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电 力 电 子 电 路设 计 制 作;前言;通过一个指定的变流电路的制作和调试及实验过程，使学生初步掌握变流电路的制作、元器件的选择、印刷电路板的制作、焊接技术及电路调试与测试的一般顺序、规范和方法，提高正确使用技术资料、标准、手册等工具书的独立工作能力。 同时，培养学生严肃认真、一丝不苟和实事求是的工作作风与实操技能，为毕业设计及今后的工程应用打好基础。 ;以小功率晶闸管变流电路的制作为例，概要介绍电路的制作过程、工艺要求和方法。学生须按题意进行变流电路的设计、制作、安装、焊接、调试和测试等实训。最后将制作的电路板经验收合格，方能取得学分。 ;一、电路设计与选择;一台完整的电力电子变流电路包括负载、主电路、触发器及控制器等四部分。因此，设计与选择的内容也分为主电路、触发单元和反馈控制等三部分。 ;1、主电路 在电力电子变流电路中，主电路用来进行电能的变换，因此，通常是电路中的高电压和大电流环节。主电路的结构形式要按负载的功率和性质来定。对于小功率负载（小于4kw），若用于直流调速，则可采用单相桥式整流；对于交流调压，亦可采用单相交流调压。而负载功率很大时，则应采用三相桥式整流，或者是多重化整流。对于交流变频电路，则应采用三相桥式电路。;由于电力电子器件成本的下降，及电力系统对变流电路要求的提高，现在的小功率变流电路也都采用三相桥式结构。只有照明、充电、调温等装置，还在采用单相结构。 ;;;此外，主电路还需要选择过压和过流保护环节，以及相应的开关电器。至此，主电路的结构形式就可确定了。 ;2、触发器的选择 门极电压又叫触发电压，产生触发信号的单元称为触发器。触发器性能的好坏，不但关系负载侧电压的调节范围，而且对电路的可靠运行有很大的影响。因此，触发器必须能快速、准确、可靠地送出脉冲信号，为此，正确选用或设计触发器是又一项重要步骤。;触发器性能的优劣常用下列几条来衡量： 触发脉冲必须保持与主电路交流电源同步，以保证每个周期或半个周期在相同的控制角处触发功率器件。 触发脉冲应能在一定的范围内移动。对于不同的主电路要求的移相范围也不同。对于三相半波电路，电阻性负载，移相范围为0°~150°；三相桥式全控电路大电感负载，整流区为0°~90°；对于交流调压电路，电阻负载移相范围为0°~180°。 触发信号应有足够的功率（电压与电流）。通常为保证功率器件可靠触发，触发器送出的触发电压和电流，应当大于器件上所标的触发电压和电流。 触发脉冲的上升前沿要陡。 触发脉冲应有一定的宽度。 ;触发器的种类可分为三种，即模拟式，数字式和单片机式。其中模拟式电子触发器结构简单、抗扰性能好、易于维修，但精度低。数字式触发器精度高、可靠性好，但线路复杂、成本高。单片机式触发器体积小、功耗低、调节方便、精度高，但易受干扰。因此，触发器的选择应根据变流电路的应用场合和用户的要求来定。对于小功率的普通调压、调温等负载，常规的电子式触发器已能满足要求。 ;3、控制方式的选择 在变流电路中，主电路用来变换电源的性质，以对负载供电。触发器的作用是传递控制信号，将电压幅值变化的控制信号变换成角度不同的脉冲信号，触发功率器件。因此，控制单元或方式也是电路选择的内容。在电动机调速系统中，控制单元由调节器，速度给定及反馈构成；在加热炉或调光装置中，控制信号由手动电位器或晶体管放大器产生。大型的生产设备或现代化的生产线，控制信号由PLC和计算机产生。 ;4、稳压电源的选择 变流电路中，触发器和控制单元需要直流电，为此，必须有稳压电源供电。对复杂的变流电路，要求直流电源的稳压、稳流性能要好。故采用串联式的稳压电源，由集成化的三端稳压器恒压恒流供电。对于小功率的变流电路，则常采用硅稳压管组成的并联式稳压电源。 ;5、电器控制单元的选择 要接通或断开变流电路的交流电源，或实现电路的自动控制，都要用到刀开关、断路器或接触器等电器。保护环节中也要用到热继电器、过压、过流继电器。因此，还需要熟悉常用电器的性能、使用方法。当然，小功率电路常用的是刀开关，故这部分的选择比较简单。 ;二、题目介绍 本制作课程立足于生产上常用的电气控制设备，作为设计及制作的实例，所采用的线路亦为工程上具有代表性的电路，有较好的实用性和应用价值。;1、设备工况 在我们的日常生活中，灯光照明是最普通而必需的设备。随着生活水平的提高，要求灯光的亮度可变，例如我们看书的台灯和家里客厅的顶灯；体育场馆及娱乐场所对灯光照明和亮度的要求更高，于是工程上出现了调光设备。但早期的调光是通过可变电阻器来实现的，其原理如图1（a）所示。 这种调光方式耗电，电能都以发热的形式消耗在电阻器上。在调压器用于工程后，出现了利用交流调压器的调光装置。这种调光方式需要一台功率与负载一样的调压器，这耗费铜和铁，