(驱动信号)波形,并给出仿真波形,说明仿真过程中遇到的问题和解决问题的方法,附参考资料;
5、通过答辩。
时间安排:-
指导教师签名: 年月日
系主任(或责任教师)签名: 年月日
摘要
本次课程设计只要是对单相全控桥式晶闸管整流电路的研究。首先对几种典型的整流电路的介绍,从而对比出桥式全控整流的优点,然后对单相全控桥式晶闸管整流电路的整体设计,包括主电路,触发电路,保护电路。主电路中包括电路参数的计算,器件的选型;触发电路中包括器件选择,参数设计;保护电路包括过电压保护,过电流保护,电压上升率抑制,电流上升率抑制。之后就对整体电路进行Matlab仿真,最后对仿真结果进行分析与总结。
关键词:单相全控桥、晶闸管、整流
目录
1 系统方案及主电路设计 1
整流电路对比 1
系统流程框图 3
主电路的设计 3
整流电路参数计算 5
晶闸管元件的选择 6
2 驱动电路设计 7
触发电路简介 7
触发电路设计要求 7
集成触发电路TCA789 8
TCA785芯片介绍 8
TCA785锯齿波移相触发电路 12
3 保护电路设计 13
过电压保护 13
过电流保护 14
电流上升率di/dt的抑制 14
电压上升率du/dt的抑制 15
4 系统MATLAB仿真 16
MATLAB软件介绍 16
系统建模与参数设置 16
系统仿真结果及分析 20
设计体会 24
参考文献 25
1 系统方案及主电路设
整流电路对比
我们知道,单相整流电路形式是各种各样的,可分为单相桥式相控整流电路和单相桥式半控整流电路,整流的结构也是比较多的。因此在做设计之前我们主要考虑了以下几种方案:
方案一:单相桥式半控整流电路
电路简图如图1-1:
图1-1 单相桥式半控整流电路
对每个导电回路进行控制,相对于全控桥而言少了一个控制器件,用二极管代替,有利于降低损耗!如果不加续流二极管,当α突然增大至180°或出发脉冲丢失时,由于电感储能不经变压器二次绕组释放,只是消耗在负载电阻上,会发生一个晶闸管导通而两个二极管轮流导通的情况,这使ud成为正弦半波,即半周期ud为正弦,另外半周期为ud为零,其平均值保持稳定,相当于单相半波不可控整流电路时的波形,即为失控。所以必须加续流二极管,以免发生失控现象。
方案二:单相桥式全控整流电路
电路简图如图1-2:
图1-2 单相桥式全控整流电路
此电路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。
方案三:单相半波可控整流电路:
电路简图如图1-3:
图 1-3 单相半波可控整流电路
此电路只需要一个可控器件,电路比较简单,VT的a 移相范围为180°。但输出脉动大,变压器二次侧电流中含直流分量,造成变压器铁芯直流磁化。为使变压器铁心不饱和,需增大铁心截面积,增大了设备的容量。实际上很少应用此种电路。
方案四:单相全波可控整流电路:
电路简图如图1-4:
图 1-4 单相全波可控整流电路
此电路变压器是带中心抽头的,结构比较复杂,只要用2个可控器件,单相全波只用2个晶闸管,比单相全控桥少2个,因此少了一个管压降,相应地,门极驱动电路也少2个,但是晶闸管承受的最大电压是单相全控桥的2