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(三)设计内容
1.电路方案说明;
2.主电路方案论证;
3.触发电路及爱惜电路的选择;
4.完整电路图分析。
(四)设计参数
1.单相桥式半控整流电路接电阻性负载;
2.要求输出电压在0-198V持续可调;
2A以上;
4.采纳220V变压器降压供电。
第2页
二主电路的设计
(一)单相半波可控整流电路
电路简图如下:
图
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,晶闸管VT的移相角α移相范围为180°
。
但输出脉动大,变压器二次绕组中存在直流电流分量,造成变压器铁心磁化[5]。
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。
事实上很少应用此种电路。
第3页
(二)单相全波可控整流电路
电路简图如下:
单相全波相控整流电路
此电路变压器是带中心抽头的,结构比较复杂,单相全波只需用2个可控器件,即只用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,可是晶闸管经受的最大电压是单相全控桥的2倍且绕组和铁心对铜、铁等材料的消耗比单相全控桥多[6],加触发脉冲,VT1和VD4即导通,电流从电源a端经VT一、R、VD4流回电源b端。
当u2过零时,流经晶闸管的电流也降到零,VT1关断[10]。
在u2负半周,仍在触发角α处触发VT2和VD3,VT2和VD3导通,电流从电源b端流出,经VD3、R、VT2流回电源a端。
到u2过零时,电流又降为零,VT2关断。
尔后又是VT1和VD4导通,如此循环的工作下去,晶闸管经受的最大正向电压和反向电压别离为222U和22U。
尔后又是VT1和VD4导通,如此循环的工作下去,晶闸管经受的最大正向电压和反向电压别离为22
2
U和22U。
整流电压平均值
[12]
为
ò
=
p
a
21
UoU2sinωtd(ωt)=
Up
22
=+
a
U2
cos1
+
式(4-3)
α=0时,==
α=0180
时,0=dU
可见,α角的移相范围为0180
向负载输出的直流电流平均值为
dI
=
cos1222a
p+=
RUR
Ud
cos11a+R
式(4-4)
晶闸管VT一、VT4和VT二、VT3连番导电,流过晶闸管的电流平均值只有输出直流电流平均值的一半,即:
cos145
.02
12a+==
R
UIIddVT
式(4-5)
为选择晶闸管、变压器容量、导线截面积等定额,需考虑发烧问题,为此需计算电流有效值。
流过晶闸管的电流有效值为
VTI=
÷
ø
ö
ç
è
æ
pawwp)(sinU221
2tdRt=
pp
aaRU-+
2sin2122
式(4-6)
变压器二次电流有效值与输出直流电流有效值I相等,为:
app
wwp
a-+
=÷
=ò
aRU
tdRtUII2sin21)(sin2π122
式(4-7)
由上面的公式可知,不考虑变压器的损耗时,要求变压器的容量为22IUS=
(二)触发电路的设计
单结晶体管触发电路
晶闸管的触发电路有很多种形式,归纳起来有直流触发电路、交流触发电路、相位触发电路几种,
长江师范学院本科毕业设计
.
单相桥式相控整流电路的设计
第8页
共19页
那个地址我采纳的是相位触发电路[13]。
具体的触发电路如下图,主若是利用RC回路操纵触发信号的相位,通过改变RC的时刻常数来改变触发相位。
晶闸管相位式触发电路
改变电位器RP的数值能够调剂输出脉冲电压的频率。
可是(RP+R1)的阻值不能过小,不然在单结晶体管导通以后,电源通过RP和R供给的电流较大,单结晶体管的电流不能降到谷点电流之下,电容电压始终大于谷点电压,因此,单结晶体管就不能截止,造成单结晶体管的直通现象。
选用谷点电流大一些的管子,能够减少这种现象。
固然,(RP+R1)的阻值也不能太大,不然充电太慢,使晶闸管的最大导通角受到限制,减小移相范围。
一样(RP+R1)是几千欧到几十千欧。
单结晶体管触发电路输出的脉冲电压的宽度,要紧决定于电容器放电的时刻常数。
R1或C过小,放电快,触发脉冲的宽度小,不能使晶闸管触发。
因为晶闸管从阻断状态到完全导通需要一按时刻,一样在10us以下,因此触发脉冲的宽度必需在10us以上。
如选用C=~1uF,R1=250~100Ω,就可取得数十微秒的脉冲宽度。
可是,假设C值太大,由于充电时刻常数(RP+R)C的最小值决定于最小操纵角,那么(RP+R)就必需很小,如上所述,这将引发单结晶体管的直通现象。
若是R1太大,当单结晶体管尚未导通时,其漏电流就可能在R1上产生较大的电压,那个电压加在晶闸管的操纵极上而致使误触发。
一样规定,晶闸管的不触发电压为~,因此上述电压不该大于那个数值。
脉冲电压的幅度决定于直流电源电压和单结晶体管的分压比。
如电源电压为20V,晶体管的分压比为,那么在单结晶体管导通时,电容器上的电压约为10V,除去管压降外,能够取得幅度为7~8V的输出脉冲电压。
依照上述数据,输出脉冲的宽度和幅度都能知足触发晶闸管的要求。
图中的电阻R2是作温度补偿用的。
因为在UP=UBB+UD的式中,分压比几乎不随温度而变,而UD将随温度上升而略有下降。
如此,UP就要随温度而变,这是不希望的。
当接入R2(及R1)后,UBB是由稳压电源的电压UZ经R二、RBB、R1分压而得,而RBB随温度上升而增大,因此在温度上升后,RBB增大,电流就减小,R1和R2上的压降也相应减小,UBB就增大一些,于是补偿了UD因温度上升而
RE
第9页
下降之值,从而使峰点电压UP维持不变。
wt
Uo
(a)
(b)
(c)
晶闸管相位式触发电路波形图
⑴稳压管的作用是将整流电压u变换成梯形波(削去顶上一块,所谓削波),稳固在一个电压值UZ,使单结晶体管输出的脉冲幅度和每半周产生第一个脉冲(第一个脉冲使晶闸管触发导通后,后面的脉冲都是无用的)的时刻不受交流电源电压波动的阻碍。
图(b)中示出了单结晶体管触发电路中遍地电压的波形。
⑵通过变压器将触发电路与主电路接在同一电源上,因此每当主电路的交流电源电压过零值时,单结晶体管上的电压UZ也过零值,二者同步。
在UZ过零值时,单结晶体管基极间的电压UBB也为零。
若是这时电容器上还有残余电压,必然要向R1放电,专门快放掉,以保证电容器在每一半波之初从零开始充电。
如此,才能使每半周产生第一个脉冲的时刻维持不变,从而使晶闸管的导通角和输出电压平均值维持不变。
第14页
(3)实际串入电抗器的电感量
限制电流脉动时的实际电感量
Lma=Lm-(2LB-LD)=×
(mH)
式(5—12)
输出电流持续的实际临界电感量
Lla=Ll-(2LB-LD)=×
式(5—13)
取较大者作为串入电抗器的电感量即。
(二)触发电路元件的选用
1.可调电阻RP+R
RP+R的阻值不能过小,不然会造成单结晶体管的直通现象。
固然,(RP+R)的阻值也不能太大,不然充电太慢,使晶闸管的最大导通角受到限制,减小移相范围。
一样(RP+R)是几千欧到几十千欧。
在实际电路中RP为20K,R为1K
单结晶体管触发电路输出的脉冲电压的宽度,要紧决定于电容器放大电的时刻常数[18]。
因为晶闸管从阻断状态到完全导通需要一按时刻,一样在10uf以下,因此触发脉冲的宽度必需在10uf以上。
假设C值太大,由于充电时刻常数(RP+R)C的最小值决定于最小操纵角,那么(RP+R)就必需很小,这将引发单结晶体管的直通现象。
因此电容一样选用~1uF,实际电路当选用了。
选用经常使用型号BT33F
因脉冲电压的幅度决定于直流电源电压和单结晶体管的分压比。
因此稳压管可取稳压值
[19]
为18V,最大电流为5mA的2CW21J。
选用常型号1N4007
第15页
因稳压输出20V,那个地址选用220V转35V的变压器。
(三)爱惜电路元件的选用[20]
1.电容的选择:
C=×
10-8
×
If
If=
Id-直流电流值
若是整流侧采纳500A的晶闸管
能够计算C=
500=
选用μF,1kv
的电容器
2.电阻的选择:
R=[(2-4)×
535]/If=
选择10欧
PR=[×
(pfv×
2πfc)2
1012
R]/2
Pfv=2u
第16页
总结
通过本次设计对所学的专业知识进行了一个综合性运用。
专门是《电力电子技术》方面。
主若是运用晶闸管来代替一般二极管来整流,通过触发电路的输出电压去操纵晶闸管的导通角,从而实现输出直流电压持续可调。
此电路要紧从主电路、触发电路、爱惜电路三个方面来设计。
通过所学专业知识的分析、所查资料的了解和教师的指导。
主电路采纳带续流二极管的单相桥式半控整流电路。
触发电路采纳单结晶体管触发电路。
爱惜电路采纳过流、过压相结合的爱惜方法。
设计出来的电路具有电路结构简单、工作靠得住、有效性强等特点。
在设计进程中碰到了很多棘手的问题。
比如在主电路中核心元件晶闸管的工作原理,触发电路采纳哪一种方式更适合,爱惜电路采纳哪一种更有效,各元件的参数如何来正确的设定等等。
但在通过自己的不断尽力查阅资料和教师悉心指导下排出了各类困难完成了本次设计。
在这次设计中,我不但收成知识,还收成了阅历,收成了成熟。
在此进程中,我通过查阅大量资料,请教教师,和不懈的尽力,不仅培育了独立试探的能力、动手操作的能力,在其它各类能力上也都有了提高。
更重要的是,在实践中学会了很多学习的方式。
而这些是以后最有效的,收成颇丰。
面对社会的挑战,只有不断的学习、实践,再学习、再实践。
第17页
参考文献
[1]王兆安,黄俊.电力电子技术西安[M].机械工业出版社,1999:
32~73.
[2]黄俊,王兆安.电力电子变流技术[M].北京:
机械工业出版社,1994:
42~65.
[3]赵良炳.现代电力电子技术基础[M].北京:
清华大学出版社,1995:
12~36.
[4]
赵妮娜.单相半控桥整流电路的改良[J].
科技信息,2000.
[5]赵可斌,陈国雄.电力电子变流技术[M].上海:
上海交大出版社,1993:
82~143.
[6]林渭勋.电力电子技术[M].杭州:
浙江大学出版社,1986:
244~267.
[7]丁道宏.电力电子技术[M].北京:
航空工业出版社,1990:
62~114.
[8]黄继昌.电子元器件应用手册[M].人民邮电出版社,2004:
12~80.
[9]范承志,王宇峰,林小蛾.单相整流电路输入正弦电流的操纵方式[J]
.电工电子技术杂志,2001.
[10]
纪文革,刘海燕.电力电子整流电路的分析方式探讨[J].科技资讯,2007.
[11]张风言.电子电路基础(第2版)[M].北京;
高等教育出版社,1995:
34~176.
[12]王兆安,黄俊.电力电子技术(第4版)[M].北京:
机械工业出版社,2004:
210~243.
[13]刘泉海.电力电子技术[M].重庆大学出版社,2004:
163~197.
[14]李雅轩.电力电子技术[M].电子工业出版社,2004:
242~267.
[15]
孙江,张石,郭永贞.可控整流电路实验采纳集成触发电路的改革[J].电气电子教学学报,1999.
[16]莫正康.晶闸管变流技术[M].机械工业出版社,1991:
132~143.
[17]王会群,邢学文.晶闸管变流技术[M].冶金工业出版社,1998:
33~91.
[18]孔凡才.晶闸管直流调速系统[M].北京科学技术出版社,1995:
118~167.
[19]张永生.电力半导体原理[M].机械工业出版社,1988:
62~93.
[20]张立,赵永,皱键.现代电力电子技术[M].机械工业出版社,1993:
45~73.
第18页
致
谢
本设计在肖扬教师的悉心指导下完成,肖教师在整个课题研究和论文撰写的进程中倾注了大量心血。
各项工作在肖教师的悉心指导和关切下得以顺利进行,并达到预期成效。
专门是他们严谨治学的态度、一丝不苟的工作精神,和对学生的严格要求,给我很深的启发,也必将对我以后的工作和学习产生较大的阻碍。
在几年的学习中,我要向几年来一直默默支持我的家人致以深深的感激!
亲情老是鼓励着我勤奋学习,顺利完成我的学业和设计工作。
最后,谨向所有关切、支持和帮忙过我的教师、同窗和朋友们表达我最真挚的谢意和感激之情,同时向评阅论文和参加答辩的列位教师表示衷心的感激!
在现今世界上有色金属
(二级题目宋体4号字)
(正文宋体小四号首行缩进2字符倍行距)
三、操纵电路的设计
四、元器件的选择
五、仿真与性能指标分析
六、总结
七、参考文献
[1]刘刚,彭荣群.ProtelDXP2004SP2原理图与PCB设计.[M].北京:
电子工业出版社,
[2]程路,郑毅,向先波.Protel99SE多层电路板设计与制作.[M].北京:
人民邮电出版社,
[3]种在Protel99SE中非层次原理图子电路元件的自动编号方式.[J].电脑知识与技术,2020.(04)
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- 单相 桥式相控 整流 电路 设计 文档