内容发布更新时间 : 2024/5/21 3:49:44星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

1 引言

什么是电力电子技术？顾名思义，可以认为，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。具体地说，电力电子技术就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。目前所用的电力电子器件均由半导体制成，故也称“电力半导体器件”。电力电子技术所变换的“电力”功率可以大到数百兆瓦甚至吉瓦，也可以小到数瓦甚至毫瓦级。

本文以单相桥式全控整流电路电阻性负载为研究对象，介绍了单相桥式全控整流电路的工作原理，并对MATLAB／SIMULINK模块中电力电子仿真所需要的电力系统模块做了简要的说明，介绍了单相桥式全控整流电路的主要环节及工作原理，并且分析了触发角为30°的情况，在此基础上运用MATLAB软件分别对电路的仿真进行了设计，实现了对单相桥式全控整流电路的仿真，并对仿真结果进行分析。

2 单相桥式全控整流电路纯电阻负载

2.1 理论设计

2.1.1 电路分析与工作原理

单相桥式全控整流电路带电阻负载电路如图（1）：

图（1）

第1页 共8页

1）闸管VT1和VT4组成一对桥臂，VT2和VT3组成另一对桥臂。 2）在U2正半周（即a点电位高于b点电位）

√若4个晶闸管均不导通，id=0,ud=0,VT1、VT4串联承受电压U2。 √在触发角?处给VT1和VT4加触发脉冲，VT1和VT4即导通，电流从电源a端经VT1、R、VT4流回电源b端。

3）当U2过零时，流经晶闸管的电流也降到零，VT1和VT4关断。

4）在U2负半周，仍在触发角?处触发VT2和VT3，VT2和VT3导通，电流从电源b端流出，经VT3、R、VT2流回电源a端。 5）到U2过零时，电流又降为零，VT2和VT3关断。 单相全控桥式带电阻负载时的电路及波形如图（2）所示：

( i ) u ? ? 0 ? dddb)

u

VT

udi?t

c)

1,4d)

i 0 02?t?t图（2）

2.1.2 参数计算

2

2U2。 U2和 1）晶闸管承受的最大正向电压和反向电压分别为 2

2）整流电压平均值为：

1?22U21?cos?1?cos?

Ud??2U2sin?td(?t)??0.9U2???22

第2页 共8页

α=0时，Ud= Ud0=0.9U2。α=180?时，Ud=0。可见，α角的移相范围为180?。 3）向负载输出的直流电流平均值为：

U22U21?cos?U1?cos?Id?d??0.92R?R2R2

4）流过晶闸管的电流平均值 ：

IdT?1U1?cos?Id?0.4522R25）为选择晶闸管、变压器容量、导线截面积等定额，需考虑发热等问题，为此需计算电流有效值。流过晶闸管的电流有效值：

IT?12????(2U2Usin?t)2d(?t)?2R2R1???sin2?? 2??变压器二次电流有效值I2与输出直流电流有效值I相等，为：

I?I2?1????(2U2Usin?t)2d(?t)?2RR1??? sin2??2??由上两式可见

IT?12I

不考虑变压器的损耗时，要求变压器的容量为S=U2I2 2.1.3 晶闸管选型

该电路为纯电阻负载。

U2=100V时，不计控制角余量按α=30°计算 1）由 Ud=0.84U2 得 Ud=83.97V 2）由 P=500W 得 Id=5.95V 所以R=14.11Ω 3）U1=220V，U2=100V 变压器变比K=2.2

2

U 4）晶闸管承受的最大正向电压为 2 =70.7V,最大反向电压为2

2U2=141.4V，考虑安全余量，则晶闸管额定电压UN=（2~3）=283~424V ⅰ）所选晶闸管电流有效值ITn大于元件在电路中可能流过的最大电流有效

第3页 共8页