单相交流调电路课程设计.docVIP

前 言 电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的换和控制的科学，是20世纪50年代诞生，70年代迅速发展起来的一门多学科互相渗透的综合性技术学科。这些技术包括以节约能源、提高照明质量为目的的绿色照明技术；以节约能源、提高运行可靠性并更好地满足产要求为目的的交流变频调速技术，以提高电力系统运行的稳定性、可控制性为目的，并可有效节能的灵括（柔性）交流输电技术等等。随着电力半导体制造技求、徽电子技术、汁算机技术，以及控制理论的不断进步电力电子技求向着大功率、高频化及智能化方向发展，应用的领域将更加广阔。2 1 单相交流调压电路的设计 4 1.1 设计目的和要求分析 4 2 设计方案选择 4 3 单向调压电路单元电路的设计 5 3.1 单相调压主电路 5 4 驱动电路的设计 6 4. 1 晶闸管对触发电路的要求 6 4. 2 触发电路 6 4.2.1 KJ004可控硅移相电路 6 4.2.2 KJ004可控硅移相电路工作原理 7 4.3触发电路 8 5 保护电路的设计 9 5. 1 过电压的产生与保护 9 5. 2 过电流的产生与保护 9 6 相交流调压电路参数设定与计算 11 6．1 电阻性负载 11 6.2电路分析与计算 12 7 主电路及触发电路各主要元器件的选择 14 7.1 主电路图及触发电路 14 7.2主要元器件的选择 14 8仿真图及其结果 15 8.1 仿真电路图 15 8.2 仿真效果图 16 致 谢 21 参考文献 22 1 单相交流调压电路的设计 1.1 设计。要设计思想是： 图1.1 系统整体框图 3 单向调压电路单元电路的设计 3.1 单相调压主电路 如果在交流电源和负载之间之间用两个晶间管反并联后串联到交流电路中，通过对晶闸管的控制就可以控制交流电力。这种电路不改变交流电的频率，称为交流电力控制电路。在每半个周波内通过对晶间管开通相位的控制，以方便地调节输出电压的有效值，这种电路称为交流调压电路。这种电路还用干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。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，这都是十分不经济的。采用交流调压电路在变压器一次侧调压，其电压电流值都不太大也不太小，在变压器二次侧只要用二极管整流就可以了。但这种交流调压电路控制方便，体积小、投资省计制造简单。因此广泛应用于需调温的工频加热、灯光调节及风机、泵类负载的异步电机调速等场合。图3．所示的就是一种采用晶闸管为主开关元件的单相交流调压电路图，这种交流调压电路的主电路仅由一对反并联的晶闸管或一只双向晶闸管构成。 图 3.1 单相交流调压电路图可控硅移相触发电路适用于单相、三相全控桥式供电装置中,作可控硅的双路脉冲移相触发。器件输出两路相差180度的移相脉冲,可以方便地构成全控桥式触发器线路。电路具有输出负载能力大、移相性能好、正负半周脉冲相位均衡性好、移相范围宽、对同步电压要求低,有脉冲列调制输出端等功能与特点电路由同步检测电路、锯齿波形成电路、偏形电压、移相电压及锯齿波电压综合比较放大电路和功率放大电路四部分组成。电原理见下图：锯齿波的斜率决定于外接电阻R6、RW1,流出的充电电流和积分电容C1的数值。对不同的移相控制电压VY,只有改变权电阻R1、R2的比例,调节相应的偏移电压VP。同时调整锯齿波斜率电位器RW1,可以使不同的移相控制电压获得整个移相范围。触发电路为正极性型,即移相电压增加,导通角增大。R7和C2形成微分电路,改变R7和 C2的值,可获得不同的脉宽输出。功 能 输出 空 锯齿波形成 -Vee(1kΩ) 空 地 同步输入 综合比较 空 微分阻容 封锁调制 输出 +Vcc 引线脚号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 图4.2 触发电路 5 保护电路的设计 在电力电子电路中，除了电力电子器件参数选择合适、驱动电路设计良好外，采用合适的过电压、过电流、du/dt保护和di/dt 保护也是必要的。 5. 1 过电压的产生与保护 过压保护要根据电路中过压产生的不同部位，加入不同的保护电路，当达到—定电压值时，自动开通保护电路，使过压通过保护电路形成通路，消耗过压储存的电磁能量，从而使过压的能量不会加到主开关器件上，保护了电力电子器件。 为了达到保护效果，可以使用阻容保护电路来实现。将电容并联在回路中当电路中出现电压尖峰电压时，电容两端电压不能突变的特性，可以有效地抑制电路中的过压。与电容串联的电阻能消耗掉部分过压能量，同时抑制电路中的电感与电容产生振荡，过电压保护电