單相橋式半控整流電路

1、信息工程學(xué)院電力電子學(xué)課程設(shè)計報告書題目:單相橋式半控整流電路專 業(yè)：班 級：學(xué) 號：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：2012 年 5 月 9信息工程學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名學(xué)號成績設(shè)計題目單相橋式半控整流電路設(shè) 計 內(nèi) 容設(shè)計方案的選擇整流電路的選擇整流變壓器額定參數(shù)的計算晶閘管電流、電壓額定的選擇保護(hù)電路的設(shè)計觸發(fā)電路的設(shè)計畫出完整的主電路原理圖和控制電路原理圖 列出主電路所用元器件的明細(xì)表實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)計 要 求1、電源電壓：交流220V/50HZ2、輸出電壓范圍：20V-50V3、最大輸出電流：10A4、 具有過流保護(hù)功能，動作電流：12A5、具有穩(wěn)壓功能6、電源效率不低于70%參 考 資 料1、

2、張石安，張煒主編電力電子技木基礎(chǔ)北京：電子工業(yè)出版社，2008年7月2、 曲學(xué)基主編。電力電子整流技術(shù)及應(yīng)用。北京：電子工業(yè)出版社，2008年4月3、 莫正康.半導(dǎo)體變流技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19994、 周克寧，電力電子技術(shù)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004。5、 王兆安、黃俊，電力電子技術(shù)第四版。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000。6、 王維平，現(xiàn)代電力電子技術(shù)及應(yīng)用。南京：東南大學(xué)出版社，1999。7、 王云亮主編電力電子技術(shù).第一版北京：電子工業(yè)出版社，2004年8月8、 劉雨棣主編電力電子技木及應(yīng)用.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006年8月9、 浣喜明、姚為正電力電子技術(shù)北京：咼等

3、教育出版社，200410、 王維平現(xiàn)代電力電子技術(shù)及其應(yīng)用 南京.:東南大學(xué)出版社，2000目錄摘 要 3設(shè)計要求 5方案選擇 5元器件的選擇 7晶閘管 7晶閘管的結(jié)構(gòu) 7晶閘管的工作原理圖 7晶閘管觸發(fā)條件 8電路組成 9保護(hù)電路的設(shè)計 10過電壓保護(hù) 10過電流保護(hù) 11結(jié)果分析 12電路原理圖及其工作波形 12分析 15參數(shù)計算 16元件選擇 17實(shí)驗(yàn)結(jié)果 18元器件清單 18實(shí)驗(yàn)結(jié)果 21心得與體會 21摘要隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展 , 人們對電路的要求也越來越高 , 由于在生產(chǎn)實(shí)際中 需要大小可調(diào)的直流電源 ,而相控整流電路結(jié)構(gòu)簡單、控制方便、性能穩(wěn)定 ,利用 它可以方便地得到大中、小

4、各種容量的直流電能 , 是目前獲得直流電能的主要方 法，得到了廣泛應(yīng)用。但是晶雜管相控整流電路中隨著觸發(fā)角a的增大， 電流中諧 波分量相應(yīng)增大，因此功率因素很低。把逆變電路中的 SPWM 控制技術(shù)用于整 流電路， 就構(gòu)成了 PWM 整流電路。 通過對 PWM 整流電路的適當(dāng)控制， 可以使 其輸入電流非常接近正弦波，且和輸入電壓同相位，功率因素近似為 1。這種整 流電路稱為高功率因素整流器，它具有廣泛的應(yīng)用前景。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(shí)現(xiàn)電能和變換和控制， 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

5、制技術(shù)有很多相似之處， 因此要學(xué) 好這門課就必須做好實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計， 因而我們進(jìn)行了此次課程設(shè)計。 又因?yàn)檎?流電路應(yīng)用非常廣泛， 而鋸齒波移相觸發(fā)單相晶閘管半控整流電路又有利于夯實(shí) 基礎(chǔ)，故我們單結(jié)晶體管觸發(fā)的單相晶閘管半控整流電路這一課題作為這一課程 的課程設(shè)計的課題。關(guān)鍵字：逆變電路單相晶閘管PWM電力電子、設(shè)計要求：1、電源電壓：交流220V/50HZ2、輸出電壓范圍：20V-50V3、最大輸出電流：10A4、 具有過流保護(hù)功能，動作電流：12A5、具有穩(wěn)壓功能6、電源效率不低于70%、方案選擇：方案1 :單相橋式半控整流電路電路簡圖如下：圖1.4對每個導(dǎo)電回路進(jìn)行控制，相對于半控橋而

6、言少了一個控制器件，用二 極管代替，有利于降低損耗！如果不加續(xù)流二極管，當(dāng)a突然增大至180?；虺霭l(fā)脈沖丟失時，由于電感儲能不經(jīng)變壓器二次繞組釋放，只是消耗在負(fù)載電阻上， 會發(fā)生一個晶閘管導(dǎo)通而兩個二極管輪流導(dǎo)通的情況，這使ud成為正弦半波，即半周期ud為正弦，另外半周期為ud為零，其平均值保持穩(wěn)定，相當(dāng)于單相 半波不可控整流電路時的波形，即為失控。所以必須加續(xù)流二極管，以免發(fā)生失 控現(xiàn)象。方案2 :單相橋式全控整流電路電路簡圖如下：z.圖1.5此電路對每個導(dǎo)電回路進(jìn)行控制，無須用續(xù)流二極管，也不會失控現(xiàn)象，負(fù) 載形式多樣，整流效果好，波形平穩(wěn)，應(yīng)用廣泛。變壓器二次繞組中，正負(fù)兩個 半周電流方

7、向相反且波形對稱，平均值為零，即直流分量為零，不存在變壓器直 流磁化問題，變壓器的利用率也高。方案3 :單相半波可控整流電路：電路簡圖如下：圖1.6此電路只需要一個可控器件，電路比較簡單， VT的a移相范圍為180 。 但輸出脈動大，變壓器二次側(cè)電流中含直流分量， 造成變壓器鐵芯直流磁化。為 使變壓器鐵心不飽和，需增大鐵心截面積，增大了設(shè)備的容量。實(shí)際上很少應(yīng)用 此種電路。方案4 :單相全波可控整流電路：電路簡圖如下：圖1.7此電路變壓器是帶中心抽頭的，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，只要用 2個可控器件，單相 全波只用2個晶閘管，比單相全控橋少2個，因此少了一個管壓降，相應(yīng)地，門 極驅(qū)動電路也少2個，但是晶閘

8、管承受的最大電壓是單相全控橋的 2倍。不存在 直流磁化的問題，適用于輸出低壓的場合作電流脈沖大 （電阻性負(fù)載時），且整 流變壓器二次繞組中存在直流分量，使鐵心磁化，變壓器不能充分利用。而單相 全控式整流電路具有輸出電流脈動小， 功率因數(shù)高，變壓器二次電流為兩個等大 反向的半波，沒有直流磁化問題，變壓器利用率高的優(yōu)點(diǎn)。相同的負(fù)載下流過晶閘管的平單相全控式整流電路其輸出平均電壓是半波整流電路 2倍，在均電流減 小一半；且功率因數(shù)提高了一半。根據(jù)以上的比較分析因此選擇的方案為單相全控橋式整流電路 （負(fù)載為阻感性負(fù) 載）。綜上所述，針對他們的優(yōu)缺點(diǎn)，我們采用方案一，即單相橋式半控整流電路。三、元器件的

9、選擇晶閘管晶管又稱為晶體閘流管，可控硅整流（Silico n Co ntrolled Rectifier-SCR），開辟了電力電子技術(shù)迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的嶄新時代；20世紀(jì)80年代以來，開始被性能更好的半控型器件取代。能承受的電壓和電流容量最高，工作可靠，以被廣泛應(yīng)用于相控整流、逆變、交流調(diào)壓、直流變換等領(lǐng)域，成為功率低 頻（200Hz以下）裝置中的主要器件。晶閘管往往專指晶閘管的一種基本類型 -普通晶閘管。廣義上講，晶閘管還包括其許多類型的派生器件。1 ）、晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管是大功率器件，工作時產(chǎn)生大量的熱，因此必須安裝散熱器。引出陽 極A、陰極K和門極（或稱柵極）G三個聯(lián)接端。第Y根揑憲擁

10、第二電極內(nèi)部結(jié)構(gòu)：四層三個結(jié)如圖2.22 ）、晶閘管的工作原理圖晶閘管由四層半導(dǎo)體（P1、N1、P2、N2）組成，形成三個結(jié)J1 （P1N1 ）、J2（ N1P2 ）、J3（ P2N2），并分別從 P1、P2、N2 引入 A、G、K 三個電極，如圖1.2（左）所示。由于具有擴(kuò)散工藝，具有三結(jié)四層結(jié)構(gòu)的普通晶閘管可以等效成如圖1.2 (右)所示的兩個晶閘管T1 (P1-N1-P2 )和(N1-P2-N2 )組成的等效電路/?圖1.2晶閘管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和等效電路晶閘管的驅(qū)動過程更多的是稱為觸發(fā)，產(chǎn)生注入門極的觸發(fā)電流IG的電路 稱為門極觸發(fā)電路。也正是由于能過門極只能控制其開通， 不能控制其關(guān)斷，晶

11、 閘管才被稱為半控型器件。其他幾種可能導(dǎo)通的情況： 陽極電壓升高至相當(dāng)高的數(shù)值造成雪崩效應(yīng) 陽極電壓上升率du/dt過高 結(jié)溫較高 光直接照射硅片，即光觸發(fā)：光控晶閘管只有門極觸發(fā)是最精確、迅速而可靠的控制手段。3)晶閘管的門極觸發(fā)條件(1) :晶閘管承受反向電壓時，不論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會 導(dǎo)通；(2) :晶閘管承受正向電壓時，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能 導(dǎo)通；(3) :晶閘管一旦導(dǎo)通門極就失去控制作用；(4) :要使晶閘管關(guān)斷，只能使其電流小到零一下。晶閘管的驅(qū)動過程更多的是稱為觸發(fā)，產(chǎn)生注入門極的觸發(fā)電流IG的電路 稱為門極觸發(fā)電路。也正是由于能過門極只能控制其開通

12、， 不能控制其關(guān)斷，晶 閘管才被稱為半控型器件。只有門極觸發(fā)是最精確、迅速而可靠的控制手段?？申P(guān)斷晶閘管可關(guān)斷晶閘管簡稱GTO可關(guān)斷晶閘管的結(jié)構(gòu)n»cm 3無尅杓GTO的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與普通晶閘管相同，都是 PNPN四層結(jié)構(gòu)，外部引出陽極 A、陰極K和門極G如圖1.3。和普通晶閘管不同，GTO是一種多元胞的功率集成器件，內(nèi)部包含十個甚至數(shù)百個共陽極的小 GTO元胞，這些GTO元胞的 陰極和門極在器件內(nèi)部并聯(lián)在一起，使器件的功率可以到達(dá)相當(dāng)大的數(shù)值。單相半控橋式整流電路帶大電感負(fù)載時的工作特點(diǎn)是：晶閘管在觸發(fā)時刻 換流，二極管則在電源電壓過零時換流；由于自然續(xù)流的作用，整流輸出電壓 Ud的波

13、形與半控橋式整流電路帶電阻性負(fù)載時相同，a的移相范圍為0180 ° ， ud、Id的計算公式和半控橋帶電阻性負(fù)載時相同；流過晶閘管和二極 管的電流都是寬度為180。的方波且與無關(guān)，交流側(cè)電流為正、負(fù)對稱的交變方波。單相半控橋式整流電路帶大電感性負(fù)載時，雖本身有自然續(xù)流的能力，似乎不需要另接續(xù)流二極管。但在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)突然把控制角a增大到180。以上或突然切斷觸發(fā)電路時，會發(fā)生正在導(dǎo)通的晶閘管一直導(dǎo)通，兩個二極管輪流導(dǎo)通的現(xiàn)象。此時觸發(fā)信號對輸出電壓失去了控制作用， 我們把這種 現(xiàn)象稱為失控。失控現(xiàn)象在使用中是不允許的，為消除失控，帶電感性負(fù)載的半 控橋式整流電路還需另接續(xù)流二極管

14、VD。電路組成單相半控橋式整流電路由一組共陰極接法的單相半波可控整流電路和一組 共陽極接法的單相半波可控整流電路串聯(lián)而成。因此，整流輸出電壓的平均值 Ud為單相半波整流時的兩倍，在大電感負(fù)載時為式中U2I為變壓器次級線電壓 有效值。與單相半波電路相比，若要求輸出電壓相同，則單相橋式整流電路對晶閘管 最大正反向電壓的要求降低一半； 若輸入電壓相同，則輸出電壓Ud比單相半波 可控整流時高一倍。另外，由于共陰極組在電源電壓正半周時導(dǎo)通，流經(jīng)變壓器次級繞組的電流為正；共陽極組在電壓負(fù)半周時導(dǎo)通，流經(jīng)變壓器次級繞組的 電流為負(fù)，因此在一個周期中變壓器繞組不但提高了導(dǎo)電時間，而且也無直流流過，克服了單相半

15、波可控整流電路存在直流磁化和變壓器利用率低的缺點(diǎn)。為分析方便，把一個周期分為6段，每段相隔 60。在第)段期間，a相電 位ua最高，共陰極組的V1被觸發(fā)導(dǎo)通，b相電位ub最低，共陽極組的V6被 觸發(fā)導(dǎo)通，電流路徑為uaf V1f R(L) f V6f ub。變壓器a、b兩相工作，共陰 極組的a相電流ia為正，共陽極組的b相電流ib為負(fù)，輸出電壓為線電壓 ud=uab。在第段期間，ua仍最高，V1繼續(xù)導(dǎo)通，而uc變?yōu)樽钬?fù)，電源過自然換流點(diǎn)時觸發(fā)V2導(dǎo)通，c相電壓低于b相電壓，V6因承受反壓而關(guān)斷， 電流即從b相換到c相。這時電流路徑為uaf V1 f R(L) f V2f uc。變壓器a、 c兩

16、相工作，共陰極組的a相電流i為正，共陽極組的c相電流ic為負(fù)，輸出電 壓為線電壓ud=uac在第(3)段期間，ub為最高，共陰極組在經(jīng)過自然換流點(diǎn)時觸發(fā)V3導(dǎo)通，由于b相電壓高于a相電壓，V1管因承受反壓而關(guān)斷，電流從a相換相到b相。V2因?yàn)閡c仍為最低而繼續(xù)導(dǎo)通。這時電流路徑為ubf V3f R(L) f V2f uc 變壓器b、c兩相工作，共陰極組的b相電流ib為正，共陽極組的c相電流ic 為負(fù)，輸出電壓為線電壓 ud=ubc。以下各段依此類推，可得到在第 段時輸 出電壓ud=uba ;在第段時輸出電壓 ud=uca ; 在第段時輸出電壓 ud =ucb。以后則重復(fù)上述過程。由以上分析可知

17、，單相半控橋式整流電路晶閘管 的導(dǎo)通換流順序是：V6f V1f V2f V3f V4f V5f V6。電路輸出電壓ud的波 形如圖2-13(d)所示。四、保護(hù)電路的設(shè)計保護(hù)電路的設(shè)計在電力電子電路中，除了電力電子器件參數(shù)選擇合適、驅(qū)動電路設(shè)計采用合適的過電壓、過電流、du/dt保護(hù)和di/dt 保護(hù)也是必要的。4.1過電壓保護(hù)電力電子裝置中可能發(fā)生的過電壓分為外因過電壓和內(nèi)應(yīng)過電壓兩類。 外因過電壓主要來自雷擊和系統(tǒng)中的操作過程等外部原因，包括：(1) 操作過電壓：由分閘、合閘等開關(guān)操作引起的過電壓，快速直流開關(guān) 的切斷等經(jīng)常性操作中的電磁過程引起的過壓。(2 )雷擊過電壓：由雷擊引起的過電壓

18、。內(nèi)因過電壓主要來自電力電子裝置內(nèi)部器件的開關(guān)過程，包括：(1)換相過電壓：由于晶閘管或者全控器件反并聯(lián)的續(xù)流二極管在換相結(jié) 束后不能立刻恢復(fù)阻斷能力，因而有較大的反向電流流過，使殘存的載流子恢復(fù)， 當(dāng)其恢復(fù)了阻斷能力時， 反向電流急劇減小， 這樣的電流突變會因線路電感而在 晶閘管陰陽極之間或與續(xù)流二極管反并聯(lián)的全控型器件兩端產(chǎn)生過電壓。（2）關(guān)斷過電壓：全控型器件在較高的頻率下工作，當(dāng)器件關(guān)斷時，因正 向電流的迅速降低而由線路電感在器件兩端感應(yīng)出的過電壓。過壓保護(hù)要根據(jù)電路中過壓產(chǎn)生的不同部位， 加入不同的保護(hù)電路， 當(dāng)達(dá)到 定電壓值時， 自動開通保護(hù)電路， 使過壓通過保護(hù)電路形成通路， 消

19、耗過壓儲 存的電磁能量，從而使過壓的能量不會加到主開關(guān)器件上， 保護(hù)了電力電子器件。為了達(dá)到保護(hù)效果，可以使用阻容保護(hù)電路來實(shí)現(xiàn)。將電容并聯(lián)在回路中， 當(dāng)電路中出現(xiàn)電壓尖峰電壓時， 電容兩端電壓不能突變的特性， 可以有效地抑制 電路中的過壓。 與電容串聯(lián)的電阻能消耗掉部分過壓能量， 同時抑制電路中的電 感與電容產(chǎn)生振蕩，過電壓保護(hù)電路如圖 5 所示。4.2 過電流保護(hù)晶閘管承受過電流的能力很低， 若過電流數(shù)值較大且時間較長， 則晶閘管會 因熱容量小而產(chǎn)生熱擊穿損壞。 為了使晶閘管不受損壞， 必須設(shè)置過流保護(hù)， 使 晶交流側(cè)自動開關(guān)或直流側(cè)接觸器跳閘。其動作時間約為 100200ms ，因此只

20、能保護(hù)因機(jī)械過負(fù)載而引起的過電流， 或在短路電流不大時， 對晶閘管起保護(hù)作 用。直流快速開關(guān)對于大容量高功率經(jīng)常容易短路的場合， 可采用動作時間只有 2ms 的直流 快速開關(guān)。它的斷弧時間僅有 2530ms ，裝在直流側(cè)可有效的用于直流側(cè)的過 載保護(hù)與短路保護(hù)。它經(jīng)特殊的設(shè)計，可以先于快速熔斷器熔斷而保護(hù)晶閘管。 但此開關(guān)昂貴復(fù)雜，使用不多?？焖偃蹟嗥鏖l管在被損壞之前就迅速切斷電流，并斷開橋臂中的故障元件， 以保護(hù)其他元件。晶閘管過流保護(hù)措施有以下幾種。交流短路器 交流短路器的作用是當(dāng)過電流超過其整定值時動作，切斷變壓器一次側(cè)交 流電路，使變壓器退出運(yùn)行。短路器動作時間較長，約為 100200

21、ms 。晶閘管 不能在這樣長的時間里承受過電流，故它只能作為變流裝置的后備保護(hù)。進(jìn)線電抗器 進(jìn)線電抗器串接在變流裝置的交流進(jìn)線側(cè)，以限制過電流。其缺點(diǎn)是有負(fù) 載時會產(chǎn)生較大的壓降，增加了線路損耗。過電流繼電器過電流繼電器可安裝在直流側(cè)或交流側(cè)，在發(fā)生過電流時動作，使熔斷器 是最簡單有效的且應(yīng)用普遍的過流保護(hù)器件。 針對晶閘管的特點(diǎn)，專門設(shè)計了快速熔斷器，簡稱快熔。其熔斷時間小于 20ms，能很快的熔 斷，達(dá)到保護(hù)晶閘管的目的。快熔的選擇快熔的額定電壓URN不小于線路正常工作電壓的均方 根值；快熔的額定電流IRN應(yīng)按它所保護(hù)的原件實(shí)際流過 的電流的均方根值來選擇，而不是根據(jù)元件型號上標(biāo)出的額 定

22、電流IT來選擇，一般小于被保護(hù)晶閘管的額定有效值 1.57IT?？烊劢臃ㄈ缬遥?其中交流側(cè)接快速熔斷器能對晶閘管元件短路及直流側(cè)短路起保護(hù)作用，但要求正常工作時，快速熔斷器電流定額要大于晶閘管的電流定額， 這樣對元件的 短路故障所起的保護(hù)作用較差。直流側(cè)接快速熔斷器只對負(fù)載短路起保護(hù)作用， 對元件無保護(hù)作用。只有晶閘管直接串接快速熔斷器才對元件的保護(hù)作用最好， 因?yàn)樗鼈兞鬟^同一個電流.因而被廣泛使用。電子電路作為第一保護(hù)措施，快熔 僅作為短路時的部分區(qū)段的保護(hù)，直流快速斷路器整定在電子電路動作之后實(shí)現(xiàn) 保護(hù)，過電流繼電器整定在過載時動作。五、結(jié)果分析5.1主電路原理圖及其工作波形<1&g

23、t;、電阻性負(fù)載電阻性負(fù)載時輸出波形:| id AOVT 1工11 彳、l卜一/II211廠、1 1 /嚴(yán)、1-訂/2、電感性負(fù)載感型負(fù)載時輸出波形:<3>、帶反電動勢負(fù)載帶反電動勢負(fù)載時輸出波形:Otb)5.2由以上分析可看出如下幾點(diǎn):(1) 單相半控橋式整流電路在任何時刻必須保證有兩個不同組的晶閘管同時導(dǎo)通才能構(gòu)成回路。換流只在本組內(nèi)進(jìn)行，每隔120。換流一次。由于共陰極組與共陽極組換流點(diǎn)相隔60所以每隔60 °有一個元件換流。同組內(nèi)各晶閘管的觸發(fā)脈沖相位差為120 °，接在同一相的兩個元件的觸發(fā)脈沖相位差為180 °，而相鄰兩脈沖的相位差是60

24、°。元件導(dǎo)通及觸發(fā)脈沖情況如圖2-13(b)、(c)所示(2) 為了保證整流裝置啟動時共陰與共陽兩組各有一個晶閘管導(dǎo)通或電流斷續(xù)后能使關(guān)斷的晶閘管再次導(dǎo)通，必須對兩組中應(yīng)導(dǎo)通的一對晶閘管同時加觸 發(fā)脈沖。采用寬脈沖(必須大于60 °、小于12(一般取80。100 °)或雙窄脈沖(在一個周期內(nèi)對每個晶閘管連續(xù)觸發(fā)兩次，兩次脈沖間隔為60 ° )都可達(dá)到上述目的。采用雙窄脈沖觸發(fā)的方式示于圖2-13(c)中。雙窄脈沖觸發(fā) 電路雖然復(fù)雜，但可減小觸發(fā)電路功率與脈沖變壓器體積，所以較多采用。(3) 整流輸出電壓ud由線電壓波頭uab、uac、ubc、uba、uc

25、a和ucb組成，其波形是上述線電壓的包絡(luò)線。可以看出，單相半控橋式整流電壓 ud在一個周期內(nèi)脈動6次，脈動頻率為300 Hz,比單相半波大一倍(相當(dāng)于6相)。(4) 圖2-13(e)所示為流過變壓器次級的電流和電源線電流的波形。 由圖可看 出，由于變壓器采用 接法，使電源線電流為正、負(fù)面積相等的階梯波， 更 接近正弦波，諧波影響小，因此在整流電路中，單相變壓器多采用 或丫/ 接法。(5) 圖2-13(f)所示為晶閘管所承受的電壓波形。由圖可看出，在第 (1)、(2) 兩段的120。范圍內(nèi)，因?yàn)閂1導(dǎo)通，故V1承受的電壓為零；在第(3)、 兩 段的120。范圍內(nèi)，因V3導(dǎo)通，所以V1管承受反向線

26、電壓uab ;在第、 兩段的120。范圍內(nèi)，因V5導(dǎo)通，所以V1管承受反向線電壓uac。同理也可分 析其它管子所承受電壓的情況。當(dāng) a變化時，管子電壓波形也有規(guī)律地變化。 脈沖的移相范圍在大電感負(fù)載時為0°90順便指出，當(dāng)電路接電阻性負(fù)載時，當(dāng) a> 60。時波形斷續(xù)，晶閘管的導(dǎo)通要維持到線電壓過零反 向后才關(guān)斷，移相范圍為 0 °120 ° o(7)流過晶閘管的電流與單相半波時相同，電流的平均值和有效值分別為當(dāng)a> 0。時，每個晶閘管都不在自然換流點(diǎn)換流，而是后移一個 a角開始 換流，圖2-14、2-15、2-16為a =30 °、60 &

27、#176;、90。時電路的波形。從圖中可見，當(dāng)a< 60 °時,ud的波形均為正值，其分析方法與 a =0 °時相同。當(dāng) a> 60。時，由于電感L的感應(yīng)電勢的作用，ud的波形出現(xiàn)負(fù)值，但正面積大 于負(fù)面積，平均電壓 Ud仍為正值。當(dāng)a =90。時，正、負(fù)面積相等，輸出電 壓 Ud =0 。5.3整流電路參數(shù)計算Ud180純電阻負(fù)載時：由圖知晶閘管承受的最大正向電壓和反向電壓分別為 整流電壓平均值為：1 2sintd(t)1 COS2a=0 時，Ud= Ud0=0.9U2 °a=180 時，Ud=0?？梢?2a角的移相范圍為O向負(fù)載輸出的直流電流平均值

28、為：_ Ud 2/2U21 cos|dR R流過晶閘管的電流平均值：I 1|1 dT1 d流過晶閘管的電流有效值為：oH cosR0.45 匹R1 COSIt2 sin t)2d( t)U221 sin2由上兩式得x2U22(sin t) d( t)R變壓器二次側(cè)電流有效值12與輸出直流電流有效值I相等，為阻感負(fù)載時整流電壓平均值為：Ud 1x2J2sin td( t)込2C0S0.9J2 cos與無關(guān)，均為180晶閘管導(dǎo)通角idT 2id 和't負(fù)各180的矩形波，其相位由角決定，有效值掃d 0.707'd，其電流平均值和有效值分別為：變壓器二次側(cè)電流i2的波形為正I2=&#

29、39;d。5.4元件型號選擇1、變壓器T的變比為11 : 1 o2、晶閘管的選取整流輸出平均電壓Jd、電流Id，變壓器二次側(cè)電流有效值I2分別為Jd = 0.9 J2 cos = 0.9 x 220 x cos0 °= 198VI2 = Id = 100(A)晶閘管承受的最大正反向電壓為：U = 220. 2 = 311 (V)流過每個晶閘管的電流的有效值為：IVT = Id / 2 = 70.7 (A)故晶閘管的額定電壓為：UN = (23) x 311 = 622933(V)晶閘管的額定電流為：IN = (1.52) X 70.7 / 1.57 = 67.590.1(A)其型號為

30、KP100-4 o3、快速熔斷器的選擇IRN=70.7A可選用RSF-1 500/80 型號的。其額定電壓500V，額定電流80A o4、壓敏電阻的選擇漏電流為1mA時的額定電壓J1mA應(yīng)大于等于J。J為壓敏電阻 兩端正常工作電壓的有效值；可選擇MY31-410/3普通型壓敏電阻器，其標(biāo)稱電壓410V，通流容量為3KA5、并聯(lián)于晶閘管兩端的 RC為：R2 =20 Q, C2=0.25山。6、電感L的作用是平波，防止電流發(fā)生斷續(xù)現(xiàn)象。其值要足夠大。根據(jù)公式l2 P 2U 21 dmi n2.87 103 U2dmin=6.3H5.5實(shí)驗(yàn)結(jié)果輸出為：最大輸出電流:具有穩(wěn)壓功能輸出電壓范圍：8.42A具有過流保護(hù)功能，動作電流：11.05A電源效率為73.15%六、元器件清單元器件備注數(shù)量整流變壓器變比為11:1 ,容量至少