武汉理工大学《电力电子》课程设计说明书
摘要
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;按交流输入相数可分为单相电路和多相电路;按变压器二次电流方向是单相或多向,又可分为单拍电路和双拍电路。
本次课程设计主要讨论单相桥式整流电路带反电动势负载,分析和研究其工作原理。在分析原理的基础上对有关参数进行计算。
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目录
1设计任务及要求 ....................................................3 1.1设计条件.....................................................3 1.2设计要求.....................................................3 2设计步骤 ..........................................................3 3电路原理 ..........................................................3 3.1电路原理图...................................................3 3.2电路分析.....................................................4 3.3仿真结果.....................................................4 3.3.1 u2和ud波形 ............................................5 3.3.2 i2和id波形 .............................................5 4参数计算 ..........................................................6 5心得体会 ..........................................................7 参考文献............................................................8
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单相桥式全控带反电动势负载
1设计任务及要求
1.1设计条件
单相桥式全控整流电路,U2=150V,负载中势负载E=40V 。
R=2Ω,触发角90°,反电动1.2设计要求
①仿真输出ud、id、和i2的波形;
②求整流输出平均电压Ud、电流Id,变压器二次电流有效值I2; ③考虑安全裕量,确定晶闸管的额定电压和额定电流。
2设计步骤
1在PSIM软件上画出电路原理图 ○2设置各个元器件参数 ○3分析电路 ○4调试电路,仿真输出所需参数波形 ○5根据要求,求所需参数 ○
3电路原理
3.1电路原理图
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图2.1 电路原理图
3.2电路分析
当负载为蓄电池、直流电动机的电枢(忽略其中的电感)等时,负载可看成是一个直流电压源,对于整流电路,它们就是反电动势负载。
当忽略主电路各部分的电感时,只有在u2瞬时值的绝对值大于反电动势负载即u2E时,才有晶闸管承受正电压,有导通的可能。晶闸管导通之后,udu2,idudE,直至u2E,id即将至0使得晶闸管关断,此后udE。与电阻负R载时相比,晶闸管提前了电度角停止导电。
E arcsin2U2
3.3仿真结果
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3.3.1 u2和ud波形
图3.1U2和Ud波形
3.3.2 i2和id波形
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图3.2Id和I2波形
4参数计算
停止导电角
E40arcsinarcsin10.87 2U22150电压平均值
1UdEE2sintd(t)89.07V
电流平均值
IdUd89.0744.54A R2考虑安全裕量: 晶闸管额定电压
UN(2~3)2U2424.26V
晶闸管额定电流
IN(1.5~2)
Id20.06A
21.57
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5心得体会
通过这次电力电子课程设计学到了很多很多的的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。而且我第一次感受到自己设计电路图然后在仿真软件上验证自己分析成果的喜悦。
本次课程设计的过程中遇到的问题比较少,这可能跟我的课程设计题目有关。最大的难题是如何熟练的运用PSIM仿真软件。在软件上画图发过程中我不断摸索总算是对这个软件有了初步掌握。
到此为止,我们接近两周的课程设计也告一段落。通过这次课程设计,使我认识到理论与实际相结合的重要性,对课本上的只是在实际生活中的运用也有了进一步的了解,同时基本上能够掌握PSIM软件的使用方法,可以说是从中受益匪浅。
通过本次课设我也学到很多课堂上学不到的调试知识。很感谢学校给我们提供了这么好的学习机会,感谢老师的指导,从老师的身上学到了对知识真正严谨细致的态度,让我受益匪浅。
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参考文献
【1】王兆安 刘进军.电力电子技术.机械工业出版社2009(5)