电力电子课程设计

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电力电子类课程设计

电力电子类课程设计

电力电子类课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解电力电子器件的基本原理,掌握各类电力电子器件的构造、工作原理及应用场合。

2. 掌握电力电子变换器的基本电路拓扑,了解其功能、性能及在实际应用中的优缺点。

3. 学会分析电力电子电路的静态和动态特性,能够对简单电路进行设计和计算。

技能目标:1. 培养学生运用所学知识分析和解决实际电力电子问题的能力。

2. 提高学生动手实践能力,能够正确搭建和调试基本的电力电子实验电路。

3. 培养学生团队协作能力和沟通表达能力,能够就电力电子技术问题进行有效讨论。

情感态度价值观目标:1. 激发学生对电力电子技术领域的兴趣,培养其探索精神和创新意识。

2. 培养学生严谨、认真、负责的学习态度,使其养成良好的学习习惯。

3. 增强学生的环保意识,认识到电力电子技术在节能减排方面的重要作用,培养其社会责任感。

课程性质:本课程为电力电子类课程的实践性教学环节,旨在培养学生的实际操作能力和创新能力。

学生特点:学生已具备一定的电力电子基础知识,对实际应用有较高的兴趣,动手实践能力较强。

教学要求:结合课本内容,注重理论与实践相结合,强调学生的主体地位,充分调动学生的积极性,提高其分析和解决问题的能力。

将课程目标分解为具体的学习成果,便于后续教学设计和评估。

二、教学内容1. 电力电子器件:包括二极管、晶体管、晶闸管、场效应晶体管等基本器件的原理、特性及应用。

2. 电力电子变换器:介绍升压、降压、逆变、斩波等基本变换器的工作原理、电路拓扑及控制方法。

3. 电力电子电路分析与设计:学习静态和动态分析方法,对简单电力电子电路进行设计和计算。

4. 电力电子技术应用:分析电力电子技术在电力系统、新能源、电力传动等领域的应用实例。

教学大纲安排如下:第一周:电力电子器件原理与特性第二周:电力电子器件的应用及选型第三周:电力电子变换器的工作原理及电路拓扑第四周:电力电子变换器的控制方法第五周:电力电子电路的静态分析第六周:电力电子电路的动态分析第七周:电力电子电路设计与计算第八周:电力电子技术应用及发展趋势教学内容与课本关联性:参照教材《电力电子技术》相关章节,结合课程目标,对教学内容进行选择和组织,确保科学性和系统性。

基于电力电子的课程设计

基于电力电子的课程设计

基于电力电子的课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握电力电子器件的基本原理和分类,理解不同器件的工作特点及应用场景。

2. 学习并掌握基本的电力电子变换电路原理,包括AC-DC、DC-AC、DC-DC 等变换技术。

3. 了解电力电子装置的控制策略,包括PWM调制原理及其在电力电子设备中的应用。

技能目标:1. 能够分析并设计简单的电力电子电路,进行电路仿真和实验操作。

2. 能够运用电力电子技术解决实际问题,如设计一个小型的电力调节器。

3. 能够通过实际操作,验证理论知识,并培养动手能力和问题解决能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力电子技术领域的兴趣,激发探索精神和创新意识。

2. 强化学生的团队合作意识,通过小组讨论和项目实施,培养协作解决问题的能力。

3. 增强学生的环保意识,理解电力电子技术在节能减排中的重要作用,培养社会责任感。

分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程旨在通过理论讲授与实践操作相结合的方式,使学生在理解电力电子基础知识的同时,能够掌握一定的应用技能,并培养积极的情感态度价值观。

课程目标具体且可衡量,便于学生和教师明确课程预期成果,并为后续的教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 电力电子器件原理及分类- 教材章节:第一章 电力电子器件- 内容:PN结、晶闸管、GTO、MOSFET、IGBT等器件的工作原理和特性。

2. 电力电子变换电路- 教材章节:第二章 电力电子变换技术- 内容:AC-DC、DC-AC、DC-DC变换电路的原理、电路结构及其应用。

3. 电力电子装置控制策略- 教材章节:第三章 电力电子装置的控制- 内容:PWM调制原理、调制方法及其在电力电子装置中的应用。

4. 电力电子技术应用案例分析- 教材章节:第四章 电力电子技术应用- 内容:电力调节器、逆变器、变频器等实际案例分析,探讨电力电子技术在实际工程中的应用。

5. 实践操作与电路仿真- 教材章节:第五章 实践操作与电路仿真- 内容:结合Multisim、LTspice等软件进行电路仿真,动手搭建和调试简单电力电子电路。

电力电子课程设计

电力电子课程设计

电力电子 课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握电力电子器件的基本原理、分类及其在电路中的应用;2. 使学生了解电力电子变换器的工作原理,掌握常见电力电子变换器的电路拓扑及控制方法;3. 引导学生理解电力电子技术在能源转换、电力系统中的应用及发展趋势。

技能目标:1. 培养学生能够运用所学知识分析、设计和搭建简单的电力电子电路;2. 提高学生运用电力电子器件和变换器解决实际问题的能力;3. 培养学生运用电力电子技术进行能源转换和电力系统优化的技能。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力电子技术产生兴趣,激发学生学习积极性;2. 培养学生具备团队协作、沟通交流的能力,增强合作意识;3. 使学生认识到电力电子技术在节能减排、可持续发展中的重要性,树立环保意识。

分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程目标旨在让学生在掌握电力电子基础知识的基础上,提高实际应用能力,培养学生解决实际问题的综合素质。

通过本课程的学习,学生能够具备以下具体学习成果:1. 能够列举并解释常见电力电子器件的原理和特点;2. 能够绘制并分析常见电力电子变换器的电路图;3. 能够运用电力电子技术进行实际案例分析,提出优化方案;4. 能够关注电力电子技术的发展趋势,认识到其在节能环保领域的作用。

二、教学内容本章节教学内容依据课程目标,结合教材,科学系统地组织以下内容:1. 电力电子器件:-PN结、晶体管、晶闸管等基本原理和特性;-电力MOSFET、IGBT等现代电力电子器件的结构和特点。

2. 电力电子变换器:-AC-DC、DC-AC、DC-DC等变换器的工作原理及分类;-常见电力电子变换器电路拓扑及其控制方法。

3. 电力电子技术应用:-电力电子技术在电力系统、新能源发电、电动汽车等领域的应用案例;-电力电子器件和变换器在节能、环保等方面的作用。

教学大纲安排如下:第一周:电力电子器件的基本原理和特性;第二周:现代电力电子器件的结构和特点;第三周:AC-DC、DC-AC变换器工作原理及电路拓扑;第四周:DC-DC变换器及控制方法;第五周:电力电子技术应用及案例分析;第六周:电力电子技术在节能环保领域的贡献及发展趋势。

电力电子技术的课程设计

电力电子技术的课程设计

电力电子技术的课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握电力电子器件的基本工作原理,如二极管、晶体管、晶闸管等;2. 了解电力电子电路的基本类型,如整流电路、斩波电路、逆变电路等;3. 学会分析简单电力电子电路的性能、特点及应用场合;4. 掌握电力电子设备在实际应用中的参数计算和选型方法。

技能目标:1. 能够正确使用实验设备搭建简单的电力电子电路;2. 学会运用电路分析方法,对电力电子电路进行性能分析和故障排查;3. 能够根据实际需求设计简单的电力电子系统,并进行参数计算和选型。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力电子技术的兴趣,激发学习热情;2. 增强学生的团队合作意识,提高沟通与协作能力;3. 培养学生严谨的科学态度,树立工程伦理观念。

课程性质:本课程为电力电子技术的基础课程,旨在使学生掌握电力电子器件、电路及其应用,培养实际操作能力和工程素养。

学生特点:学生具备一定的电子技术基础,具有较强的学习能力和动手能力,但对电力电子技术尚处于入门阶段。

教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强调动手实践和实际应用,提高学生的综合能力。

通过本课程的学习,使学生能够达到上述课程目标,为后续相关课程和实际工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 电力电子器件:介绍二极管、晶体管、晶闸管等基本器件的结构、工作原理及特性,重点讲解其在电力电子电路中的应用。

教材章节:第一章至第三章内容安排:2学时2. 电力电子电路:讲解整流电路、斩波电路、逆变电路等基本电路的类型、工作原理及性能特点。

教材章节:第四章至第六章内容安排:4学时3. 电力电子电路分析:教授电路分析方法,如平均值法、等效电路法等,分析典型电力电子电路的性能和应用。

教材章节:第七章内容安排:3学时4. 电力电子设备设计:介绍参数计算和选型方法,结合实际案例进行设备设计。

教材章节:第八章内容安排:3学时5. 实践操作:安排学生进行电力电子电路搭建、性能测试和故障排查,提高动手能力。

电力电子的课程设计

电力电子的课程设计

电力电子的课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解电力电子器件的基本原理和分类,掌握其工作特性和应用范围。

2. 学习电力电子变换器的基本电路拓扑,理解其工作原理和转换过程。

3. 掌握电力电子器件的驱动与保护方法,了解其在实际电路中的应用。

技能目标:1. 能够运用电力电子器件设计简单的电力变换电路,并进行仿真分析。

2. 学会使用相关软件工具对电力电子电路进行性能评估和故障诊断。

3. 培养动手实践能力,能搭建简单的电力电子实验装置,并进行调试。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力电子技术的好奇心和探索精神,激发学习兴趣。

2. 增强学生的团队合作意识,培养在小组讨论和实验中积极沟通、协作的能力。

3. 培养学生的节能环保意识,理解电力电子技术在节能减排中的重要作用。

分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程目标旨在使学生在掌握电力电子基础知识的同时,提高实践操作能力,培养创新思维和团队协作精神。

通过具体的学习成果分解,教师可进行针对性的教学设计和评估,确保课程目标的实现。

二、教学内容本章节教学内容围绕以下三个方面展开:1. 电力电子器件:- 基本原理与分类:讲解电力电子器件的工作原理,如晶闸管、IGBT等,并介绍各类器件的应用范围。

- 工作特性:分析电力电子器件的主要参数,如静态特性、动态特性等。

2. 电力电子变换器:- 基本电路拓扑:介绍常用的电力电子变换器拓扑结构,如AC-DC、DC-AC、DC-DC等,并分析其工作原理。

- 转换过程:讲解不同变换器的工作过程,包括能量转换、电压电流波形等。

3. 器件驱动与保护:- 驱动方法:介绍电力电子器件的驱动技术,如光耦隔离驱动、磁隔离驱动等。

- 保护方法:分析器件保护措施,如过压保护、过流保护等。

教学内容安排与进度:1. 第一周:电力电子器件基本原理与分类,工作特性分析。

2. 第二周:电力电子变换器基本电路拓扑,工作原理讲解。

3. 第三周:器件驱动与保护方法,实际应用案例分析。

电力电子方向课程设计

电力电子方向课程设计

电力电子方向课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解电力电子器件的基本工作原理,掌握其特性参数及应用场合;2. 掌握基本的电力电子变换电路,如整流、逆变、斩波和调压电路;3. 了解电力电子装置的设计原则和调试方法;4. 掌握电力电子装置在能源转换、电力系统和电力调节中的应用。

技能目标:1. 能够运用所学知识分析和设计简单的电力电子电路;2. 能够利用仿真软件对电力电子电路进行仿真测试,验证设计方案的可行性;3. 能够根据实际需求,选择合适的电力电子器件和变换电路,进行系统集成;4. 能够通过实际操作,对电力电子装置进行调试和故障排查。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力电子技术的兴趣,激发其创新意识和探索精神;2. 增强学生的团队合作意识,使其在项目实施过程中学会相互协作、共同解决问题;3. 培养学生严谨的科学态度和良好的工程素养,注重实践操作的安全性和环保意识;4. 引导学生关注电力电子技术在新能源、节能减排等领域的应用,提高其社会责任感。

课程性质:本课程为电力电子方向的实践性课程,注重理论知识与实际应用的学生特点:学生具备一定的电子技术基础,具有较强的动手能力和求知欲。

教学要求:结合课本内容,以实际项目为载体,注重培养学生的实践能力和创新能力。

在教学过程中,分解课程目标为具体的学习成果,以便进行教学设计和评估。

二、教学内容1. 电力电子器件原理与特性:包括半导体器件的工作原理、电力电子器件的分类及特性参数,重点介绍晶闸管、IGBT等常用器件。

相关教材章节:第一章《电力电子器件》2. 电力电子变换电路:讲解整流、逆变、斩波和调压电路的工作原理、电路拓扑及控制策略。

相关教材章节:第二章《电力电子变换技术》3. 电力电子装置设计:介绍电力电子装置的设计原则、电路设计方法、器件选型和系统调试。

相关教材章节:第三章《电力电子装置设计》4. 电力电子技术应用:分析电力电子技术在新能源、电力系统和电力调节等领域的应用案例。

电力电子技术课程设计范例

电力电子技术课程设计范例

电力电子技术课程设计范例电力电子技术课程设计是电气工程专业的一门重点课程,该课程设计主要涉及到电力电子变流器的设计、控制和应用。

此外,该课程还包括功率半导体器件的选型、电路设计、控制系统设计以及电磁兼容等方面的内容。

本文主要介绍一种电力电子技术课程设计的范例,以期为电力电子技术课程设计的读者提供一些参考和借鉴。

1. 课程设计目标电力电子技术课程设计的主要目标是培养学生的电气设计能力、模拟仿真能力、实验操作能力和团队合作意识,以及使学生掌握电力电子变流器的设计和控制技术。

2. 课程设计主题设计具有稳定输出电压的电力电子变流器。

具体包括:(1)设计一个交流输入、直流输出的电力电子变流器。

(2)根据实际需要选择并计算所需的功率半导体装置。

(3)设计适当的电路保护和故障检测系统。

(4)编写控制程序实现变流器的开关控制。

(5)进行电路仿真和实验验证。

其中,电力电子变流器可以采用全桥式、半桥式、双向直流-直流变换器等常用拓扑结构。

3. 课程设计步骤(1)确定项目的范围和目标。

明确所需完成的技术任务和各个环节的时间计划,提前预估和解决可能遇到的技术问题。

(2)收集相关的技术资料。

包括相关电路设计资料和器件规格书等。

(3)根据设计需求进行选型计算,选择满足要求的元器件。

(4)进行电路仿真验证。

采用MATLAB/Simulink软件搭建电路模型,对所设计的电路进行仿真,进一步验证电路的性能和可靠性。

(5)设计控制系统。

采用单片机或FPGA等控制芯片,编写控制程序实现变流器的开关控制,并对控制程序进行仿真和验证。

(6)进行实验验证。

制作样品电路,进行实际测试和验证。

实验过程中,需要注意电路稳定性和安全性,防止短路等电路故障。

(7)编写课程设计报告。

对整个设计过程进行总结和评估,包括设计思路、设计过程、实验结果等方面内容。

4. 课程设计评分电力电子技术课程设计评分主要包括以下几个方面:(1)方案设计(20分)。

设计方案的完备性、实现难度、适用性和创新性等方面考虑。

电力电子技术课程设计

电力电子技术课程设计

电力电子技术课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握电力电子技术的基本概念、原理和应用,培养学生分析和解决电力电子技术问题的能力。

具体目标如下:1.知识目标:–了解电力电子技术的基本原理和特性;–掌握电力电子器件的工作原理和选用方法;–熟悉电力电子电路的分析和设计方法。

2.技能目标:–能够分析简单的电力电子电路;–能够选用合适的电力电子器件进行电路设计;–能够进行电力电子设备的安装、调试和维护。

3.情感态度价值观目标:–培养学生的创新意识和团队合作精神;–增强学生对电力电子技术领域的兴趣和自信心;–培养学生对电力电子技术应用的的责任感和使命感。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括电力电子技术的基本原理、电力电子器件、电力电子电路的分析与设计以及电力电子技术的应用。

具体安排如下:1.电力电子技术的基本原理:–电力电子器件的工作原理;–电力电子电路的特性与分类。

2.电力电子器件:–晶闸管及其驱动电路;–整流器、逆变器及其控制电路。

3.电力电子电路的分析与设计:–电力电子电路的基本分析方法;–电力电子电路的设计原则与步骤。

4.电力电子技术的应用:–电力电子设备的功能与结构;–电力电子技术的应用领域。

三、教学方法本课程采用多种教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性。

主要包括:1.讲授法:通过教师的讲解,让学生掌握电力电子技术的基本概念和原理;2.讨论法:通过小组讨论,培养学生分析问题和解决问题的能力;3.案例分析法:通过分析实际案例,让学生了解电力电子技术的应用;4.实验法:通过实验操作,让学生熟悉电力电子器件和电路的工作原理。

四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。

教材选用《电力电子技术》一书,参考书包括《电力电子器件》和《电力电子电路设计》。

多媒体资料包括教学PPT、视频动画等。

实验设备包括晶闸管、整流器、逆变器等实验装置。

这些资源能够支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验。

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1 绪论所谓电力电子技术就是应用于电力领域的电子技术。

电子技术包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。

通常所说的模拟电子技术和数字电子技术都属于信息电子技术。

电力电子技术中所变换的“电力〞和“电力系统〞所指的“电力〞是有区别的。

两者都指“电能〞,但后者更详细,特指电力网的电力,前者那么更一般一些。

详细地说,电力电子技术就是使用电力电子器件对电能进展变换和控制的技术。

电力电子器件是电力电子技术开展的根底。

正是大功率晶闸管的创造,使得半导体变流技术从电子学中别离出来,开展成为电力电子技术这一专门的学科。

电力电子技术是20世纪后半叶诞生和开展的一门崭新的技术,但它的的应用领域已经深化到国民经济的各个部门,包括钢铁、冶金、化工、电力、石油、汽车、运输以及人们的日常生活。

功率范围大到几千兆瓦的高压直流输电,小到一瓦的手机充电器,电力电子技术随处可见。

电力电子技术在电力系统中的应用中也有了长足的开展,电力电子装置与传统的机械式开关操作设备相比有动态响应快,控制方便,灵敏的特点,可以显著地改善电力系统的特性,在进步系统稳定、降低运行风险、节约运行本钱方面有很大潜力。

有人预言,电力电子技术和运动控制一起,将和计算机技术共同成为将来科学技术的两大支柱。

可见,电力电子技术在21世纪中将会起着非常重要的作用,有着非常光明的将来。

随着科学技术的日益开展,人们对电路的要求也越来越高,由于在消费实际中需要大小可调的直流电源,而相控整流电路构造简单、控制方便、性能稳定,利用它可以方便地得到大中、小各种容量的直流电能,是目前获得直流电能的主要方法,得到了广泛应用。

在电能的消费和传输上,目前是以交流电为主。

电力网供应用户的是交流电,而在许多场合,例如电解、蓄电池的充电、直流电动机等,需要用直流电。

要得到直流电,除了直流发电机外,最普遍应用的是利用各种半导体元件产生直流电。

这个方法中,整流是最根底的一步。

整流,即利用具有单向导电特性的器件,把方向和大小交变的电流变换为直流电,整流的根底是整流电路。

2 设计任务1.加深理解?电力电子技术?课程的根本理论。

2.掌握电力电子电路的一般设计方法,具备初步的独立设计才能。

3.学习MATLAB仿真软件及各模块参数确实定。

2.2 设计内容和要求设计条件:1.电源电压:交流100V/50Hz2.输出功率:500W3.触发角α=120°4.纯电阻负载根据课程设计题目和设计条件,说明主电路的工作原理、计算选择元器件参数。

设计内容包括:1.整流变压器额定参数的计算2.晶闸管电流、电压额定参数选择3.触发电路的设计2.3 设计工作内容及工作量的要求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,确定各器件参数,设计电路原理图。

2.利用MATLAB仿真软件绘制主电路构造模型图,设置相应的参数。

3.仿真用示波器模块观察和记录电源电压、触发信号、晶闸管电流和电压,负载电流和电压的波形图。

3设计内容3.1 设计方案的选择单相全控桥式纯电阻负载整流电路可分为单相桥式带阻感负载相控整流电路和单相桥式带阻感负载半控整流电路,它们所连接的负载性质不同就会有不同的特点。

下面分析两种单相桥式整流电路在带电感性负载的工作情况。

单相半控桥式整流电路的优点是:线路简单、调整方便。

弱点是:输出电压脉动冲大,负载电流脉冲大〔电阻性负载时〕,且整流变压器二次绕组中存在直流分量,使铁心磁化,变压器不能充分利用。

而单相全控式整流电路具有输出电流脉动小,功率因数高,变压器二次电流为两个等大反向的半波,没有直流磁化问题,变压器利用率高的优点。

单相全控桥式整流电路其输出平均电压是半波整流电路2倍,在一样的负载下流过晶闸管的平均电流减小一半;且功率因数进步了一半。

单相半波相控整流电路因其性能较差,实际中很少采用,在中小功率场合采用更多的是单相全控桥式整流电路。

根据以上的比拟分析因此选择的方案为单相全控桥式整流电路〔负载为阻感性负载〕。

3.2 整流电路设计idR单相桥式全控整流电路〔纯电阻性负载〕单相桥式全控整流电路是由交流电源、整流变压器、晶闸管、负载以及触发电路组成。

其工作原理如下:1〕在u2正半波的〔0~α〕区间,晶闸管VT1、VT4承受正向电压,但无触发脉冲,晶闸管VT2、VT3承受反向电压。

因此在0~α区间,4个晶闸管都不导通。

假设4个晶闸管的漏电阻相等,那么Ut1、4= Ut2、3=1/2*u2。

2〕在u2正半波的〔α~π〕区间,在ωt=α时刻,触发晶闸管VT1、VT4使其导通。

3〕在u2负半波的〔π~π+α〕区间,在π~π+α区间,晶闸管VT2、VT3承受正向电压,因无触发脉冲而处于关断状态,晶闸管VT1、VT4承受反向电压也不导通。

4〕在u2负半波的〔π+α~2π〕区间,在ωt=π+α时刻,触发晶闸管VT2、VT3使其元件导通,负载电流沿b→VT3→R→VT2→α→T的二次绕组→b流通,电源电压沿正半周期的方向施加到负载电阻上,负载上有输出电压〔ud=-u2〕和电流,且波形相位一样。

3.3 元器件的选择晶闸管晶管又称为晶体闸流管,可控硅整流〔Silicon Controlled Rectifier-- SCR〕,开拓了电力电子技术迅速开展和广泛应用的崭新时代; 20世纪80年代以来,开场被性能更好的全控型器件取代。

能承受的电压和电流容量最高,工作可靠,以被广泛应用于相控整流、逆变、交流调压、直流变换等领域,成为功率低频〔200Hz以下〕装置中的主要器件。

晶闸管往往专指晶闸管的一种根本类型--普通晶闸管。

广义上讲,晶闸管还包括其许多类型的派生器件。

1〕晶闸管的构造晶闸管是大功率器件,工作时产生大量的热,因此必须安装散热器。

引出阳极A、阴极K和门极〔或称栅极〕G三个联接端。

2〕晶闸管的工作原理图晶闸管由四层半导体〔P1、N1、P2、N2〕组成,形成三个结J1〔P1N1〕、J2〔N1P2〕、J3〔P2N2〕,并分别从P1、P2、N2引入A、G、K三个电极。

由于具有扩散工艺,具有三结四层构造的普通晶闸管可以等效成如图〔右〕所示的两个晶闸管T1〔P1-N1-P2〕和〔N1-P2-N2〕组成的等效电路。

图 晶闸管的内部构造和等效电路3〕晶闸管的门极触发条件〔1〕: 晶闸管承受反向电压时,不管门极是否有触发电流,晶闸管都不会导通;〔2〕:晶闸管承受正向电压时,仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能导通;〔3〕:晶闸管一旦导通门极就失去控制作用;〔4〕:要使晶闸管关断,只能使其电流小到零一下。

晶闸管的驱动过程更多的是称为触发,产生注入门极的触发电流IG的电路称为门极触发电路。

也正是由于能过门极只能控制其开通,不能控制其关断,晶闸管才被称为半控型器件。

只有门极触发是最准确、迅速而可靠的控制手段。

晶闸管电流、电压额定值的选择 晶闸管所能承受的最大正向电压和反向电压分别为22222U U 和。

为选择晶闸管、变压器容量、导线面积等定额,需要考虑发热问题,为此需要计算电流有效值。

流过晶闸管的电流有效值为 ()παπαπωωπβα-sin2212t d t sin R 221vt 222+==⎰R U U I )( 变压器二次电流有效值2I 与输出直流电流有效值I 相等,为I=()παπαπωωππ-sin221t d t sin 2120222+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎰R U R U I 由上面两式可得出: I I VT 21= 不考虑变压器的损耗时,要求变压器的容量为22I U S =。

4 单相桥式全控整流电路纯电阻性负载电路设计单相桥式全控整流电路纯电阻性负载工作原理单相桥式全控整流电路纯电阻性负载工作原理图Rid图 单相桥式全控整流电路纯电阻性负载工作原理图 工作原理说明晶闸管1V 和4V 组成一对桥臂,2V 和3V 组成另一对桥臂。

当变压器二次电压U 2为正半周时〔a 端为正,b 端为负〕,相当于控制角a 的瞬间给1V 和4V 以触发脉冲,1V 和4V 即导通,这时电流从电源a 端经1V 、R 、V 4流回到电源b 端。

这期间V 2和V 3均承受反压而截止。

当电源电压过零时,电流也降到零,V 1和4V 即关断。

在电源电压的负半周期,仍在控制角为a 处触发晶闸管2V 和3V ,那么2V 和3V 导通。

电流从电源b 端经3V 、R 、2V 流回电源a 端。

到一周期完毕时电压过零,电流亦降至零,2V 和3V 关断。

在电源电压的负半周期,1V 和4V 均承受反向电压而截止。

很显然上述两组触发脉冲在相位上相差180°。

以后又是1V 和4V 导通,如此循环工作下去。

根本参数计算1〕变压器的变比k=U1U2=220v 100v2〕整流电压平均值:U d21+cos α2= V3〕 输出电流平均值: I d =P Ud =50022.54〕负载电阻:R=Ud Id =22.522.225〕 晶闸管的电流平均值: 2cos 145.0212d α+==R U I I d VT =A 6〕 流过晶闸管的电流有效值:παπαπ-sin2212vt 2+=RU I =A 7〕 晶闸管所承受的最大正向电压222U =10022⨯ 最大反向电压为22U8〕 晶闸管的额定电压: V V U U N 84.2820012)3~2(2)3~2(2=⨯⨯==9〕 晶闸管的额定电流:I N =~2)Ivt 1.57~在MATLAB 新建一个Model ,命名为,同时模型建立如下列图所示:图在matlab中建立的单相桥式全控整流电路电阻性负载电路图在此电路中,输入电压的电压设置为V,频率设置为50Hz,电阻阻值设置为〔与输入电压一致周期〕,占空比设置为10%,触发角设置为120°,因为4个晶闸管在对应时刻不断地周期性交替导通,关断,所以脉冲出发周期应相差180°。

a.交流电源参数图交流电源Us的参数设定图 VT1、VT4触发脉冲的设置图 VT2、VT3触发脉冲的设置见图和图4.3.3,幅值均为1V ,即大于晶闸管的门槛0.8V ,周期为0.02s ,也就是50Hz ,脉宽均为10,延迟时间分别为s 和s 。

按照关系式t=o 360T⨯α,控制角α=120o ,周期T=0.02s ,那么第一个脉冲在t 1s 时到来。

互补的两套管在一个周期内各导通一次,所以第二个脉冲在t 2=0.01+t 1s 。

图纯电阻性负载的设置4.4 仿真结果图示波器所示仿真结果示波器显示内容:第一行U:VT41、和VT32、的触发脉冲;第二行U2:二次侧交流电压值;第三行ivt :晶闸管电流;第四行vtu:晶闸管电压;第五行di:流过负载的电流;第六行Ud:负载两端的电压。

5 总结这是我第一次完成整个课程设计,通过这次的经历我加深了对?电力电子技术?这门课程的根本理论的理解,掌握了电力电子电路的一种设计方法,也学习MATLAB仿真软件及各模块参数确实定。

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