辽宁工业大学电力电子技术单相交流调压电路(800W).docxVIP

辽 宁 工 业 大 学 题目：单相交流调压电路（800W） 学生姓名： 指导教师： （签字） 起止时间： 2015.07.06-2015.07.19 1、方案的经济技术论证。 3、通过计算选择器件的具体型号。 4、触发电路设计。 1、交流电源：单相 220V。2、输出交流电压在 0～220V 连续可调。3、输出 电流最大值 5A。4、负载为电阻负载或阻感负载。5、根据实际工作情况，最小 第 5 天：选择器件；第 6 天：触发电路设计；第 7 天：保护电路设计；第 8 天：电路调试或仿真；第 9 天：总结并撰写说明书；第 10 天：答辩 交流调压电路广泛用于灯光控制（如调光灯和舞台灯光控制）及异步电动机的 软启动，也用于异步电动机调速。在电力系统中，这种电路还常用于对无功功率的 连续调节。此外，在高电压小电流或低电压大电流直流电源中，也常采用交流调压 电路调节变压器一次电压。在这些电源中如采用晶闸管相控整流电路，高电压小电 流可控直流电源就需要很多晶闸管串联；同样，低电压大电流直流电源需要很多晶 闸管并联。这都是十分不合理的。采用交流调压电路在变压器一次侧调压，其电 压、电流值都比较适中，在变压器二次侧只要用二极管整流就可以了。这样的电路 体积小、成本低、易于设计制造。单相交流调压电路是对单相交流电的电压进行调 节的电路。用在电热制、交流电动机速度控制、灯光控制和交流稳压器等合。与自 耦变压器调压方法相比，交流调压电路控制简便，调节速度快，装置的重量轻、体 积小，有色金属耗也少。 关键词：交流；调压；MATLAB；示波器 电力电子技术本身是大功率的点击数并以半导体为基本材料，近代新型电力电 子器件中大量应用了微电子学的技术，其主体-电力电子电路吸收了电子学的理论基 础，根据器件的特点和电能转换的要求，又开发出许多电能转换电路。这些电路中 还包括各种控制，触发，保护，显示，信息处理，继电接触等二次回路及外围电 路。利用这些电路，根据应用对象的不同，组成了各种用途的整机，称为电力电子 装置。这些电子系统的体积，重量，效率，性能等各方面指标不断提高，它使电力 电子技术发展到一个更新的阶段，与此同时，电力电子器件，电力电子电路和电力 电子装置的计算机仿真技术也不断发展。 功功率计算，输出波形分析，器件额定参数确定等可自己添加分析的参数 )； 由 以上要求可知该系统设计可分为四个部分：交流调压主电路设计、触发电路设计、 保护电路设计及相关计算和波形分析部分。下面分别做详细的介绍。 采用两个普通晶闸管反向并联设计单相交流调压电路 所谓交流调压就是将两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，在每半个周波内 通过控制晶闸管开通相位，可以方便的调节输出电压的有效值。交流调压电路广泛 用于灯光控制及异步电动机的软启动，也用于异步电动机调速。此外，在高电压小 电流或低电压大电流之流电源中，也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。本 次课程设计主要是研究单相交流调压电路的设计。由于交流调压电路的工作情况与 负载的性质有很大的关系，因此下面就反电势电阻负载予以重点讨论。 由于题目要求输出电压范围为 0～220V，所以方案可选电阻性负载或阻感性负 载。本电路采用单相交流调压器带阻感负载时的电路图如图 2-1 所示，在负载和交 流电源间用两个反并联的晶闸管 VT1，VT2 相连。 在电阻负载时，晶闸管的导通角 只与控制角α有关，正负半周起始时刻（α =0）的时刻均为电压过零时刻，在稳态 状况下，应使正负半周的α相等控制角的移相范围应是 0≤α≤π，对脉冲触发的 要求除了要保证与电源同步外，脉冲本身的宽度也要保证晶闸管能够导通。根据题 目要求取最小导通角为 20～30o左右。 图 2-2 输入输出电压及电流波形图 根据原理图用 matalb 软件画出正确的仿真电路图 2-3， 图 2-3 设置触发脉冲α分别为 30°、60、90、120°。与其产生的相应波形分别如图 2-4、图 2-5、图 2-6、图 2-7。在波形图中第一列波为晶闸管电流波形，第二列波 为晶闸管电压波形，第三列波为负载电流波形，第四列波为负载电压波形 图 2-4 晶闸管电流波形 由此可知，理论分析与仿真结果是一致的。在 Sim 库环境下利用电力系统模块 库中的电力电子器件组建单相交流调压纯电阻电路，并对电路进行相应的理论分析 和仿真实验。仿真实验结果表明，通过控制 角的大小，单相交流调压电路能够得 到很好的调压结果。 由于感性负载本身滞后于电压一定角度，再加上相位控制产生的滞后，使得交 流调压电路在感性负载下大的工作情况更为复杂，其输出电压、电流波形与控制角 图 2-8 管门极的起始控制点分别定在电源电压每个半周的起始点， =a180 度，正负半周有相同的 a 角 8 / 22 图 2-10 9