《功率电子技术》课程设计报告

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1、《功率电子技术》课程设计报告姓名：学号：学部：专业年级：指导教师：2011年12月15目录1.课程设计目的32.课程设计要求33.课程设计内容33.1单相半波可控整流电路33.2三相交流调压电路53.3单相桥式半控整流电路63.4单相交流调压电路83.5三相半波可控整流电路104．课程设计总结115．参考书目12151.课程设计目的功率电子技术课程是一门专业技术基础课，电力电子技术课程设计是电力电子技术课程理论教学之后的一个实践教学环节。其目的是通过对“电力电子技术”教材中主要电子电路进行仿真与建模，基

2、本掌握电路的原理及参数设定和调整方法，提高学生分析问题的和解决问题的能力；训练学生综合运用学过的变流电路原理的基础知识，独立进行查找资料、选择方案、设计电路、撰写报告，进一步加深对变流电路基本理论的理解，提高运用基本技能的能力，为今后的学习和工作打下坚实的基础。通过设计，使学生巩固、加深对变流电路基本理论的理解，提高学生运用电路基本理论分析和处理实际问题的能力，培养学生的创新精神和创新能力。2.课程设计要求（1）熟悉MATLAB的Simulink和SimPowerSystem模块库应用。（2）熟练掌握基

3、本电力电子电路的仿真方法。（3）掌握电力电子变流装置触发、主电路及驱动电路的构成及调试方法，能初步设计和应用这些电路。（4）能够运用理论知识对实验现象、结果进行分析和处理。（5）能够综合实验数据，解释现象，编写课程设计报告。3.课程设计内容3.1单相半波可控整流电路3.1单相半波可控整流电路（2）单相半波可控整流器电路仿真模型图15（3）单相半波整流电路参数设置交流电源的频率为50HZ电压为100V，脉冲周期0.02S。α取0°和45°，振幅为5V周期为0.02s脉冲宽度为2（4）单相半波整流电路仿真图

4、：带电阻性负载：α为0°时波形15α为45°时波形带电阻电感性负载：α为0°时波形15α为45°时波形（5）仿真波形分析上图波形依次为：电源电压，触发信号，流过晶闸管的电流，晶闸管端电压，负载电流，负载电压。在晶闸管处于断开状态时电路中无电流，负载电压为零。给晶闸管施加触发脉冲，晶闸管导通。后电路电流下降，晶闸管关断，电流降为零。α等于零时输出电流平均值最大，随着α增大负载电压减小。可见调节α可控制负载电压的大小。3.2三相交流调压电路（1）三相交流调压电路原理图（2）三相交流调压电路仿真模型15（3）

5、三相交流调压电路参数设置交流电源的频率为50HZ电压为40V，脉冲周期0.02S，触发延时分别为α=30°，60°，电阻为10。（4）三相交流调压电路仿真图α为0°时波形15α为30°时波形（5）仿真波形分析VT1和VT4组成一对桥臂，在u2正半周(即a点电位高于b点电位)承受电压u2，若在触发角α处给晶闸管VT1和VT4施加触发脉冲使其开通，电流从电源a端经VT1、R、VT4流回电源b端，ud=u2。在u2过零时关断。假设电路已工作于稳态，id的平均值不变。负载中有电感时电流不能突变，电感对负载电流起

6、平波作用，假设负载电感很大，负载电流id连续且近似为一水平直线，u2过零变负时，由于电感的作用晶闸管VT1和VT4中仍流过电流id，并不关断。   VT2和VT3组成另一对桥臂，在u2正半周承受电压-u2，至ωt=π+α时刻，给VT2和VT3施加触发脉冲，因为VT2和VT3本已经承受正向电压，故两管导通。在u2过零时关断。VT2和VT3导通后，分别给VT4和VT1施加反向电压使其关断。流过VT1和VD4的电流迅速转移到VT2和VT3上，此过程称为换相，亦称换流。在下一周期重复相同过程，如此循环。3.3单

7、相桥式半控整流电路（1）单相桥式半控整流电路原理图15（2）单相桥式半控整流电路仿真模型（3）单相桥式半控整流电路参数设置交流电源的频率为50HZ电压为100V，脉冲周期0.02S，脉冲宽度为2触发信号1和2的初相位分别为0.0和0.01即控制角为0°和180°。负载R=10Ω。（4）单相桥式半控整流电路仿真波形15α为30°时波形α为45°时波形波形依次为：（5）单相桥式半控整流电路仿真波形分析VT1和VT2为触发脉冲相位互差180°15的晶闸管，VD1和VD2为整流二极管，由这四个器件组成单相桥式半

8、控整流电路。电阻R和电感L为负载，若假定电感L足够大，即ωL≥R，由于电感中电流不能突变，可以认为负载电流在整个稳态工作过程中保持恒值。由于桥式结构的特点，只要晶闸管导通，负载总是加上正向电压，而负载电流总是单方向流动，因此桥式半控整流电路只能工作在第一象限，因为ωL≥R，所以不论控制角α为何值，负载电流的变化很小。在u2正半周，触发角α处给晶闸管VT1施加触发脉冲，u2经VT1和VD4向负载供电。u2过零变负时，因电感作用电流不再流经变压