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1、电力电子子技术课课程设计计报告电力电子子单相桥桥式整流流电路设设计姓名学号年级专业系（院）指导教师师20122年 01 月 005 日日引言电子技术术包括信信息电子子技术和和电力电电子技术术两大分分支。通通常所说说的模拟拟电子技技术和数字电电子技术术都属于于信息电电子技术术。电力力电子技技术是应应用于电电力领域域的电子子技术。具具体的说说，就是是使用电电力电子子器件对对电能进行行变换和和控制的的技术。目目前所用用的电力力电子器器件均用用半导体体制成，故故也称为为电力半半导体器器件。电电力电子子技术所所变换的的“电力力”，功功率可以以大到数数百MWW甚至GGW，也也可以小小到数WW甚至11W以下
2、下。随着着科学技技术的日日益发展展,人们们对电路路的要求求也越来来越高,由于在在生产实实际中需需要大小小可调的的直流电电源,而而相控整整流电路路结构简简单、控控制方便便、性能能稳定,利用它它可以方方便地得得到大中中、小各各种容量量的直流流电能,是目前前获得直直流电能能的主要要方法,得到了了广泛应应用。由于电力力电子技技术是将将电子技技术和控控制技术术引入传传统的电电力技术术领域，利利用半导导体电力力开关器器件组成成各种电电力变换换电路实实现电能能和变换换和控制制，而构构成的一一门完整整的学科科。故其其学习方方法与电电子技术术和控制制技术有有很多相相似之处处，因此此要学好好这门课课就必须须做好实
3、实验和课课程设计计，因而而我们进进行了此此次课程程设计。又又因为整整流电路路应用非非常广泛泛，而锯锯齿波移移相触发发三相晶晶闸管全全控整流流电路又又有利于于夯实基基础，故故我们单单结晶体体管触发发的单相相晶闸管管全控整整流电路路这一课课题作为为这一课课程的课课程设计计的课题题。摘要掌握晶闸闸管的使使用，用用晶闸管管控制单单相桥式式全控整整流电路路（阻感感性负载载）并画画出整流流电路中中输入输输出、各各元器件件的电压压、电流流波形，理理解单相相桥式全全控整流流电路阻阻感负载载的工作作原理和和基本计计算。选选择触发发电路的的结构，考考虑保护护电路。一计划任任务书1.1.设计任任务：11.设计计方案
4、的的比较，并并选定设设计方案案.2完完成单元元电路的的设计和和主要元元器件的的说明.3.完完成主电电路的原原理分析析，各住住要元器器件的选选择.1.2.课程设设计的要要求熟悉整流流和触发发电路的的基本原原理，能能够运用用所学的的理论知知识分析析设计任任务。（22）掌握握基本电电路的数数据分析析、处理理；描绘绘波形并并加以判判断。（33）能正正确设计计电路，画画出线路路图，分分析电路路原理。（4）按时参加课程设计指导，定期汇报课程设计进展情况。（5）广泛收集相关技术资料。（6）独立思考，刻苦钻研，严禁抄袭。（7）按时完成课程设计任务，认真、正确地书写课程设计报告。（8）培养实事求是、严谨的工作态
5、度和认真的工作作风。二. 设计内容2.1方方案的选选择电源 变压压器 整整流电路路 负载 变压器器触发电电路单相相控控整流电电路可分分为单相相半波、单单相全波波和单相相桥式相相控流电电路，它它们所连连接的负负载性质质不同就就会有不不同的特特点。下下面分析析各种单单相控整整流电路路在带电电阻性负负载、电电感性负负载和反反电动势势负载时时的工作作情况。单单相半控控整流电电路的优优点是：线路简简单、调调整方便便。弱点点是：输输出电压压脉动冲冲大，负负载电流流脉冲大大（电阻阻性负载载时），且且整流变变压器二二次绕组组中存在在直流分分量,使使铁心磁磁化，变变压器不不能充分分利用。而而单相全全控式整整流电
6、路路具有输输出电流流脉动小小，功率率因数高高，变压压器二次次电流为为两个等等大反向向的半波波，没有有直流磁磁化问题题，变压压器利用用率高的的优点。 单相全全控式整整流电路路其输出出平均电电压是半半波整流流电路22倍，在在相同的的负载下下流过晶晶闸管的的平均电电流减小小一半；且功率率因数提提高了一一半。 根据以以上的比比较分析析因此选选择的方方案为单单相全控控桥式整整流电 路路（负载载为阻感感性负载载）。 三电路设设计方案案当负载由由电阻和和电感组组成时称称为阻感感性负载载。例如如各种电电机的励励磁绕组组,整流流输出端端接有平平波电抗抗器的负负载等等等。单相相桥式整整流电路路带阻感感性负载载的电
7、路路如上图所示示。由于于电感储储能,而而且储能能不能突突变因此此电感中中的电流流不能突突变,即即电感具具有阻碍碍电流变变化的作作用。当当流过电电感中的的电流变变化时,在电感感两端将将产生感感应电动动势,引引起电压压降UL负载中电电感量的的大小不不同，整整流电路路的工作作情况及及输出UUd、id 的波波形具有有不同的的特点。当当负载电电感量LL较小（即即负载阻阻抗角），控控制角时，负负载上的的电流不不连续；当电感感L增大大时，负负载上的的电流不不连续的的可能性性就会减减小；当当电感LL很大，且且LdRd示时，这这种负载载称为大大电感负负载。此此时大电电感阻止止负载中中电流的的变化，负负载电流流连
8、续，可可看作一一条水平平直线。在电源电电压u22 正半半周期间间， 晶晶闸管TT1 、TT2 承受受正向电电压，若若在t=时触发发，T11 、TT2 导通通，电流流经T11 、负负载、TT2 和TTr二次形形成回路路，但由由于大电电感的存存在，uu2 过零零变负时时，电感感上的感感应电动动势使TT1 、TT2 继续导导通，直直到T33、T4 被触触发时，TT1 、TT2 承受受反向电电压而截截止。输输出电压压的波形形出现了了负值部部分。在电源电电压u22 负半半周期间间，晶闸闸管T33、T4 承受受正向电电压，在在t=+时触发发，T3、T4 导导通，TT1 、TT2 反向向则制，负负载电流流从
9、T11 、TT2 中换换流至TT3、T4中。在在t=22时，电电压u22过零，TT3、T4因电感感中的感感应电动动势一直直导通，直直到下个个周期TT1 、TT2 导通时时，T33、T4因加反反向电压压才截止止。值得注意意的是，只只有当=/2时时，负载载电流才才连续，当当/2时时，负载载电流不不连续，而而且输出出电压的的平均值值均接近近于零，因因此这种种电路控控制角的的移相范范围是00/22。性能指标标分析：整流电路路的性能能常用两两个技术术指标来来衡量：一个是是反映转转换关系系的用整整流输出出电压的的平均值值表示；另一个个是反映映输出直直流电压压平滑程程度的，称称为纹波波系数。1)整流流输出电
10、电压平均均值= （33.5.1）2)纹波波系数纹波系数数用来表表示直流流输出电电压中相相对纹波波电压的的大小，即即3.2晶晶闸管的的触发条条件（1）: 晶闸闸管承受受反向电电压时，不不论门极极是否有有触发电电流，晶晶闸管都都不会导导通； （2）：晶闸管管承受正正向电压压时，仅仅在门极极有触发发电流的的情况下下晶闸管管都才能能导通；（3）：晶闸管管一旦导导通门极极旧失去去控制作作用；（4）：要使晶晶闸管关关断，只只能使其其电流小小到零一一下.3.3晶晶闸管的的分类晶闸管分分为：快快速晶闸闸管，逆逆导晶闸闸管，双双向晶闸闸管，光光控晶闸闸管，门门极可关关断晶闸闸管（GGTO），电电力晶闸闸管（GG
11、TR），功功率场效效应晶闸闸管（MMOSFFET），绝绝缘珊双双极晶闸闸管（IIGBTT），MMOS控控制晶闸闸管，集集成门极极换向晶晶闸管.静电感感应晶体体管。3.4主主要元器器件的参参数选择择额定电电压UTn通常取UUDRMM和URRMM中较小小的，再再取靠近近标准的的电压等等级作为为晶闸管管型的额额定电压压。在选选用管子子时，额额定电压压应为正正常工作作峰值电电压的223倍，以以保证电电路的工工作安全全。晶闸管的的额定电电压 UTn（23）UUTM （55.1）UTM ：工作作电路中中加在管管子上的的最大瞬瞬时电压压 额定电电流IT(AAV)IT(AAV)又又称为额额定通态态平均电电流。
12、其其定义是是在室温温40和规定定的冷却却条件下下，元件件在电阻阻性负载载流过正正弦半波波、导通通角不小小于1770的电路路中，结结温不超超过额定定结温时时，所允允许的最最大通态态平均电电流值。将将此电流流按晶闸闸管标准准电流取取相近的的电流等等级即为为晶闸管管的额定定电流。要注意的的是若晶晶闸管的的导通时时间远小小于正弦弦波的半半个周期期，即使使正向电电流值没没超过额额定值，但但峰值电电流将非非常大，可可能会超超过管子子所能提提供的极极限，使使管子由由于过热热而损坏坏。 在实际际使用时时不论流流过管子子的电流流波形如如何、导导通角多多大，只只要其最最大电流流有效值值ITMITn ,散热冷冷却符
13、合合规定，则则晶闸管管的发热热、温升升就能限限制在允允许的范范围。ITn ：额定电电流有效效值，根根据管子子的IT(AAV) 换算出出，IT(AAV) 、ITMITn 三三者之间间的关系系： （5.2） （5.3）波形系数数：有直直流分量量的电流流波形，其其有效值值与平均均值之比比称为该该波形的的波形系系数，用用Kf表示。 （55.4）额定状态态下， 晶闸管管的电流流波形系系数 （5.5）晶闸管承承受最大大电压为为考虑到到2倍裕裕量，取取5000V.晶闸管的的选择原原则：、所选选晶闸管管电流有有效值IITn大于于元件 在电路路中可能能流过的的最大电电流有效效值。、 选选择时考考虑（11.52）
14、倍倍的安全全余量。即即ITn 1.57 IT(AV) （11.52）IITMIT(AAV)(1.522) （55.6）因因为ITT=I/,则晶晶闸管的的额定电电流为=12.5A(输出电电流的有有效值为为最小值值，所以以该额定定电流也也为最小小值)考考虑到22倍裕量量,取225A.即晶闸闸管的额额定电流流至少应应大于225A.在本次设设计中我我选用44个MCCR1000-88的晶闸闸管.、 若若散热条条件不符符合规定定要求时时，则元元件的额额定电流流应降低低使用。 通态态平均管管压降 UT(AAV) 。指在在规定的的工作温温度条件件下，使使晶闸管管导通的的正弦波波半个周周期内阳阳极与阴阴极电压压
15、的平均均值，一一般在00.41.22V。 维持持电流IIH。指在在常温门门极开路路时，晶晶闸管从从较大的的通态电电流降到到刚好能能保持通通态所需需要的最最小通态态电流。一一般IH值从几几十到几几百毫安安，由晶晶闸管电电流容量量大小而而定。 门极极触发电电流Ig。在常常温下，阳阳极电压压为6VV时，使使晶闸管管能完全全导通所所需的门门极电流流，一般般为毫安安级。 断态态电压临临界上升升率duu/dtt。在额额定结温温和门极极开路的的情况下下，不会会导致晶晶闸管从从断态到到通态转转换的最最大正向向电压上上升率。一一般为每每微秒几几十伏。 通态态电流临临界上升升率dii/dtt。在规规定条件件下，晶
16、晶闸管能能承受的的最大通通态电流流上升率率。若晶晶闸管导导通时电电流上升升太快，则则会在晶晶闸管刚刚开通时时，有很很大的电电流集中中在门极极附近的的小区域域内，从从而造成成局部过过热而损损坏晶闸闸管。四.驱动动电路与与保护电电路的设设计4.1典典型全控控型器件件的驱动动电路GTO是是电流驱驱动型器器件。它它的导通通控制与与普通晶晶闸管相相似，但但对触发发前沿的的幅值和和陡度要要求较高高，且一一般需要要在整个个导通期期间施加加正向门门极电流流。要使使GTOO关断则则需施加加反向门门极电流流，对其其幅值和和陡度的的要求则则更高，幅幅值需达达到阳极极电流的的1/33左右，陡陡度需达达50AA/s，其
17、其中强负负脉冲宽宽度约330s，负负脉冲总总宽度1100ss，关断断后还需需在门极极-阴极极间施加加约5VV的负偏偏压，以以提高器器件的抗抗干扰能能力。GTO一一般用于于大容量量电流的的场合，其其驱动电电路通常常包括开开通驱动动电路、关关断驱动动电路和和门极反反偏电路路三部分分，可分分为脉冲冲变压器器耦合式式和直流流耦合式式两种类类型。直直流耦合合式驱动动电路可可避免电电路内部部的相互互干扰和和寄生振振荡，可可以得到到较陡的的脉冲前前沿，因因此目前前应用较较为广泛泛，其缺缺点是功功耗大，效效率低。直直流耦合合式GTTO驱动动电路的的电源由由高频电电源经二二极管整整流后得得到，二二极管VVD1和
18、和电容CC1提供供+5VV电压，VVD2、VVD3、CC2、CC3构成成倍压整整流电路路，提供供+155V电压压，VDD4和电电容C44提供-15VV电压。场场效应晶晶体管VV1开通通时，输输出正强强脉冲；V2开开通时，输输出正脉脉冲平顶顶部分；V2关关断而VV3开通通时输出出负脉冲冲；V33关断后后电阻RR3和RR4提供供门极负负偏压。4.2 电力力电子器器件的保保护在电力电电子器件件电路中中，除了了电力电电子器件件参数要要选择合合适，驱驱动电路路设计良良好外，采采用合适适的过电电压保护护，过电电流保护护，duu/dtt保护和和di/dt保保护也是是必不可可少的。4.2.1 过电压压的产生生
19、及过电电压保护护电力电子子装置中中可能发发生的过过电压分分为外因因过电压压和内因因过电压压两类。(1):外因过过电压主要来来自雷击击和系统统中的操操作过程程等外部部原因，包包括：操作过电电压：由由分闸，合合闸等开开关操作作引起的的过电压压，电网网侧的操操作过电电压会由由供电变变压器电电磁感应应耦合，或或由变压压器绕组组之间的的存在的的分布电电容静电电感应耦耦合过来来。雷击击过电压压：由雷雷击引起起的过电电压。(2): 内因因过电压压主要要来自电电力电子子装置内内部器件件的开关关过程，包包括以下下几个部部分。换相过电电压：由由于晶闸闸管或者者与全控控型器件件反并联联的续流流二极管管在换相相结束后
20、后不能恢恢复阻断断能力时时，因而而有较大大的反向向电流通通过，使使残存的的载流子子恢复，而而当其恢恢复了阻阻断能力力时，反反向电流流急剧减减小，这这样的电电流突变变会因线线路电感感而在晶晶闸管阴阴阳极这这间或与与续流二二极管反反并联的的全控型型器件两两端产生生过电压压。关断过电电压：全全控型器器件在较较高频率率下工作作，当器器件关断断时，因因正向电电流的迅迅速降低低而线路路电感在在器件两两端感应应出的过过电压。各电压保保护措施施及配置置位置，各各电力电电子装置置可视具具体情况况只来用用采用其其中的几几种。其其中RCC3和RCDD为抑制制内因过过电压的的装置，其其功能属属于缓冲冲电路的的范畴。在
21、在抑制外外因过电电压的措措施中，采采用RSS过电压压抑制电电路是最最为常见见的。RRC过电电压抑制制电路可可接于供供电变压压器的两两侧（通通常供电电电网一一侧称网网侧，电电力电子子电路一一侧称阀阀侧）或或电力电电子电路路的直侧侧流。对对于大容容量的电电力电子子装置，可可采用图图139所示示的反向向阻断式式RC电路路。有关关保护电电路的参参数计算算可参考考相关的的工程手手册。采采用雪崩崩二极管管，金属属氧化物物压敏电电阻，硒硒堆和转转折二极极管（BBOD）等等非线性性元器件件来限制制或吸收收过电压压也是较较为常用用的手段段。4.2.2 过电流流保护电力电子子电路运运行不正正常或者者发生故故障时，
22、可可能会发发生过电电流现象象。过电电流分载载和短路路两种情情况。一一般电力力电子均均同时采采用几种种过电压压保护措措施，怪怪提高保保护的可可靠性和和合理性性。在选选择各种种保护措措施时应应注意相相互协调调。通常常，电子子电路作作为第一一保护措措施，快快速熔断断器只作作为短路路时的部部分区断断的保护护，直流流快速断断路器在在电子电电力动作作之后实实现保护护，过电电流继电电器在过过载时动动作。在选择快快熔时应应考虑：1、电压压等级应应根据快快熔熔断断后实际际承受的的电压来来确定。2、电流流容量应应按照其其在主电电路中的的接入方方式和主主电路连连接形式式确定。快快熔一般般与电力力半导体体体器件件串联
23、连连接，在在小容量量装置中中也可串串接于阀阀侧交流流母线或或直流母母线中。3、快熔熔的Itt值应小小于被保保护器件件的允许许It值。4、为保保证熔体体在正常常过载情情况下不不熔化，应应考虑其其时间电电流特性性。快熔对器器件的保保护方式式分为全全保护和和短保护护两种。全全保护是是指无论论过载还还是短路路均由快快熔进行行保护，此此方式只只适用于于小功率率装置或或器件使使用裕量量较大的的场合。短短路保护护方式是是指快熔熔只要短短路电流流较大的的区域内内起保护护作用，此此方式需需与其他他过电流流保护措措施相配配合。对一些重重要的且且易发生生短路的的晶闸管管设备，或或者工作作频率较较高，很很难用快快熔保
24、护护的全控控型器件件，需要要采用电电子电路路进行过过电流保保护。除除了对电电动机起起动时的的冲击电电流等变变化较慢慢的过电电流可以以用控制制系统本本身调节节器进行行对电流流的限制制之外，需需设置专专门的过过电流保保护电子子电路，检检测到过过流之后后直接调调节触发发，驱动动电路，或或者关断断被保护护器件。此外，常常在全控控型器件件的驱动动电路中中设置过过电流保保护环节节，这种种措施对对器件过过电流的的五. 单单相桥式式全控整整流电路路原理说说明5.1.阻感性性负载1）工作作原理:假设电电路已经经工作在在稳定状状态，图5.11阻感性性负载电电路（aa）工作波波形（bb）假设，负负载电流流连续，近近
25、似为一一平直的的直线。（1）输输出电压压平均值值Ud和输出出电流平平均值IId（2）晶晶闸管的的电流平平均值IIdT和有有效值IIT （3）输输出电流流有效值值I和变压压器二次次电流有有效值II2（4）晶晶闸管所所承受的的最大正正向电压压和反向向电压均均为六元器器件和电电路参数数计算6.1晶晶闸管的的结构晶闸管是是大功率率的半导导体器件件，从总总体结构构上看，可可区分为为管芯及及散热器器两大部部分，分分别如图图1-66及图1-7所示示。a）螺栓栓型 b）平平板型 c）符符号图6.11晶闸管管管芯及及电路符符号表示示管芯是晶晶闸管的的本体部部分，由由半导体体材料构构成，具具有三个个与外电电路可以
26、以连接的的电极：阳极，阴极极和门门极（或或称控制制极），其电电路图中中符号表表示如图图1-66c）所所示。散散热器则则是为了了将管芯芯在工作作时由损损耗产生生的热量量带走而而设置的的冷却器器。按照照晶闸管管管芯与与散热器器间的安安装方式式，晶闸闸管可分分为螺栓栓型与平平板型两两种。螺螺栓型（图图1-66a）依依靠螺栓栓将管芯芯与散热热器紧密密连接在在一起，并并靠相互互接触的的一个面面传递热热量。a）自冷冷 b）风风冷 c）水水冷 图6.22晶闸管管的散热热器晶闸管管管芯的内内部结构构如图11-3所所示，是是一个四四层（PP1N1P2N2）三端端（A、K、G）的功功率半导导体器件件。它是是在N型
27、的硅硅基片（N1）的两边扩散型半导体杂质层（P1、P2），形成了两个PN结J1、J2。再在P2层内扩散型半导体杂质层N2又形成另一个PN结J3。然后在相应位置放置钼片作电极，引出阳极A，阴极K及门极G，形成了一个四层三端的大功率电子元件。这个四层半导体器件由于三个PNN结的存存在，决决定了它它的可控控导通特特性。图6.33晶闸管管管芯结结构原理理图6.2晶晶闸管的的工作原原理通过理论论分析和和实验验验证表明明：1）只有有当晶闸闸管同时时承受正正向阳极极电压和和正向门门极电压压时晶闸闸管才能能导通，两两者不可可缺一。2）晶闸闸管一旦旦导通后后门极将将失去控控制作用用，门极极电压对对管子随随后的导
28、导通或关关断均不不起作用用，故使使晶闸管管导通的的门极电电压不必必是一个个持续的的直流电电压，只只要是一一个具有有一定宽宽度的正正向脉冲冲电压即即可，脉脉冲的宽宽度与晶晶闸管的的开通特特性及负负载性质质有关。这这个脉冲冲常称之之为触发发脉冲。3）要使使已导通通的晶闸闸管关断断，必须须使阳极极电流降降低到某某一数值值之下（约约几十毫毫安）。这这可以通通过增大大负载电电阻，降降低阳极极电压至至接近于于零或施施加反向向阳极电电压来实实现。这这个能保保持晶闸闸管导通通的最小小电流称称为维持持电流，是是晶闸管管的一个个重要参参数。晶闸管为为什么会会有以上上导通和和关断的的特性，这这与晶闸闸管内部部发生的
29、的物理过过程有关关。晶闸闸管是一一个具有有P1N1P2N2四层半半导体的的器件，内内部形成成有三个个PN结J1、J2、J3，晶闸闸管承受受正向阳阳极电压压时，其其中J1、J3承受反反向阻断断电压，J2承受正向阻断电压。这三个PN结的功能可以看作是一个PNP型三极管VT1（P1N1P2）和一个NPN型三极管VT2（N1P2N2）构成的复合作用，如图1-9所示。图6.44晶闸管管的等效效复合三三极管效效应可以看出出，两个个晶体管管连接的的特点是是一个晶晶体管的的集电极极电流就就是另一一个晶体体管的基基极电流流，当有有足够的的门极电电流Ig流入时时，两个个相互复复合的晶晶体管电电路就会会形成强强烈的
30、正正反馈，导导致两个个晶体管管饱和导导通，也也即晶闸闸管的导导通。如果晶闸闸管承受受的是反反向阳极极电压，由由于等效效晶体管管VT1、VT2均处于于反压状状态，无无论有无无门极电电流Ig，晶闸闸管都不不能导通通。6.33 晶晶闸管的的基本特特性1静态态特性静态特性性又称伏伏安特性性，指的的是器件件端电压压与电流流的关系系。这里里介绍阳阳极伏安安特性和和门极伏伏安特性性。（1）阳阳极伏安安特性晶闸管的的阳极伏伏安特性性表示晶晶闸管阳阳极与阴阴极之间间的电压压Uak与阳阳极电流流ia之间的的关系曲曲线，如如图1-10所所示。图6.55晶闸管管阳极伏伏安特性性正向阻阻断高阻阻区；负阻区区；正向导导通
31、低阻阻区；反向阻阻断高阻阻区阳极伏安安特性可可以划分分为两个个区域：第象限为为正向特特性区，第第象限为为反向特特性区。第第象限的的正向特特性又可可分为正正向阻断断状态及及正向导导通状态态。（2）门门极伏安安特性晶闸管的的门极与与阴极间间存在着着一个PPN结J3，门极极伏安特特性就是是指这个个PN结上上正向门门极电压压Ug与门极极电流IIg间的关关系。由由于这个个结的伏伏安特性性很分散散，无法法找到一一条典型型的代表表曲线，只只能用一一条极限限高阻门门极特性性和一条条极限低低阻门极极特性之之间的一一片区域域来代表表所有元元件的门门极伏安安特性，如如图1-11阴阴影区域域所示。图6.66晶闸管管门
32、极伏伏安特性性2动态态特性晶闸管常常应用于于低频的的相控电电力电子子电路时时，有时时也在高高频电力力电子电电路中得得到应用用，如逆逆变器等等。在高高频电路路应用时时，需要要严格地地考虑晶晶闸管的的开关特特性，即即开通特特性和关关断特性性。（1）开开通特性性晶闸管由由截止转转为导通通的过程程为开通通过程。图图1-112给出出了晶闸闸管的开开关特性性。在晶晶闸管处处在正向向阻断的的条件下下突加门门极触发发电流，由由于晶闸闸管内部部正反馈馈过程及及外电路路电感的的影响，阳阳极电流流的增长长需要一一定的时时间。从从突加门门极电流流时刻到到阳极电电流上升升到稳定定值IT的10%所需的的时间称称为延迟迟时
33、间ttd，而阳阳极电流流从100%IT上升到到90%IT所需的的时间称称为上升升时间ttr，延迟迟时间与与上升时时间之和和为晶闸闸管的开开通时间间tgt=td+tr，普通通晶闸管管的延迟迟时间为为0.551.55s，上升升时间为为0.553s。延迟迟时间随随门极电电流的增增大而减减少，延延迟时间间和上升升时间随随阳极电电压上升升而下降降。图6.77晶闸管管的开关关特性（2）关关断特性性通常采用用外加反反压的方方法将已已导通的的晶闸管管关断。反反压可利利用电源源、负载载和辅助助换流电电路来提提供。要关断已已导通的的晶闸管管，通常常给晶闸闸管加反反向阳极极电压。晶晶闸管的的关断，就就是要使使各层区
34、区内载流流子消失失，使元元件对正正向阳极极电压恢恢复阻断断能力。突突加反向向阳极电电压后，由由于外电电路电感感的存在在，晶闸闸管阳极极电流的的下降会会有一个个过程，当当阳极电电流过零零，也会会出现反反向恢复复电流，反反向电流流达最大大值IRM后，再再朝反方方向快速速衰减接接近于零零，此时时晶闸管管恢复对对反向电电压的阻阻断能力力。6.4晶晶闸管的的选型该电路为为大电感感负载，电电流波形形可看作作连续且且平直的的。Ud=1100VV时，不不计控制制角余量量按=00计算由Ud=0.99U2得得U2=1111V 取取1500VU =（223）UU=（23）UU2=（23）1150VV=7355111
35、02 V取U为110000V当=1时时，晶闸管额额定电流流= =0.664A考虑2倍倍裕量：取1.28AA七. 整整流变压压器额定定参数计计算在很多情情况下晶晶闸管整整流装置置所要求求的交流流供电电电压与电电网往往往不能一一致，同同时又为为了减少少电网与与整流装装置的相相互干扰扰，使整整流主电电路与电电网隔离离，为此此需要配配置整流流变压器器。整流流变压器器根据主主电路的的型式、负负载额定定电压和和额定电电流，算算出整流流变压器器二次相相电压UU2、一一次与二二次额定定电流以以及容量量。由于整流流变压器器二次与与一次电电流都不不是正弦弦波，因因而存在在着一定定的谐波波电流，引引起漏抗抗增大，外
36、外特性变变软以及及损耗增增大，所所以在设设计或选选用整流流变压器器时，应应考虑这这些因素素。7.1 二次次相电压压U2平时我们们在计算算U2是是在理想想条件下下进行的的，但实实际上许许多影响响是不可可忽略的的。如电电网电压压波动、管管子本身身的压降降以及整整流变压压器等效效内阻造造成的压压降等。所所以设计计时U22应按下下式计算算：U2=式中 U负载的的额定电电压；整流流元件的的正向导导通压降降，一般般取1VV；电流流回路所所经过的的整流元元件（VVT及VVD）的的个数（如如桥式=2，半半波电路路=1）； A理想想情况下下=0时U与UU2的比比值，查查表可知知；电网网电压波波动系数数，一般般取
37、0；最少少移相角角，在自自动控制制系统中中总希望望U2值值留有调调节余量量，对于于可逆直直流调速速系统取取30355，不可可逆直流流调速系系统取110155； C线路接接线方式式系数，查查表单相相桥式CC取0VV； U变变压器阻阻抗电压压比，1100KKV以及及取U=0.005，1100KKVA以以上取UU=0.050.11；二次次侧允许许的最大大电流与与额定电电流之比比。对于一般般的中小小容量整整流调压压装置，其其U2值值也可以以用以下下公式估估算：U2=（11.1551.2） 所以根根据以知知的参数数及查表表得： U22=1143.9V故我们选选择晶闸闸管的型型号为：KP11.288-10
38、0。7.2 一次次与二次次额定电电流及容容量计算算如果不计计变压器器的励磁磁电流，根根据变压压器磁动动势平衡衡原理可可得一次次和二次次电流关关系式为为： K= 式中 、变压器器一次和和二次绕绕组的匝匝数； K变压压器的匝匝数比。 由于整流流变压器器流过的的电流通通常都是是非正弦弦波，所所以其电电流、容容量计算算与线路路型式有有关。单单相桥式式可控整整流电路路计算如如下： 大电感感负载时时变压器器二次电电流的有有效值为为2=Idd=I=1AU2=1110VV由一次侧侧和二次次侧电压压得：=2= =00.5 故=0.55A变压器二二次侧容容量为 S22=U22=1110KVVA八. 设设计结果果分
39、析该电路为为大电感感负载，电电流波形形可看作作连续且且平直的的。（1）输输出电压压平均值值Ud和输出出电流平平均值IId（2）晶晶闸管的的电流平平均值IIdvT和和有效值值IvT （3）输输出电流流有效值值I和变压压器二次次电流有有效值II2（4）晶晶闸管所所承受的的最大正正向电压压和反向向电压均均为 图8.1 总总电路9 心得得体会 理理论的学学习使我我们掌握握了有关关近现代代的电力力电子器器件的原原理和功功能。随随着科技技的不断断发展进进步电力力电子器器件也同同我们的的生活息息息相关关，在我我们的生生活中扮扮演的角角色也越越来越重重要。 在在做电力力电子课课程设计计的过程程中我们们更能认认
40、真和全全面的对对所学知知识有一一个全面面和系统统更深刻刻的了解解和掌握握。在这这个过程程中我们们认真的的查阅了了大量的的资料和和工具书书增长了了我们的的知识，开开阔了我我们的视视野，是是一种让让学生更更加接近近社会和和生活的的有效方方法。这就要求求我们在在学习和和生活得得过程中中每个人人都要学学会应用用资源和和我们自自身的优优势，让让自己有有能面对对任何苦苦难都不不认输的的豪情。还还要 有有过硬的的技术水水平，在在走出大大学的时时候能让让自己成成为有用用之人。不不要自己己成为大大学包装装的绣花花枕头。通通过课程程设计让让自己明明白自己己所差的的 还很很多很多多在接接下来的的日子里里一定要要努力
41、学学习以备备将来走走入社会会能不让让人用轻轻飘飘的的眼神看看自己。也也用自己己的所学学来证明明自己的的尊严和和人格。在这次设设计中，由由于我们们知识的的欠缺，设设计的并并不详细细，知识识的衔接接也不理理想，错错误应该该是有的的，但我我们已经经努力了了，设计计中错误误的地方方希望老老师能谅谅解，加加以指点点。九.设计计总结电力电子子技术课课程设计计是电力力电子技技术课程程理论教教学之后后的一个个实践教教学环节节，它训训练了我我们的综综合运用用学过的的变流电电路原理理的基础础知识，独独立进行行查找资资料、选选择方案案、设计计电路、撰撰写报告告，进一一步加深深对变流流电路基基本理论论的理解解，提高高
42、运用基基本技能能的能力力，为今今后的学学习和工工作打下下坚实的的基础。 这次的课程设计是我收获最大的一次，虽然中途遇到了不少困难，但还是被我逐步解决了。这次是我首次做课程设计，感觉比较棘手，因为它不单是要求你单纯地完成一个题目，而是要求你对所学的知识都要弄懂，并且能将其贯穿起来，是综合性比较强的，尽管如此，我还是迎难而上了，首先把设计任务搞清，不能盲目地去做，你连任务都不清楚从何做起呢，接下来就是找相关资料，我每天除了上图书馆就是在网上找资料，然后对资料进行整理，找资料说起来好像很简单，但真正做起来是需要耐心的，不是你所找的就一定是有用的，所以这个过程中要花费一些时间做看似无用功的事，其实不尽
43、然，这其中也拓展了你的知识面。总之，这这次课程程设计不不仅增加加了我的的知识积积累，让让我有机机会将课课堂上所所学的电电力电子子理论知知识运用用到实际际中，了了解了这这些知识识在电源源上丰富富而强大大的用途途，为将将来的毕毕业设计计打下了了基础，还还让我懂懂得自主主学习的的重要性性，还有有做什么么事情都都要有恒恒心，有有信心，动动脑子去去想，就就一定有有所收获获。十. 参参考文献献刘志刚电电力电子子装置本本科生毕毕业设计计与学士士论文 王维电电力电子子技术及及应用东东南大学学出版社社20000年马建国.孟宪元元.电子子设计自自动化技技术基础础.清华华大学出出版社,20004马建国.电子系系统设计计.北京京：高等等教育出出版社,20004王锁萍.电子设设计自动动化教程程.四川川：电子子科技大大学出版版社，20002王兆安 刘进军军 电电力电子子技术（第第五版）24