三相半波可控整流电路(阻感负载)

三相半波可控整流电路(阻感负载)
三相半波可控整流电路(阻感负载)

1引言

整流电路技术在工业生产上应用极广。如调压调速直流电源、电解及电镀的直流电源等。整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后,主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间,用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离(可减小电网与电路间的电干扰和故障影响)。整流电路的种类有很多,有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。把交流电变换成大小可调的单一方向直流电的过程称为可控整流。整流器的输入端一般接在交流电网上。为了适应负载对电源电压大小的要求,或者为了提高可控整流装置的功率因数,一般可在输入端加接整流变压器,把一次电压U1,变成二次电压U2。由晶闸管等组成的全控整流主电路,其输出端的负载,我们研究是电阻性负载、电阻电感负载(如直流电动机的励磁绕组,滑差电动机的电枢线圈等)。以上负载往往要求整流能输出在一定范围内变化的直流电压。为此,只要改变触发电路所提供的触发脉冲送出的早晚,就能改变晶闸管在交流电压U2一周期内导通的时间,这样负载上直流平均值就可以得到控制。

2 三相可控整流电路

当整流负载较大,或要求直流电压脉动较小,易铝箔时,应采用三相整流电路,其交流侧由三相电源供电。三相可控整流电路中,最基本的是三相半波可控整流电路,应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路,双反星形可控整流电路以及十二脉波可控整流电路等,均可在三相半波的基础上进行分析。

3 三相半波可控整流电路(阻感性负载)

3.1 工作原理

如果负载为阻感负载,且L值很大,则整流电路Id的波形基本是平直的,流过晶闸管的电流接近矩形波。α≤30°时,整流电压波形与电阻负载时相同,因为两种负载情况下,负载电流均连续。α﹥30°时,例如α=60°时的波形如图,当U2过零时,由于电感的存在,阻止电流下降,因而VT1继续导通,直到下一相晶闸管VT2的触发脉冲到来,才发生换流,由VT2导通向负载供电,同时向VT1施加反压使其关断。这种情况下Ud波形中出现负的部分,若α增大,Ud波形中负的部分将增多,至α=90°时,Ud的平均值为零。可见阻感负载时的移相范围为

90度。

阻感负载时的电路及α=60?时的波形

阻感负载时的电路及α=90?时的波形

3.2 基本数量关系

由于负载电流连续,即 Ud=1.17U2cos α

Ud/ U2与成余弦关系,如果负载中的电感量不是很大,则当α﹥30°后,与电感量足够大的U2情况相比较,Ud 中负的部分将会减少,整流电压平均值Ud 略为增加,Ud/ U2与α的关系将发生变化,即

L 很大,如曲线2

所示。

L 不是很大,则当α>30?后,ud 中负的部分可能减少,整流电压平均值Ud 略为增加,如曲线3 所示。

30

60

90120

150

0.4

0.81.21.17

α/(°

)U d /U 2

三相半波可控整流电路Ud /U2与α的关系

变压器二次电流即晶闸管电流的有效值为

由此可求出晶闸管的额定电流为

由于负载电流连续,晶闸管反向电压峰值均为变压器二次线电压峰值,即

三相半波可控整流电路的主要缺点在于其变压器二次电流中含有直流分量,因此其应用较少。

4 用saber 软件仿真

4.1 设计环境

4.2 元件库

d

d T I I I I 577.03

12==

=d

d

A V T I I I 368.057

.1)

(==2

45.2U U U RM FM ==

4.3 元件属性编辑界面

4.4 元件属性值的设定

4.5 设计中元件选择的原则

选择元件的原则是要综合考虑仿真的精度和仿真的时间。通常情况下,选择的仿真模型精度越高,仿真时间越长。反之,如果选择的仿真模型精度不是很高,则仿真过程需要的时间就越短。

用saber做仿真分析时,得到的仿真结果的精度不仅与仿真模型的精度有关,同时还与仿真过程的控制有关。

4.6 仿真电路图

5 仿真分析结果

6 体会

在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识,也培养了我如何去把握一件事情,如何去做一件事情,又如何完成一件事情。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练,着是我们迈向社会,从事职业工作前一个必不少的过程.”千里之行始于足下”,通过这次课程设计,我深深体会到这句千古名言的真正含义.我今天认真的进行课程设计,学会脚踏实地迈开这一步,就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础.通过这次设计,本人在多方面都有所提高,

综合运用本专业所学课程的理论和实际知识进行一次设计工作的训练从而培养和提高学生独立工作能力,巩固与扩充了整流电路设计等课程所学的内容,掌握整流电路设计的方法和步骤,同时各科相关的课程都有了全面的复习,独立思考的能力也有了提高。

在设计过程中对三相半波可控整流电路的工作原理有了更深入的了解。三相半波可控整流电路的主要缺点在于其变压器二次电流中含有直流分量,为此其应用较少。在前面分析整流电路时,均未考虑包括变压器漏感在内的交流侧电感的影响,认为换相是瞬时完成的。但实际上变压器绕组总有漏感,该漏感可用一个集中的电感LB表示,并将其折算到变压器二次侧。由于电感对电流的变化起阻碍作用,电感电流不能突变,因此换相过程不能瞬间完成,而是会持续一段时间。

在这次设计过程中,体现出自己单独设计能力以及综合运用知识的能力,体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情,从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节,从而加以弥补。由于本人的设计能力有限,在设计过程中难免出现错误,恳请老师们多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正,本人将万分感谢。

参考文献

[1].王兆安.电力电子技术.机械工业出版社.2009

[2].李传琦.电力电子技术计算机仿真实验.电子工业出版社.2005

[3].洪乃刚.电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真.机械工业出版社.2006

[4].钟炎平.电力电子电路设计.华中科技大学出版社.2010

单相半波可控整流电路设计

电力电子技术课程设计说明书 单相半波可控整流电路设计 学生姓名:学号: 学生姓名:学号: 学院:计算机与控制工程学院 专业:电气工程及其自动化 指导教师: 2016年月

中北大学 课程设计任务书 2015/2016 学年第一学期 学院:计算机与控制工程学院 专业:电气工程及其自动化 学生姓名:学号: 学生姓名学号: 课程设计题目:单相半波可控整流电路设计 起迄日期: 2015年12月27日~ 2016年1月8日课程设计地点:德怀楼八层虚拟仿真实验室 指导教师: 学科部副主任: 下达任务书日期: 2015 年 12月 26日

课 程 设 计 任 务 书 1.设计目的: 1) 了解并掌握电力电子电路的一般设计方法,具备初步的独立设计能力 2) 学习Visio 绘图软件和Matlab 仿真软件 2.设计内容和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等): 1) 设计的电路为单相半波可控整流电路,负载为电阻负载。 2) 已知参数:直流负载电阻5L R =Ω,单相交流电压100cos100U t π= (V), 3) 绘制电路原理图。首先,分别分析并计算电阻两端平均电压25L U V =和30L U V =时,功率管相对应的触发角。其次,按照原理图,在仿真软件中建立仿真模型,验证计算结果,结果应包含电阻两端平均电压25L U V =和30L U V =时的电路工作的波形图。并对仿真结果进行必要的文字分析。 3.设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕: 1) 根据设计题目要求的指标,通过查阅有关资料分析其工作原理,确定器件类型,可供选择的变流器件为晶闸管、Mosfet 和IGBT ,设计电路原理图; 2) 画出电路方框图,完成电路各部分的指标分配,计算各单元电路的参数和确定各元件的参数值,叙述主要元器件的功能及他们之间的控制关系和数据传输。 3) 用Visio 绘图软件绘制电路原理图 4) 利用Matlab 仿真软件对电路图进行仿真分析。 课 程 设 计 任 务 书

三相半波桥式(全波)整流及六脉冲整流电路

三相半波桥式(全波)整流及六脉冲整流电路 1. 三相半波整流滤波 当功率进一步增加或由于其他原因要求多相整流时,三相整流电路就被提了出来。图1所示就是三相半波整流电路原理图。在这个电路中,三相中的每一相都和单独形成了半波整流电路,其整流出的三个电压半波在时间上依次相差120o 叠加,并且整流输出波形不过0点,其最低点电压 式中Up——是交流输入电压幅值。 并且在一个周期中有三个宽度为120o的整流半波。因此它的滤波电容器的容量可以比单相半波整流和单相全波整流 时的电容量都小。 图1 三相半波整流电路原理图 2. 三相桥式(全波)整流滤波 图2所示是三相桥式全波整流电路原理图。图3是它们的整流波形图。图3(a)是三相交流电压波形;图3(b)是三相半波整流电压波形图;图3(c)是三相全波整流电压波形图。在输出波形图中,N粗平直虚线是整流滤波后的平均输出电压值,虚线以下和各正弦波的交点以上(细虚线以上)的小脉动波是整流后未经滤波的输出电压波形。

图2 三相桥式全波整流电路原理图 由图1和图2可以看出,三相半波整流电路和三相桥式全波整流电路的结构是有区别的。 (1)三相半波整流电路只有三个整流二极管,而三相全波整流电路中却有六只整流二极管; (2) 三相半波整流电路需要输入电源的中线,而三相全波整流电路则不需要输入电源的中线。 由图3可以看出三相半波整流波形和三相全波整流电路则不需要输入电源的中线。 图3 三相整流的波形图 ①三相半波整流波形的脉动周期是120o而三相全波整流波形的脉动周期是60o; ②三相半波整流波形的脉动幅度和输出电压平均值:三相半波整流波形的脉动幅度是: (1) 式中U——脉动幅度电压;Up是正弦半波幅值电压,比如有效值为380V的线电压, 其半波幅值电压为: (2)

单相半波整流电路

单相半波整流电路”教学设计 一、教学依据: 高等教育出版社教育部高职高专规划教材《电工电子技术》林平勇、高嵩主编,第十三章第一节 二、教材分析: 在小功率整流电路中,单相半波整流电路凭借其电路结构简单的特点广泛应 用于电工电子技术中。学好本节的内容将为后续课程内容单相全波整流电路、单相桥式整流电路、倍压整流电路打下良好的基础;同时也是教材前面半导体二极管知识的一个重要应用,所以本节内容在顺序安排上起到了承上启下的作用。本节主要介绍了单相半波整流电路的结构、工作原理以及负载电压和电流,在讲授时教师应吃透教材,深入浅出,利用实验现象、挂图形像直观地帮助学生掌握本节知识,并设计问题给学生以启迪。 三、学生分析: 电子电路理论普遍具有抽象性,而我们中职类学生基础较薄弱,所以中技生在学习基础理论的过程就较吃力,针对这一特点,本人直接通过实验的方法,利用直观现象来激发学生的学习兴趣,集中学生的听课注意力。在讲授本节内容时,本人在课堂上亲自演示用示波器测量单相半波整流电路的输入输出波形,学生可直观波形,对比波形来理解整流的作用和目的。另外结合整流电路应用于日常生活的电器(例如手机、MP3的充电器)来激发学生的学习整流电路的兴趣;在讲授整流原理时进行讲练结合,用任务驱动法展开教学。整个教学过程中应充分利用插图并通过教师的示范及学生亲自动手分析等,使学生逐步掌握分析电路的技能.要注意教给学生分析电路的方法,提高演示实验的可见度。在演示实验时最好边讲解,边操作.教师的演示将对学生起示范作用,因此要注意操作的规范性。 四、教学目标: 1知识与技能:帮助学生掌握单相半波整流电路的结构、工作原理及负载电压和电流的计算。 2、情感目标:利用实物展示、挂图和演示实验现象来引导学生理解整流的概念和作用,激发学生的兴趣,促进教育学的配合。 3、价值观:培养学生分析和检修整流电路故障的能力。 五、教学重点和难点: 单相半波整流电路的工作原理分析,输出电压极性和波形分析及负载直流电压电流的计算。 六、教具准备: 1N4007小功率整流二极管一只、手机充电器及其配套锂电池、示波器和事先制作好的单相半波整流电路、挂图2张 七、教学方法: 实物展示法、实验演示法、讲练结合法、启发诱导法 八、教学过程: 1、课堂引入 (一):师生互动环节(教师展示手机充电器对锂电池充电过程)

三相半波可控整流电路

三相半波可控整流电路

1. 电阻负载 (1) 工作原理 三相半波可控整流电路如图1 a) 所示。为得到零线,变压器二次侧必须接成星形,而一次侧接成三角形,避免3次谐波电流流人电网。三个晶闸管分别接入a、b、c三相电源,它们的阴极连接在一起,称为共阴极接法,这种接法触发电路有公共端,连线方便。 假设将电路中的晶闸管换作二极管,并用VD表示,该电路就成为三相半波不可控整流电路,以下首先分析其工作情况。此时,三个二极管对应的相电压中哪一个的值最大,则该相所对应的 二极管导通,并使另两相的二极管承受反压关断,输出整流电压即为该相的相电压,波形如图1 d) 所示。在一个周期中,器件工作情况如下:在ωt1~ωt2期 间,α相电压最高,VD1导通,u d= u a;在ωt2~ωt3期间,b 相电压最高, VD2导通,u d= u b;在ωt3~ωt4期间,c 相电压最高,VD3导通,u d= u c。此后,在下一周期相当于ωt1的位置即ωt4时刻,VD1又导通,重复前一周期的工作情况。如此,一周期中VD1、VD2、VD3轮流导通,每管各导通120o。u d波形为三个相电压在正半周期的包络线。 在相电压的交点ωt1、ωt2、ωt3处,均出现了二极管换相,即电流由一个二极管向另一个二极管转移,称这些交点为自然换相点。对三相半波可控整流电路而言,自然换相点是各相晶闸管能触发导通的最早时刻,将其作为计算各晶闸管触发角α的起点,即α=0o,要改变触发角只能是在此基础上增大,即沿时间坐标轴向右移。若在自然换相点处触发相应的晶闸管导通,则电

路的工作情况与以上分析的二极管整流工作情况一样。由单相可控整流电路可知,各种单相可控整流电路的自然换相点是变压器二次电压u2的过零点。 当α= 0o时,变压器二次侧 a 相绕组和晶闸管VT1的电流波形如图1 e) 所示,另两相电流波形形状相同,相位依次滞后120o,可见变压器二次绕组电流有直流分量。 图1 f) 是VT1两端的电压波形,由3段组成:第1段, VT1导通期间,为一管压降,可近似为u VT1=0;第2段,在VT1关断后,,VT2导通期间,u VT1= u a-u b = u ab ,为一段线电压;第3段,在VT3导通期间,u VT1= u a-u c = u ac 为另一段线电压。即晶闸管电压由一段管压降和两段线电压组成。由图可见, α= 0o时,晶闸管承受的两段线电压均为负值,随着α增大,晶闸管承受的电压中正的部分逐渐增多。其他两管上的电压波形形状相同,相位依次差120o。 增大α值,将脉冲后移,整流电路的工作情况相应地发生变化。 图2 是α=30o时的波形。从输出电压、电流的波形可看出,这时负载电流处于连续和断续的临界状态,各相仍导电120o。 如果α >30o,例如α =60o时,整流电压的波形如图3 所示,当导通一相的相电压过零变负时,该相晶闸管关断。此时下一相晶闸管虽承受正电压,但它的触发脉冲还未到,不会导通,因此输出电压电流均为零,直到触发脉冲出现为止。这种情况下,负载电流断续,各晶闸管导通角为90o,小于120o 若α角继续增大,整流电压将越来越小,α=150o时,整流输出电压为零。故电阻负载时α角的移相范围为150o。 (2) 负载电压 整流电压平均值的计算分两种情况: 1) α≤30o时,负载电流连续,有 当α= 0 时,U d最大,为U d= U d0=1.17U2. 2) α >30o时,负载电流断续,晶闸管导通角减小,此时有

单相半波整流电路仿真实验报告

单相半波整流电路仿真实验报告 一、实验目的和要求 1.掌握晶闸管触发电路的调试步骤与方法; 2.掌握单相半波可控整流电路在电阻负载和阻感负载时的工作; 3.掌握单相半波可控整流电路MATLAB的仿真方法,会设置各个模块的参数。 二、实验模型和参数设置 1. 总模型图: 有效值子系统模型图: 平均值子系统模型图:

2.参数设置 晶闸管:Ron=1e-3,Lon=1e-5,Vf=,Ic=0,Rs=500, Cs=250e-9.电源:Up=100*, f=50Hz. 脉冲发生器:Amplitude=5, period=, Pulse Width=2 情况一:R=1Ω,L=10mH; a=0°or a=60°; 情况二:L=10mH; a=0°or a=60°; 三、波形记录和实验结果分析 (1)R=1Ω,L=10mH; a=0°时的波形图: (2)R=1Ω,L=10mH; a=60°时的波形图:

(3)L=10mH; a=0°时的波形图: (4)L=10mH; a=60°时的波形图:

在波形图中,从上到下依次代表电源电压、脉冲发生器电压、晶闸管的电流,、晶闸管两端电压、负载电流和负载两端电压。 分析对比这四张图可以知道,由于负载中有电感,因此晶闸管截止的时刻并不在电压源为负值的时刻,而是在流过晶闸管的电流为零的时刻;同时,在对比中可以发现在电感相同的情况下,电阻负载的存在会使关断时间提前。 1.计算负载电流、负载电压的平均值: 以R=1Ω,L=10mH时 o α = 负载电压的平均值为如下: o α 60 = 负载电压的平均值为如下:

三相半波可控整流电路__课程设计..

《电力电子技术课程》课程设计说明书 课程名称:三相半波可控整流电路设计 学院:电气与信息工程学院 专业:电气工程及其自动化 学生姓名:黄亚娟 学号: 10401240302 指导教师:曹志平 时间: 2013年6月9日

摘要 整流电路就是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成。20世纪70年代以后,主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成。滤波器接在主电路与负载之间,用于滤除脉动直流电压中的交流成分。变压器设置与否视具体情况而定。变压器的作用是实现交流输入电压与直流输出电压间的匹配以及交流电网与整流电路之间的电隔离(可减小电网与电路间的电干扰和故障影响)。整流电路的种类有很多,有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等。 关键词:整流,变压,触发,晶闸管,额定。

目录 摘要 (2) 目录 (3) 引言 (4) 一、三相半波整流电路原理分析 (4) 1.1.1 纯电阻性半波整流电路原理组成 (4) 1.2.1主电路设计 (4) 1.3.1 电路原理波形分析 (5) 二、三相半波整流电路数量分析 (7) 2.1.1 输出值的计算 (7) 2.2.1晶闸管的有效值 (8) 三、器件额定参数计算 (8) 3.1.1 变压器参数 (8) 3.2.1 晶闸管参数 (8) 3.3.1 变压器容量 (8) 3.4.1 晶闸管额定电压 (8) 3.5.1 晶闸管额定电流 (8) 四、MATLAB软件介绍 (9) 五、MATLAB软件电脑仿真………………………………………………… 1 1 5.1.1 MATLAB软件运用电脑仿真电路模型 (11) 5.2.1纯阻性负载三相半波可控整流电路仿真图像 (11) 5.3.1 仿真结果和实际原理分析比较 (12) 六、心得体会 (12) 七、参考文献 (13) 八致谢 (14)

单相半波整流电路的设计

单相半波整流电路的设计 摘要 本文主要进行了单相半波整流电路的设计。单相半波整流电流电路的特点是简单,但输出脉动大,变压器二次电流中含有直流分量,造成变压器铁芯直流磁化。为使变压器铁心不饱和,需增大铁心面积,增大了设备的容量。实际上很少应用此种电路。分析该电路的主要目的在于利用其简单易学的特点,建立起整流电路的基本概念。晶闸管不同于整流二极管,它的导通是可控的。可控整流电路的作用就是把交流电变换为电压值可以调节的直流电。在充分理解单相半波整流电路工作原理的基础上,本文设计出了单相半波整流电路带电阻负载、电感负载、阻感负载时的电路原理图,并对其中的相关参数进行了计算,仿真波形对比发现结果正确。 关键词:晶闸管,整流,触发

目录 摘要 .................................................................... 1课题背景............................................... 错误!未指定书签。 1.1选题背景 (1) 1.2参数选择 (1) 2单相半波整流电路的设计................................. 错误!未指定书签。 2.1单相半波整流电路(电阻负载) ..................... 错误!未指定书签。 2.1.1工作原理和电路特点(电阻负载).............. 错误!未指定书签。 2.1.2电路原理图(电阻负载)...................... 错误!未指定书签。 2.1.3参数计算(电阻负载)........................ 错误!未指定书签。 2.1.4仿真波形(电阻负载)........................ 错误!未指定书签。 2.1.5结论(电阻负载)............................ 错误!未指定书签。 2.2单相半波整流电路(电感负载) ..................... 错误!未指定书签。 2.2.1工作原理(电感负载)........................ 错误!未指定书签。 2.2.3仿真波形(电感负载)........................ 错误!未指定书签。 2.3单相半波整流电路(阻感负载) ..................... 错误!未指定书签。 2.3.1工作原理(阻感负载)........................ 错误!未指定书签。 2.3.2电路原理图(阻感负载)...................... 错误!未指定书签。 2.3.3参数计算(阻感负载)........................ 错误!未指定书签。 2.3.4仿真波形(阻感负载)........................ 错误!未指定书签。致谢 .................................................... 错误!未指定书签。参考文献 ................................................ 错误!未指定书签。

三相半波整流电路论文设计

电力电子技术课程设计 题目:三相半波整流电路的设计 作者:伟龙 学号: 指导教师:宁 专业班级:13级电气工程及其自动化本科2班 工业学院 2015年12月21日

目录 一、目录 (1) 二、引言 1.1 什么是电力电子技术 (2) 1.2 整流电路的应用领域及分类 (2) 三、设计目的及意义 (3) 四、设计的要求和容 4.1 三相半波整流电路电阻负载原理组成 (3) 4.2 三相半波整流电路电阻负载原理图 (4) 4.3 三相半波整流电路原理波形分析 (4) 4.4 三相半波整流电路的保护电路 (6) 五、三相半波整流电路数量计算 5.1 输出值的计算 (7) 5.2 晶闸管电流有效值 (8) 5.3 晶闸管额定电流 (8) 六、Matlab软件电脑仿真原理图 6.1 电阻负载Matlab原理图仿真 (8) 6.2 阻感负载Matlab原理图仿真 (9) 6.3 电阻负载Matlab波形图仿真 (9) 七、心得体会 (11) 八、参考文献 (12) 九、致 (12)

二、引言 2.1 什么是电力电子技术 电力电子技术是建立在电子学、电工原理和自动控制三大学科上的新兴学科。因它本身是大功率的电技术,又大多是为应用强电的工业服务的,故常将它归属于电工类。电力电子技术的容主要包括电力电子器件、电力电子电路和电力电子装置及其系统。电力电子器件以半导体为基本材料,最常用的材料为单晶硅;它的理论基础为半导体物理学;它的工艺技术为半导体器件工艺。近代新型电力电子器件量应用了微电子学的技术。电力电子电路吸收了电子学的理论基础,根据器件的特点和电能转换的要求,又开发出许多电能转换电路。这些电路中还包括各种控制、触发、保护、显示、信息处理、继电接触等二次回路及外围电路。利用这些电路,根据应用对象的不同,组成了各种用途的整机,称为电力电子装置。这些装置常与负载、配套设备等组成一个系统。电子学、电工学、自动控制、信号检测处理等技术常在这些装置及其系统量应用。 2.2 整流电路的应用领域及分类 工业中广泛使用的整流电路的目的是把国家电网中的交流电能转换为直流电能。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用 当整流负载容量较大,或要求直流电压脉动较小、易滤波时,应采用三相整流电路。由于电力电子技术是将电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域,利用半导体电力开关器件组成各种电力变换电路实现电能和变换和控制,而构成的一门完整的学科。故其学习方法与电子技术和控制技术有很多相似之处,因此要学好这门课就必须做好实验和课程设计,又因为整流电路应用非常广泛,在三相可控整流电路中,最基本的是三相半波可控整流电路,应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路,双反星形可控整流电路以及十二脉波可控整流电路等,均可在三相半波可控整流电路的基础上进行分析,因此本次我们要做的实践是三相半波可控整流电路。

单相半波可控整流电路实验

单相半波可控整流电路实验

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重庆三峡学院 实验报告 课程名称电力电子技术 实验名称单相半波可控整流电路实验 实验类型验证学时 2 系别电信学院专业电气工程及自动化 年级班别2015级2班开出学期2016-2017下期 学生姓名袁志军学号201507144228 实验教师谢辉成绩 2017 年 4 月 30 日

填写说明 1、基本内容 (1)实验序号、名称(实验一:xxx);(2)实验目的;(3)实验原理;(4)主要仪器设备器件、药品、材料;(5)实验内容; (6)实验方法及步骤(7)数据处理或分析讨论 2、要求: (1)用钢笔书写(绘图用铅笔) (2)凡需用坐标纸作图的应使用坐标纸进行规范作图 实验三单相半波可控整流电路实验 一、实验目的 (1)掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。 (2)掌握单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感性负载时的工作。 (3)了解续流二极管的作用。 二、实验所需挂件及附件 型号备注 序 号 1 DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”,“励磁电源”等几个 模块。 2 DJK02 晶闸管主电路该挂件包含“晶闸管”,以及“电感”等几个模块。 3 DJK03-1 晶闸管触发 该挂件包含“单结晶体管触发电路”模块。 电路 4 DJK06 给定及实验器 该挂件包含“二极管”等几个模块。 件 5 D42 三相可调电阻 6 双踪示波器自备 7 万用表自备 三、实验线路及原理 将DJK03-1挂件上的单结晶体管触发电路的输出端“G”和“K”接到DJK02挂件面板上的反桥中的任意一个晶闸管的门极和阴极,并将相应的触发脉冲的钮子开关关闭(防止误触发),图中的R负载用D42三相可调电阻,将两个900Ω接成并联形式。二极管VD1和开关S1均在DJK06挂件上,电感L d在DJK02面板上,有100mH、200mH、700mH 三档可供选择,本实验中选用700mH。直流电压表及直流电流表从DJK02挂件上得到。 四、实验方法 (1)单结晶体管触发电路的调试 将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧,使输出线电压为200V,用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端,按下“启动”按钮,打开DJK03-1电源开关,用双踪示波器观察单结晶体管触发电路中整流输出的梯形波电压、锯齿波电压及单结晶体管触发电路输出电压等波形。调节移相电位器RP1,观察锯齿波的周期变化及输出脉冲波形的移相范围能否在30°~170°范围内移动?

基于Simulink的三相半波可控整流电路仿真

基于Simulink的三相半波可控整流电路仿真 一、实验目的: 通过Simulink进行三相半波可控整流电路仿真模型的建立,进一步理解其电路原理。并观察在不同负载情况下,改变晶闸管控制角α对电路输出的影响。 二、实验原理: 三相半波可控整流电路如图1所示。电路由三相交流电源、晶闸管、负载及触发电路组成。改变晶闸管的控制角可以调节输出直流电压和电流的大小。此次仿真实验过程分为建立仿真模型、设置模型参数和观察仿真结果。 图1 三、实验记录: (一)建立仿真模型: 在Simulink中将电路元件按相半波可控整流电路的原理图连接起来组成仿真电路。如图2所示。 图2 (二)设置模型参数: 设置三相电源电压幅值为220V,频率为50Hz,晶闸管采用脉冲触发器间隔120°交替触发,负载阻性时取R=5Ω,阻感负载时取R=5Ω,L=。 (四)模型仿真结果: 1、电阻负载(R=5Ω) (1)α=0° 波形一:三相电压;波形二:三相电流;波形三:负载电流;波形四:负载电压;波形五:VT1两端电压;波形六:触发脉冲。

(2)α=30° 波形一:三相电压;波形二:三相电流;波形三:负载电流;波形四:负载电压;波形五:VT1两端电压;波形六:触发脉冲。 (3)α=60° 波形一:三相电压;波形二:三相电流;波形三:负载电流;波形四:负载电压;波形五:VT1两端电压;波形六:触发脉冲。

2、阻感负载(R=5Ω,L=0.02H) (1)α=0° 波形一:三相电压;波形二:三相电流;波形三:负载电流;波形四:负载电压;波形五:VT1两端电压;波形六:触发脉冲。 (2)α=30° 波形一:三相电压;波形二:三相电流;波形三:负载电流;波形四:负载电压;波形五:VT1两端电压;波形六:触发脉冲。

单相半波可控整流电路教学实例

单相半波可控整流电路教学实例 发表时间:2019-07-03T16:34:11.227Z 来源:《教育学》2019年7月总第182期作者:徐敏隋璐娜 [导读] 本文作者以单相半波可控整流电路教学实例阐述了其整体授课思路,结合企业实际,如何使用任务驱动教学法,六步法完成任务的思路,逐步引导学生深入研究单相半波可控整流电路的原理,规范安装调试操作过程。 青岛市技师学院山东青岛266229 摘要:本文作者以单相半波可控整流电路教学实例阐述了其整体授课思路,结合企业实际,如何使用任务驱动教学法,六步法完成任务的思路,逐步引导学生深入研究单相半波可控整流电路的原理,规范安装调试操作过程。 关键词:单相半波可控整流电路任务驱动教学法安装调试 随着电力电子技术在现代企业应用的普及,开设电气、机电专业的职业学校都会安排电力电子技术这门课程,而且电力电子技术方面的题目在电工高级工及以上等级鉴定题库占比重越来越多。而电力电子课程理论性比较强,更加抽象,应用到其它专业课程内容进行分析,难度大一些,学生学习会相对困难。教学要从学生角度出发,了解他们的当前基础,制定适合的教学计划,目标是学生学会。教学也要从企业角度出发,培养企业需要的人才,通过和生产一线技术与管理人员交流,深入生产现场调研,将企业的需求转化整合,制定课堂教学目标,设计教学方案。 单相半波可控整流电路是最简单的可控整流电路,也是学生接触的第一个可控整流电路,因此能够成功引起学生的学习兴趣,为今后分析复杂的可控整流与逆变电路打下良好的基础,会起到极为重要的作用。以一体化形式进行教学,理论实践相结合,分析电路原理和动手操作直接观察现象结合,符合认知发展规律,利于学生掌握知识与技能。 课题从企业开发新产品新型充电桩,让学生协助研究单相半波可控整流电路,测试电路的参数,使用任务驱动法导入。以企业提供的电路图图纸和需要测试的数据、记录波形变化的表格,为了完成企业交付的工作任务,引起学生对单相半波可控整流电路组成、原理、安装调试测试方法等内容的学习具有需求性。 老师带领学生按照完成任务的思路阅读图纸(见图1),制定工作计划如下:安装电路——调节参数——测量记录——计算绘图——核对验收——提交上报。为了更好体现工作场景,将全班分成若干小组,每个组布置测试不同控制角的参数,每个小组内再将任务分解,具体分配给每一名成员,通过全组学生的分工合作完成单相半波可控整流电路参数表和波形测试报告。参数记录表包括U2,Ud记录值,Ud/Ud计算值。波形测试报告包括电阻性负载、阻感负载,阻感负载加续流二极管的不同控制角Ud,UVT的波形。以此推动促进学生主动学习。 图1 对于计划中的每一项任务,都包含着理论与技能的学习训练。安装电路——学生通过识读电路图,了解到单相半波可控整流电路的组成,训练了识别元器件、看图接线的操作能力。调节参数——要在分析电路原理的基础上才能正确完成调整参数。通过调节单结晶体管触发电路的电位器RP1,改变晶闸管的控制角,如何正确读取控制角度大小,要会使用示波器测量波形,并保证调节准确,会判断各控制角的波形。测量记录——复习万用表、直流电压表的使用,能够熟练掌握常用仪表的使用方法。计算绘图——训练学生公式运用和规范绘图能力,具备基本计算能力。核对验收——让学生了解企业的工作程序,严谨认真对待每一项工作,每一个数字,培养对待工作的责任感,把职业素养养成教育融入其中。提交上报——郑重对待工作的临场感与完成任务的秩序观念养成教育。从小组配合完成任务,体验团队合作,互相配合,互相帮助的关系。用设计的表格量化评价小组(见表1)与学生(见表2)完成任务的情况,明确责任,便于查找问题原因。 表1. 单相半波可控整流电路安装调试验收项目 完成任务过程,教师要关注到各组的整体进度,还要照顾个别学生的操作,出现问题及时给予指导解答。多运用鼓励方式让学生积极探索,有意识锻炼理解力和操作能力强的学生去协助老师完成辅导任务。 将学生测量的数据汇总后,指导学生从不同角度对比分析。通过分析数据,可以对理论逐渐深入,更重要的是指导学生学习不能仅停留在表面浅层次,要细心观察进入更深的层次,能够运用以前学过的理论解释分析实践出现的现象。 完成任务后,安排实验完成出色的学生介绍经验,使全班能够分享到操作技巧和拓展延伸理论知识,也要列举学生出现失误的地方,

单相半波整流电路教案 - 1

单相半波整流电路教案 教材分析 在小功率整流电路中,单相半波整流电路凭借其电路结构简单的特点广泛应用于电工电子技术中。学好本节的内容将为后续课程内容单相全波整流电路、单相桥式整流电路、 教学重点和难点 单相半波整流电路的工作原理分析,输出电压极性和波形分析及负载直流电压电流的计算。 (一):师生互动环节(教师展示手机充电器对锂电池充电过程) 师:同学们我们现在使用的手机锂电池的低压直流电能是从哪里得来的呢? 生:是手机充电器供给的(学生异口同声的回答) 师:是的。充电器直接引入的是市电220V,50H Z的交流电能,而手机锂电池需要存储的是低压直流电能,那么请同学们思考下充电器是如何给锂电池充电的呢? 生:先降压后变换(少数学生能回答) 换成脉动的低压直流电能--------单相半波整流电路(板书) (一):单相半波整流电路的结构与工作原理(板书)(约43分钟) 教师提示:“单相”一词是指输入整流电路的交流电是单相交流电。而“半波”一词同学们可在下面讲授的半波整流原理中自己总结,到时老师请同学们回答。(任务驱动法教学可集中学生的听课注意力) 1:电路结构组成(板书) 2:工作原理(板书) 教师引导:输入整流电路的交流电压来自于电源变压器的二次绕组输出端,在分析整流原理时应将交流电压分成正、负半周两种情况来考虑。另外为了分析方便,变压器T应假设为无损耗的理想元件,整流二极管V应为理想二极管,负载为纯电阻性负载。 教师提问:①:上面分析了半波整流电路的工作原理,由此可以回答什么是半波整流。 (请学生回答) ②:若在上面图中把整流二极管V极性对调后整理电路的原理又怎样分析

三相半波可控整流电路

《电力电子技术》课程设计说明书三相半波可控整流电路 学院:电气与信息工程学院 学生姓名:XXX 指导教师:XXX 职称副教授 专业:电气工程及其自动化 班级:XXXX班 学号: 完成时间:2015年06月

摘要 三相整流电路有三相半波整流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路,由于整流电路涉及到交流信号、直流信号以及触发信号,同时包含晶闸管、电容、电感、电阻等多种元件,采用常规电路分析方法显得相当繁琐,高压情况下实验也难顺利进行。Matlab提供的可视化仿真工具Simtlink可直接建立电路仿真模型,随意改变仿真参数,并且立即可得到任意的仿真结果,直观性强,进一步省去了编程的步骤。 本文主要介绍三相半波可控整流电路的主电路、触发电路和保护电路的原理及电路仿真图,输入电压为三相交流线电压380V,通过降压变压器后由晶闸管转换为直流。触发电路控制晶闸管的导通,通过调节脉冲的触发角可得到不同的输出电压。本文利用Simulink对三相半波整流电路进行建模,对不同控制角、故障情况下进行了仿真分析,在触发角的调节范围为97°~150°时输出电压为0~100V。既进一步加深了三相半波整流电路的理论,同时也为现代电力电子实验教学奠定良好的实验基础。 关键词:三相半波整流电路;晶闸管;MATLAB仿真

目录 1 设计目的及要求 (1) 1.1 设计目的 (1) 1.2 设计要求 (1) 1.2.1 设计课题 (1) 1.2.2 设计内容 (1) 2 主电路设计 (2) 2.1 主电路原理分析 (2) 2.2 触发角分析 (3) 2.3 主要元器件选择 (3) 2.3.1 晶闸管参数计算与选择 (3) 2.3.2 触发电路芯片选择 (3) 3 触发电路的设计 (5) 4 保护电路的设计 (6) 4.1 过压保护 (6) 4.1.1 过压的原因 (6) 4.1.2 过压保护的措施 (6) 4.2 过流保护 (6) 4.2.1 过流的原因 (6) 4.2.2 过流保护的措施 (7) 4.3 保护电路选择 (7) 5 MATLAB仿真 (8) 5.1 仿真软件MATLAB介绍 (8) 5.1.1 MATLAB简介 (8) 5.1.2 Simulink简介 (8) 5.1.3 Simulink启动与退出 (9) 5.2 MATLAB仿真模型 (10) 5.3 MATLAB仿真结果及分析 (10) 心得体会 (12)

三相半波共阳极可控整流电路

1.三相半波共阳极可控整流电路 三相半波可控整流电路还可以把晶闸管的三个阳极接在一起,而三个阴极分别接到三相交流电源,形成共阳极的三相半波可控整流电路,其带电感性负载的电路如图1(a)所示。由于三个阳极是接在一起的,即是等电位的,所以对于螺栓式的晶闸管来说,可以将晶闸管的阳极固定在同一块大散热器上,散热效果好安装方便。但是,此电路的触发电路不能再像共阴极电路的触发电路那样,引出公共的一条接阴极的线,而且输出脉冲变压器二次侧绕组也不能有公共线,这就给调试和使用带来了不便。 图1.三相半波共阳极可控整流电路 (a)电路图(b)a=30°时波形图 共阳极的三相半波可控整流电路的工作原理与共阴极的一致,也是要晶闸管承受正向电压即其阳极电位高于阴极电位时,才可能导通。所以,共阳极的三只晶闸管VT2、VT4和VT6哪一只导通,要看哪一只的阴极电位低,触发脉冲应在三相交流电源相应相电压的负半周加上,而且三个管子的自然换相点在电源两相邻相电压负半周的交点,即图1(b)中的2、4、6点,故2、4、6的位置分别是与w相、u相、v相 相连的晶闸管VT2、VT4和VT6的角的起始点。从图8.21(b)中可以看出,当时,输出全部在电源负半周。例如,在时刻触发晶闸管VT2,因其阴极电位最低,满足其导通的条件,故可以被触发导通,此时在负载上得到的输出电压为。至时,给VT4加触发脉冲,由于此时u相电压更负,

故VT2会让位给VT4,而VT4的导通会立即使VT2承受反向的线电压而关断。同理,在时刻又会换相给v相的晶闸管VT6。由图1(a)可见,共阳极接法时的整流输出电压波形形状与共阴极时一样的,只是输出电压的极性相反。 从上面的讨论的三相半波电路中可以看出,不论是共阴极还是共阳极接法的电路,都只用了三只晶闸管,所以接线都较简单,但其变压器绕组利用率较低,每相的二次侧绕组一周期最多工作,而且绕组中的 电流(波形与相连的晶闸管的电流波形一样)还是单方向的,因此也会存在铁心的直流磁化现象;还有晶闸管承受的反向峰值电压较高(与三相桥式电路相比);另外,因电路中负载电流要经过电网零线,也会引起额外的损耗。正是由于上述局限,使得三相半波可控整流电路一般只用于中等偏小容量的场合。 1.1三相半波共阳极可控整流电路仿真电路图如图2所示: 图2三相半波共阳极可控整流电路 脉冲参数,振幅3V,周期0.02,占空比10%,时相延迟分别为(α+120)/360*0.02,(α+240)/360*0.02,(α)/360*0.02。如图3,图4,图5所示

实验一_单相半波可控整流电路实验

实验一单相半波可控整流电路实验 一、实验目的 (1)掌握单结晶体管触发电路的调试步骤和方法。 (2)掌握单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感性负载时的工作。 (3)了解续流二极管的作用。 二、实验所需挂件及附件 三、实验线路及原理 单结晶体管触发电路的工作原理及线路图已在课上作过介绍。将挂件上的单结晶体管触发电路的输出端接线排接到半波可控整流电路面板上的反桥中的任意一个晶闸管的门极和阴极,并将相应的触发脉冲的

钮子开关关闭(防止误触发),图中的R负载用D42三相可调电阻,将两个900Ω接成并联形式。二极管VD1和开关S1均在DJK06挂件上,电感L d 在DJK02面板上,有200mH、400mH、700mH三档可供选择,本实验中选用700mH。直流电压表及直流电流表从DJK02挂件上得到。 图3-6单相半波可控整流电路 四、实验内容 (1)单结晶体管触发电路的调试。 (2)单结晶体管触发电路各点电压波形的观察并记录。 (3)单相半波整流电路带电阻性负载时U d/U2= f(α)特性的测定。 (4)单相半波整流电路带电阻电感性负载时续流二极管作用的观察。 五、预习要求 (1)阅读电力电子技术教材中有关单结晶体管的内容,弄清单结晶体管触发电路的工作原理。 (2)复习单相半波可控整流电路的有关内容,掌握单相半波可控整流电路接电阻性负载和电阻电感性负载时的工作波形。

(3)掌握单相半波可控整流电路接不同负载时U d、I d的计算方法。 六、实验方法 (1)单结晶体管触发电路的调试 将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“三相调压输出”侧,使输出线电压为200V,用两根导线将200V交流电压接到实验挂件上的的“外接220V”端,用双踪示波器观察单结晶体管触发电路中整流输出的梯形波电压、锯齿波电压及单结晶体管触发电路输出电压等波形。调节移相电位器RP1,观察锯齿波的周期变化及输出脉冲波形的移相范围能否在30°~170°范围内移动? (2)单相半波可控整流电路接电阻性负载 触发电路调试正常后,按图3-6电路图接线。将电阻器调在最大阻值位置,按下“启动”按钮,用示波器观察负载电压U d、晶闸管VT两端电压U VT的波形,调节电位器RP1,观察α=30°、60°、90°、120°、150°时U d、U VT的波形,并测量直流输出电压U d和电源电压U2,记录于下表中。 U d=0.45U2(1+cosα)/2 (3)单相半波可控整流电路接电阻、电感性负载 将负载电阻R改成电阻电感性负载(由电阻器与平波电抗器L d串联而成)。暂不接续流二极管VD1,在不同阻抗角[阻抗角φ=tg-1(ωL/R),保持电感量不变,改变R的电阻值,注意电流不要超过1A]情况下,观察

单相半波整流可控电路(纯电阻,阻感,续流二极管)

电力电子技术实验报告 实验名称:单相半波可控整流电路的仿真与分析班级:自动化091 组别: 08 成员: 职业技术学院信息工程学院 年月日

一. 单相半波可控整流电路(电阻性负载) ................................................ 错误!未定义书签。 1. 电路的结构与工作原理 (8) 2. 单相半波整流电路建模................................................................... 错误!未定义书签。 3. 仿真结果与分析 (5) 4. 小结 (8) 二. 单相半波可控整流电路(阻-感性负载) ............................................... 错误!未定义书签。 1. 电路的结构与工作原理................................................................... 错误!未定义书签。 2. 单相半波整流电路建模................................................................... 错误!未定义书签。 3. 仿真结果与分析............................................................................... 错误!未定义书签。 4. 小结................................................................................................... 错误!未定义书签。 三. 单相半波可控整流电路(阻-感性负载加续流二极管) ....................... 错误!未定义书签。 1. 电路的结构与工作原理................................................................... 错误!未定义书签。 2. 单相半波整流电路建模................................................................... 错误!未定义书签。 3. 仿真结果与分析............................................................................... 错误!未定义书签。 4. 小结:............................................................................................... 错误!未定义书签。 四. 总结:………………………………………………………………………………….错误!未定义书签。

单相半波整流电路教案

实验一、单相半波整流电路教案 教材分析 在小功率整流电路中,单相半波整流电路凭借其电路结构简单的特点广泛应用于电工电子技术中。学好本节的内容将为后续课程内容单相全波整流电路、单相桥式整流电路等打下良好的基础;同时也就是教材前面半导体二极管知识的一个重要应用,所以本节内容在顺序安排上起到了承上启下的作用。本节主要介绍了单相半波整流电路的结构、工作原理以及负载电压与电流,在讲授时教师应吃透教材,深入浅出,利用实验现象直观地帮助学生掌握本节知识,并设计问题给学生以启迪。 学生分析 电子电路理论普遍具有抽象性,而我们中职类学生基础较薄弱,所以中技生在学习基础理论的过程就较吃力,针对这一特点,本人直接通过实验的方法,利用直观现象来激发学生的学习兴趣,集中学生的听课注意力。在讲授本节内容时,本人在课堂上亲自演示用示波器测量单相半波整流电路的输入输出波形,学生可直观波形,对比波形来理解整流的作用与目的。另外结合整流电路应用于日常生活的电器(例如手机、MP3的充电器)来激发学生的学习整流电路的兴趣;在讲授整流原理时进行讲练结合,用任务驱动法来展开教学。整个教学过程中应充分利用教师的示范及学生亲自动手分析等,使学生逐步掌握分析电路的技能.要注意教给学生分析电路的方法,提高演示实验的可见度。在演示实验时最好边讲解,边操作.教师的演示将对学生起示范作用,因此要注意操作的规范性。 教学目标与价值观 情感目标:利用实物展示、演示实验现象来引导学生理解整流的概念与作用,激发学生的兴趣,促进教学的配合。 能力目标:帮助学生掌握单相半波整流电路的结构、工作原理及负载电压与电流的计算。 价值观:培养学生分析与检修整流电路故障的能力。 教学重点与难点 单相半波整流电路的工作原理分析,输出电压极性与波形分析及负载直流电压电流的计算。 课前教具准备 1N4007小功率整流二极管一只、手机充电器及其配套锂电池、示波器与事先制作好的单相半波整流电路。 教学方法 实物展示法、实验演示法、讲练结合法、启发诱导法 教学活动 一、复习提问(约3分钟) (1):教师拿出一个1N4007的小功率整流二极管复习半导体二极管的结构与符号。 (2):提问二极管的单向导电性并请同学们画出二极管的正、反向偏置电压的电路图。

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