电力电子课程设计.pdf
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1、湖南科技大学信息与电气工程学院电力电子技术课程设计报告电力电子技术课程设计报告题题目:基于集成电路的的单相交流调压器仿真目:基于集成电路的的单相交流调压器仿真专专业:电气工程及其自动化业:电气工程及其自动化班班级:电气三班级:电气三班姓姓名:名:刘雪晴刘雪晴学学号:号:0808指导教师:郭小定郭小定20162016 年年 6 6 月月 17 17 日日信息与电气工程学院课程设计任务书20152015 2016 2016学年学年 第第 2 2 学学 期期专业:电气工程及其自动化 班级:电气三班学号:08姓名:刘雪晴课程设计名称:电力电子技术课程设计设计题目:基于集成电路的单相交流调压器仿真(输出
2、:100V,220A,普通晶闸管)完成期限:自 2016 年 6月 14日至 2016年 6月 17 日共 1周设计依据、要求及主要内容一、设计依据基于集成电路的单相交流调压器输入:220V输出:100V,220A选择器件:普通晶闸管(SCR)二、要求及主要内容1主电路、保护电路、控制电路设计;2主电路元件的参数计算与选择;3计算整流变压器参数、选择其容量和规格;4主电路中过电压过电流保护电路的选择及相应电路元件的计算与选择;5绘制主电路、保护电路、控制电路设计电气系统原理图;6写出课程设计报告。其中设计报告要包括有设计的目的,设计原理,设计参数的计算,元器件选型,器件表,电路图的设计说明以及
3、设计的心得等;设计报告3000 字以上;指导教师(签字):批准日期:2016 年 6 月 14 日评语:评语:成绩:成绩:评阅人:评阅人:日期:日期:摘摘要要本次电力电子技术课程设计的题目为单相桥式半控整流器设计。整流电路是电力电子电路中出现最早的一种,它的作用是将交流电能变为直流电能供给直流用电设备。整流电路的应用十分广泛,例如直流电动机,电镀、电解电源,同步发电机励磁,通信系统电源等。整流电路可从各种角度进行分类,主要分类方法有:按组成的器件可分为不可控、半控、全控三种;按电路结构可分为桥式电路和零式电路;按交流输入相数分为单相电路和多相电路。本文所要设计的项目就是单相桥式半控整流器的设计
4、,不同于单相桥式全控整流电路,为了对每个导电回路进行控制,只需要一个晶闸管就可以了,另一个晶闸管可以用二极管代替,即成为单相桥式半控整流电路。关键词:整流器单相桥式半控整流晶闸管触发脉冲目目录录一、一、设计目的及意义设计目的及意义.5 5二、二、主电路设计主电路设计.5 5三、触发电路设计三、触发电路设计.6 6四、四、参数计算与器件选型参数计算与器件选型.7 7五、五、仿真仿真.8 8(一)仿真平台与过程(一)仿真平台与过程.8 8(二)仿真分析(二)仿真分析.9 9六、六、心得体会心得体会.1111参考文献参考文献.1212附录附录.1313A A 主电路主电路.1313B B 触发电路触
5、发电路.1313C C 器件表器件表.1414一、设计目的及意义一、设计目的及意义电力电子技术是一门新兴技术,它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的,已成为现代电气 工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课,在培养本专业人才中占有重要地位。电力电子课程设计的目的在于进一步巩固和加深所学的电力电子基础知识。使学生能综合运用相关课程的基本知识,培养学生检索文献的能力,特别是利用网络检索需要的文献资料,培养学生综合分析问题、发现问题,解决问题的能力以及方案选择等。树立既考虑技术上的先进性与可行性,又考虑经济上的合理性,并注意提高分析和解决实际问题的能力;迅速准确的进行工程计算的能力,计算机
6、应用能力;用简洁的文字,清晰的图表来表达自己设计思想的能力。通过课程实际使学生认识到理论与实践相结合的重要性,只靠从书本上学到的知识是远远不够的,显示的生活中需要更为丰富的知识,只有把硕学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在在课程设计工程中查阅资料,了解查阅资料的重要性,鼓励他们克服心理上的不良情绪,不断的学习和解决难题,不断磨练学生意志的过程。通过课程设计是学生所学的基础理论知识得到巩固,并使学生可以运用所学理论知识解决实际问题的初步训练。进一步提高学生的分析、综合能力以及工程设计中分析设计的基本能力,为今后的毕业设
7、计做必要的准备,并为毕业后的工作学习打下了很好的基础。二、主电路设计二、主电路设计所谓单相交流调压就是将两个晶闸管反并联后串联在交流电路中,在每半个周波内对晶闸管开通相位的控制,可以方便地调节输出交流电压的有效值,实现交流调压。本次采用的是带电阻性负载的单相交流调压电路,主电路如下图所示:晶闸管的导通角只与控制角有关,分别对两个晶闸管的开通角进行控制就可以调节输出电压。正负半周起始时刻(=0)均为电压过零时刻,在稳态情况下,应使正负半周的相等。的移相范围应为0。对触发脉冲的要求除了要保证与电源同步外,脉冲本身的宽度也要保证晶闸管能正常导通。当负载电阻为 R,输入的电源电压有效值为U1,则电路的
8、基本电气参数如下:1、负载电阻 R 上的交流电压有效值:2、负载电阻 R 上的电流有效值:3、晶闸管电流平均值4、晶闸管通态平均电流及其有效值5、电路功率因数角的移相范围为 0180,=0 时,相当于晶闸管一直接通,输出电压为最大值,UR=U1随着的增大,UR降低,直到=时,UR=0,此外,=0 时,功率因数=1,随着的增大,输入电流落后于电压并且发生畸变,也随之降低。三、触发电路设计本次触发电路采用 555 定时器。555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极型(TTL)工艺制作的称为 555,用 互补金属氧化物(CMOS)工艺制作的称为 7555,除单定时器外,还有
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