单相交流调压电路的设计
【精品】单相斩控式交流调压电路设计设计课程设计
【精品】单相斩控式交流调压电路设计设计课程设计一、实验目的1、熟悉单相斩波电路的构成和基本工作原理。
2、深刻理解交流半波斩波的不足之处，为此掌握单相斩波控制器的工作原理。
3、通过实验，掌握斩波控制电路的设计方法。
二、实验器材设备1、单相电源。
2、变压器：输入电压220V，输出电压0-48V，输出电流1A。
3、单相斩波控制器电路实验板。
4、万用表。
5、示波器。
三、实验内容1、搭建单相斩波控制器电路实验板电路。
2、通过调节斩波控制器电路实验板中的电位器和可调电阻，实现调节输出电压的目的。
3、测量并记录在不同输出电压下控制器的调节时间，分析控制器电路的工作原理和性能。
4、测量单相斩波控制器实验板电路中的主要电参数，包括输入电压、输出电压和输出电流等。
四、实验原理1、单相斩波电路原理单相斩波电路是一种简单的电源控制电路，通常用于直流电源的切割和变频器的输出。
在单相斩波电路中，电源通过晶体管或三极管等器件进行控制，可通过控制器调整输出电压的大小。
在斩波电路中，斩波开关的导通和截止时间是关键，决定着电路的传输与转换功能。
斩波控制可通过电位器和可调电阻来实现。
斩波电路的原理如图1所示。
由图1可知，当电源接入电路时，输入电压经过变压器的降压作用，接入斩波开关Q1的水平校准电路中。
斩波开关Q1被控制，从而使输出电压发生变化。
当斩波开关Q1导通时，电源通过变压器向输出电容充电。
当斩波开关Q1截止时，输出电容电压呈现指数下降趋势，并释放储藏的能量。
最终，输出电压达到预设值。
2、单相斩波控制器原理单相斩波控制器常用于直流电源的控制，以调节输出电压。
斩波控制器内置反馈控制系统，通过调整开关导通和截止时间来实现输出电压的精确调整。
控制器工作原理如图2所示。
如图2所示，单相斩波控制器由斩波开关、强制电路、反馈电路和输出电路等部分组成。
当输入电源接通时，斩波开关打开，输出电路上升到输入电压。
输出电压与比较器输出电压比较，反馈电路会根据比较结果确定斩波开关的导通和截止时间，使输出电压达到所需值。
单相斩控式交流调压电路设计
单相斩控式交流调压电路设计概述单相斩控式交流调压电路的设计用于对交流电源进行调压控制，使输出电压能够稳定在需求范围内。
本文将对该调压电路的设计原理、电路构成、工作原理以及参数选取等进行全面详细的探讨。
设计原理单相斩控式交流调压电路的设计原理基于斩波调压技术，通过控制晶闸管的导通时间来改变输出电压的大小。
其基本思想是在每个交流周期的一定时刻截止半导体器件的导通，从而将源电压锯齿状的波形转换为脉宽调制形式，通过改变脉宽来调节输出电压。
电路构成单相斩控式交流调压电路主要由以下几个部分构成：输入滤波电路输入滤波电路主要用于对输入电压进行平滑滤波，降低谐波成分，获得稳定的直流电压。
常用的输入滤波电路包括电容滤波电路和电感滤波电路。
斩波电路斩波电路是单相斩控式交流调压电路的核心部分，用于将交流电压转换为可调的脉冲电压。
斩波电路一般由晶闸管、二极管以及继电器等组成。
控制电路控制电路用于生成脉宽调制信号，对晶闸管的导通时间进行控制，从而实现输出电压的调节。
一般采用微处理器或者模拟控制电路来生成控制信号。
输出滤波电路输出滤波电路主要用于对输出脉冲进行滤波平滑，得到稳定的直流输出电压。
常用的输出滤波电路包括电感滤波电路和电容滤波电路。
工作原理单相斩控式交流调压电路的工作原理如下：1.输入电压经过输入滤波电路进行滤波后，进入斩波电路。
2.斩波电路将交流电压转换为可调的脉冲电压，通过控制电路的控制信号对晶闸管进行导通和截止控制，改变输出脉冲的脉宽。
3.输出脉冲经过输出滤波电路进行滤波平滑后，得到稳定的直流输出电压。
参数选取在设计单相斩控式交流调压电路时，需要选取合适的参数来保证电路的稳定性和性能。
主要包括以下几个方面：输入电压范围根据实际应用情况选择合适的输入电压范围，通常是根据供电网络的标准电压范围来确定。
输出电压范围根据需求确定输出电压的范围，确保设计的电路可以满足实际需求。
控制信号频率控制信号频率越高，调压速度越快，但也会增加电路的复杂度和功耗。
单相斩控式交流调压电路设计
单相斩控式交流调压电路设计单相斩控式交流调压电路是一种常见的电路设计，它可以将交流电源的电压进行调节，使其符合特定的要求。
本文将介绍单相斩控式交流调压电路的原理、设计和应用。
一、原理单相斩控式交流调压电路的原理是利用斩波器对交流电源进行控制，从而实现电压的调节。
斩波器是一种电子元件，它可以将交流电源的正半周或负半周进行截取，从而得到一个脉冲信号。
这个脉冲信号的宽度可以通过控制斩波器的导通时间来进行调节，从而实现对电压的控制。
在单相斩控式交流调压电路中，斩波器通常采用晶闸管或场效应管。
当斩波器导通时，交流电源的电流会通过斩波器流入负载，从而使负载得到电源的供电。
当斩波器截止时，电源的电流就会被截断，负载也就不再得到电源的供电。
通过不断地重复这个过程，就可以实现对电压的调节。
二、设计单相斩控式交流调压电路的设计需要考虑多个因素，包括电源电压、负载电流、斩波器的选择和控制电路的设计等。
下面将分别介绍这些因素的设计要点。
1. 电源电压电源电压是单相斩控式交流调压电路设计的重要参数，它决定了电路的输出电压范围和负载能力。
一般来说，电源电压越高，输出电压范围就越大，负载能力也就越强。
但是，电源电压过高也会增加电路的复杂度和成本，因此需要根据实际需求进行选择。
2. 负载电流负载电流是单相斩控式交流调压电路设计的另一个重要参数，它决定了电路的输出功率和稳定性。
一般来说，负载电流越大，输出功率就越高，但是电路的稳定性也会受到影响。
因此，在设计电路时需要根据负载的实际需求进行选择。
3. 斩波器的选择斩波器是单相斩控式交流调压电路中最关键的元件之一，它的选择直接影响到电路的性能和稳定性。
一般来说，晶闸管和场效应管是常用的斩波器，它们具有导通压降低、响应速度快等优点。
但是，晶闸管的控制电路比较复杂，而场效应管的价格较高，因此需要根据实际需求进行选择。
4. 控制电路的设计控制电路是单相斩控式交流调压电路中另一个重要的设计要素，它负责控制斩波器的导通和截止。
单相交流调压电路(电阻负载)
实验一：单相交流调压电路(电阻负载)一、 实验容对单相交流调压电路的原理能够理解，并能够通过MATLAB 仿真得出当α为不同角度时的仿真波形。
最后通过分析仿真波形来了解单相交流调压电路（电阻负载）的工作情况。
电路模型由交流电源、反并联的两个晶闸管、触发模块、电阻负载组成。
单相交流调压电路（电阻负载）如图1-1所示。
我所要分析的问题是α为不同值时，输出电压及电流的波形变化。
图1-1二、 实验原理图1-1为纯电阻负载的单相调压电路。
图中晶闸管VT1和VT2反并联连接与负载电阻R 串联接到交流电源U 2上。
当电源电压正半周开始时出发VT1，负半周开始时触发VT2，形同一个无触点开关，允许频繁操作，因为无电弧，寿命特长。
在交流电源的正半周αω=t 时，触发导通VT1，导通角为1θ= απ-；在负半周αω=t +π时，触发导通VT2，导通角为2θ= απ-。
负载端电压U 为下图所示斜线波形。
这时负载电压U 为正弦波的一部分，宽度为（απ-），若正负半周以同样的移相角α触发VT1和VT2，则负载电压U 的宽度会发生变化，那么负载电压有效值也将随α角而改变，从而实现交流调压。
三、 实验步骤在MATLAB 新建一个Model ，命名为zuxingfuzai ，同时模型建立如下图所示图1-2 电阻负载的电路建模图四、仿真结果仿真参数：选择ode23tb算法，将相对误差设置为1e-3，开始仿真时间设置为0，停止仿真时间设置为0.06，其他的选项为默认设置。
模型参数设置参数设置为频率（Frequency）为50Hz，电压幅值100V，“measurements”测量选“V oltage” 其他为默认设置，如图所示触发信号uG1参数设置：幅值（Amplitude）电压为12V；周期（Period）为0.02s；占空比（Pulse Width）为40%；时相延迟（Phase delay）为（α*0.02/360）其他为默认设置，如图所示。
单相交流调压电路仿真设计
单相交流调压电路仿真设计一、单相交流调压电路原理变压器是单相交流调压电路的核心部件，其主要作用是改变输入交流电压的大小。
变压器由两个或多个线圈组成，其中一个线圈称为初级线圈，另一个线圈称为次级线圈。
交流电压作用在初级线圈上，通过磁耦合作用，可以在次级线圈上产生与输入电压不同的输出电压。
通过调整初级线圈与次级线圈的匝数比，可以实现不同的输出电压。
整流电路主要由二极管构成，用于将交流电压转换为直流电压。
二极管具有单向导电性，可以将交流电压中的正半周或者负半周导通，将其它方向的电压截断。
通过适当选择二极管的导通方向和数量，可以实现不同的整流方式，如半波整流、全波整流等。
滤波电路主要由电容器构成，用于去除整流电路输出电压中的纹波。
在整流电路中，由于二极管导通和截断的不完全性，输出电压中会带有交流成分，称为纹波。
通过选择合适的电容器容值和电阻负载，可以将输出电压中的纹波减小到很小的水平。
在进行单相交流调压电路的仿真设计时，首先需要确定输入电压、输出电压和负载电流等参数。
根据需要的输出电压大小和负载电流大小，可以选择合适的变压器匝数比、二极管种类和数量、电容器容值等。
接下来，可以利用电路仿真软件进行电路图设计，如Proteus、Multisim等。
首先，根据变压器匝数比和输入电压确定初级线圈和次级线圈的参数。
然后，设计整流电路，选择合适的二极管种类和数量，以及电容器和电阻负载参数。
最后，连接电路图中的各个元件，形成完整的单相交流调压电路。
完成电路图设计后，可以对电路进行仿真分析。
通过设置输入电压、输出电压和负载电流等参数，可以模拟电路工作情况。
仿真分析可以得到电路的输入电流、输出电流、纹波大小等参数，以及不同工作条件下的性能指标。
仿真结果可以用于评估电路性能和优化设计。
根据仿真结果，可以调整电路参数，以达到更好的性能要求。
比如，可以尝试不同的变压器匝数比、二极管种类和数量、电容器容值等，看看它们对电路性能的影响。
斩控式单相交流调压电路设计
斩控式单相交流调压电路设计一、电路结构1.调压变压器：调压变压器用于将输入电压调整为需要的输出电压。
其一次侧连接到交流电源，二次侧连接到斩波电路。
2.斩波电路：斩波电路由开关管和与之配套的电路组成。
开关管负责控制电源的通断，电路则根据开关管的导通状态，控制输出电压。
3.滤波电路：滤波电路用于对输出电压进行平滑处理，减小其峰值值波动。
4.负载：负载是电路的输出部分，可以是电阻、电感或电容等元件。
二、电路原理1.斩波原理斩波电路采用开关管控制输出电源通断，实现对交流电压的控制。
在正半周，开关管导通，电源输出；在负半周，开关管关断，电源不输出。
通过控制开关管的导通时间，可以实现对输出电压的控制。
2.滤波原理滤波电路主要通过电感、电容等元件，对输出电压进行平滑处理，减小其峰值值波动。
电感对交流信号有滤波作用，而电容则具有存储电荷的特性，可以增大负载电流。
三、设计步骤1.确定输出电压根据实际需求，确定所需的输出电压。
2.选择调压变压器根据所需的输出电压和电流，选择合适的调压变压器。
3.选择开关管根据输出电压和负载要求，选择合适的开关管。
常用的开关管有MOSFET和IGBT等。
4.设计斩波电路根据开关管的参数和工作原理，设计和优化斩波电路。
可以使用各种控制技术，如脉冲宽度调制(PWM)等。
5.设计滤波电路根据输出电压的波动情况，选择合适的滤波电路设计。
可以使用RC 滤波电路、LCL滤波电路等。
6.验证电路设计使用仿真软件对电路进行仿真验证，检查输出电压波形是否稳定、峰值值是否满足要求。
根据仿真结果进行优化调整。
7.电路实现与调试根据设计结果，搭建电路原型并进行实际调试。
检查输出电压是否符合要求，观察电路工作是否稳定。
8.性能评估与改进对实际搭建的电路进行性能评估，并进行必要的优化改进。
通过以上步骤，可以设计出符合实际要求的斩控式单相交流调压电路。
在实际应用中，还需要考虑电压变化范围、功率损耗、开关管和滤波元件的选取等问题。
单相交流调压电路课程设计
设计收获：对单相交流调压电路有了更深入的理解和掌握
电路设计：考虑电路的稳定性和可靠性
控制策略：优化控制策略，提高系统的响应速度和稳定性
仿真验证：增加仿真验证的准确性和可靠性
实验验证：加强实验验证，提高设计的实用性和可靠性
创新性：提高设计的创新性和实用性，增加设计的竞争力
团队合作：加强团队合作，提高设计的效率和质量
单相交流调压电路可以调节电压，满足不同设备的需求。
单相交流调压电路可以降低电力系统的损耗，提高能源利用效率。
单相交流调压电路在电机控制中的应用广泛，如家用电器、工业设备等。
单相交流调压电路可以实现对电机的转速、转矩、功率等参数的精确控制。
单相交流调压电路可以提高电机的工作效率，降低能耗。
单相交流调压电路可以延长电机的使用寿命，提高设备的可靠性。
电路设计问题：确保电路设计正确，避免短路、断路等问题
电源问题：确保电源稳定，避免电压波动、电源故障等问题
调试问题：确保调试步骤正确，避免误操作、参数设置错误等问题
故障排除：遇到故障时，根据故障现象进行排查，找出问题所在并解决
单相交流调压电路可以提高电力系统的稳定性和可靠性。
单相交流调压电路在电力系统中的应用广泛，如家用电器、工业设备等。
确定设计目标：实现单相交流调压电路的功能
确定设计要求：满足性能指标、安全性、可靠性等要求
确定设计方法：选择合适的电路拓扑、元器件、控制策略等
确定设计步骤：需求分析、方案设计、仿真验证、硬件实现等
单相交流调压电路的拓扑结构设计实例
单相交流调压电路的拓扑结构选择原则
单相交流调压电路的常见拓扑结构
单相交流调压电路的基本结构
电源提供交流电，变压器将交流电转换为所需的电压，整流器将交流电转换为直流电，滤波器滤除直流电中的交流成分，稳压器稳定直流电的电压。
单相交流调压电路设计
1 概述电力电子技术就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。
通常所用的电力有交流和直流两种，从公用电网直接得到的电力是交流，从蓄电池和干电池得到的电力是直流。
从这些电源得到的电力往往不能直接满足要求，需进行电力变换。
电力变换通常可分为四大类，即交流变直流（AC-DC）、直流变交流（DC-AC）、直流变直流（DC-DC）、交流边交流（AC-AC）。
交流变直流称为整流，直流变交流成为逆变，直流变直流称为斩波，交流变交流可以是电压或电力的变换，称作交流电力控制，是把一种形式的交流变成另一种形式的交流的电路在进行交流-交流变流时，可以改变相关的电压（电流）、频率和相数等。
把两个晶闸管反并联后串连在交流电路中，通过对晶闸管的控制就可以控制交流输出。
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闸管的开通相位的控制，可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。
交流调压电路广泛用于灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制）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侧电压。
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可以了。
这样的电路体积小、成本低、易于制造。
2 主电路设计及分析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。
单相交流调压电路实验报告
单相交流调压电路实验报告单相交流调压电路实验报告引言：在现代电力系统中，交流电压的调整和稳定对于各种电气设备的正常运行至关重要。
为了实现对交流电压的调节，单相交流调压电路应运而生。
本文将介绍一次单相交流调压电路的实验过程和结果。
实验目的：本次实验的目的是通过搭建单相交流调压电路，掌握调压电路的工作原理和调压效果，并通过实验数据分析，对调压电路的性能进行评估。
实验装置：1. 交流电源：提供实验所需的交流电源，频率为50Hz，电压为220V。
2. 变压器：将输入的220V交流电压转换为所需的输出电压。
3. 整流电路：将交流电压转换为直流电压。
4. 滤波电路：对整流后的直流电压进行滤波处理，使其更加稳定。
5. 调压电路：通过调节电路中的元件，实现对输出电压的调节。
实验步骤：1. 按照实验装置的接线图，将交流电源、变压器、整流电路、滤波电路和调压电路依次连接。
2. 打开交流电源，调节变压器的输出电压，使其达到所需的实验电压。
3. 通过示波器观察输出电压的波形，并记录下波形的峰值、峰-峰值和有效值。
4. 调节调压电路中的元件，观察输出电压的变化，并记录下调节前后的输出电压值。
5. 重复步骤4，记录不同调节状态下的输出电压值，以评估调压电路的性能。
实验结果：通过实验，我们得到了以下结果：1. 输出电压的波形为直流电压，具有较小的纹波。
2. 调节电路中的元件可以实现对输出电压的连续调节，并且调节范围较大。
3. 调节电路的调压效果良好，输出电压的稳定性较高。
实验分析：根据实验结果，我们可以得出以下分析：1. 变压器的作用是将输入的220V交流电压转换为所需的输出电压。
通过调节变压器的输出电压，可以实现对输出电压的初步调节。
2. 整流电路的作用是将交流电压转换为直流电压。
通过整流电路的滤波处理，可以使输出电压的纹波较小。
3. 调压电路的作用是通过调节电路中的元件，实现对输出电压的进一步调节。
通过实验数据的记录和分析，我们可以评估调压电路的性能，并对其进行优化和改进。
晶闸管单相交流调压与调功电路设计
晶闸管单相交流调压与调功电路设计晶闸管（thyristor）是一种常用的电子元件，可用于单相交流调压和调功电路的设计。
下面将详细介绍晶闸管单相交流调压与调功电路的设计过程。
一、晶闸管单相交流调压电路设计1.电路组成2.电路原理电路的原理是将交流电压输入到变压器的一侧，然后通过晶闸管控制电路的导通角度来改变输出电压。
3.电路设计步骤（1）选择合适的晶闸管和变压器，根据负载的要求确定需要的输出电压范围。
（2）根据输出电压范围选择合适的电阻和电容元件，用于过滤电路中的谐波。
（3）利用适当的控制电路来控制晶闸管的导通，以达到对输出电压的调节和控制。
4.电路设计要点（1）选择合适的晶闸管和变压器，要考虑其额定电流和功率，以及负载要求的输出电压范围。
（2）合理选择电阻和电容元件，以滤除谐波，确保输出电压质量。
（3）合理设计控制电路，使其能够准确控制晶闸管的导通角度。
1.电路组成2.电路原理电路的原理是将交流电输入到变压器的一侧，然后通过晶闸管控制电路的导通角度来改变输出电功率。
3.电路设计步骤（1）选择合适的晶闸管和变压器，根据负载的要求确定需要的输出功率范围。
（2）合理设计控制电路，使其能够准确控制晶闸管的导通角度。
4.电路设计要点（1）选择合适的晶闸管和变压器，要考虑其额定电流和功率，以及负载要求的输出功率范围。
（2）合理设计控制电路，使其能够准确控制晶闸管的导通角度，以实现对负载电功率的调节和控制。
以上是晶闸管单相交流调压与调功电路的设计过程。
根据具体的应用需求和负载要求，可以选择合适的晶闸管和变压器，并合理设计控制电路，以实现对交流电压和功率的调节和控制。
单相交流调压电路
uu0oD1DUUnUGm1NuNmssmi isinsnininnnsttts[iDnU[(Nnm2c11ssinins)tcsoinns][((1cct
)] si)nt n s
n
单相电路 按输出相数分
三相电路 半控型电路 按变流器件分 全控型电路
相控式电路、相频控制电路 按控制方式分
斩控式电路、斩频控制电路
6.1 单相交流调压电路
一、单相交流调压电路的理想模型
1、电路：
内阻为零
理想电源：电压波形无畸变
ui U m sin st
无损耗 理想开关： 无惯性
6.1 单相交流调压电路（续8）
这种控制要求器件开关时间变化小，器件驱动信号准确以及附加相应 的缓冲电路。在无缓冲电路的理想条件下， Ts和Tp的开关时间必须保持始 终一致，否则便会导致共态导通或共态关断，而这是不允许的，因为一旦 产生共态导通，电源沿Ts和Tp短路；相反，若出现共态关断，则负载电流 会将瞬间切断，在感性负载下，器件将会因关断过电压被击穿。附加缓冲 电路是一种有效的方法，由于采用单器件型电路，可以采用单极性缓冲电 路。由图c）可见若电路出现共态导通，电源沿两支缓流LK短路，若电路 出现断态（设此前是Ts导通而Tp关断），由于关断缓冲电路的存在，原先 流经器件Ts的电流，在Ts关断时将改向Cs流过，从而保证负载电流连续， 避免由于共态关断所引起的关断电压。
i]n[(snin[(cc s)t)tn
]
]
令令uuo011=DUDNUmsminsωint：s输t：入输信入号信的频号率的分频量率，分uo量1的，幅u值01的为幅Uo值1m=为DUU0N1mm DUm
改变D，可以改变输出电压的u01分量，实现了调压目的。
单相交流调压电路设计
1设计方案选择采用两个普通晶闸管反向并联设计单相交流调压电路2 单相交流调压主电路设计及分析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。
图2—1为反电势电阻负载单相交流调压电路图。
图中的晶闸管V T1和V T2也可以用一个双向晶闸管代替。
在交流电源U 2的正半周和负半周，分别对V T1和V T2的移相控制角 α进行控制就可以调节输出电压。
图2—1 反电势电阻负载单相交流调压电路图正、负半周α起始时刻（α=0），均为电压过零时刻。
在t ωα=时，对V T1施加触发脉冲，当V T1正向偏置而导通时，负载电压波形与电源电压波形相同；在t ωπ=时，电源电压过零，因电阻性负载，电流也为零，V T1自然关断。
在t ωπα=+时，对V T2施加触发脉冲，当V T2正向偏置而导通时，负载电压波形与电源电压波形相同；在2t ωπ=时，电源电压过零，V T2自然关断。
当电源电压反向过零时，由于反电动势负载阻止电流变化，故电流不能立即为零，此时晶闸管导通角θ的大小，不但与控制角α有关，而且与负载阻抗角φ有关。
两只晶闸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。
稳态时，正负半周的相等，负载电压波形是电源电压波形的一部分，负载电流（电源电流）和负载电压的波形相似。
3 触发电路设计晶闸管触发电路的作用是产生符合要求的门极触发脉冲，保证晶闸管在需要要的时刻有阻断转为导通。
广义上讲，晶闸管触发电路往往还包括对其触发时刻进行控制的相位控制电路，但这里专指脉冲的放大和输出环节。
单相交流调压电路的设计
摘要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；电动机调速；电力系统；变压器；ABSTRACTAc voltage circuit is widely used in lighting control (such as dimmer and stage lighting control) and asynchronous motor, also used in the soft start-up induction motor drive. In the power system, the circuit is also often used to reactive power of continuous adjustment. In addition, in high voltage and low voltage, current, or small current dc power supply, often also adopt ac voltage transformer voltage regulating circuit. In these power such as using thyristor rectifier circuit control of high voltage, low current controlled dc power needs many thyristor series, Similarly, low voltage dc current needs many thyristor parallel. This is very reasonable. Adopt ac voltage transformer voltage circuit in the side, the voltage and current are moderate, as in transformer with diode rectifier side. This circuit, small volume, low cost, easy to design and manufacture.Single-phase ac voltage circuit of single-phase ac voltage is to adjust the circuit. Used in electric heating system, ac motor speed control, lighting control and ac stabilizer etc. Since the voltage transformer with decoupling method, exchange regulating circuit control and speed regulation, the device, light weight, small size, non-ferrous metal consumption is lessKey words: communication; Voltage regulation; Motor drive; Power system; Transformer;目录1 单相交流调压电路设计目的及务 (5)1．1设计目的 (5)1.2设计要求及分析 (5)1.3 设计方案选择 (5)2 单相交流调压主电路设计及分析 (5)2.1电阻负载 (6)2.1.1建立模型仿真 (6)2.1.2仿真参数设置 (6)2.1.3结果分析 (10)2.2阻负载感 (11)3 触发电路 (16)4 保护电路 (18)4.1保护电路设计 (18)4.2过电压的产生及过电压保护 (18)4.3晶闸管过电流保护 (19)5 总电路图 (21)6 单相交流调压电路参数设定与计算 (21)6.1单相交流调压变流器参数设定 (21)6.2单相交流调压变流器电路分析 (21)6.3输出平均电压、电流及输出有功功率 (22)7 总结与体会 (24)参考文献 (25)致谢 (26)附录 (27)1单相交流调压电路设计目的及任务1.1设计目的电力电子技术是专业技术基础课，做课程设计是为了让我们运用学过的电路原理的知识，独立进行查找资料、选择方案、设计电路、撰写报告、制作电路等，进一步加深对变流电路基本原理的理解，提高运用基本技能的能力，为今后的学习和工作打下良好的基础，同时也锻炼了自己的实践能力。
单相交流调压电路的设计
单相交流调压电路的设计单相交流调压电路是一种用于将交流电转换为可控的直流电的电路。
它通常被应用在一些需要稳定的直流电源的场合，如电子设备、通信设备等。
本文将介绍单相交流调压电路的设计原理和步骤，并且具体以整流电路、滤波电路和稳压电路为例进行讲解。
首先，我们需要了解一些关键的基础知识。
在交流电中，电压的大小和方向会随时间的推移而不断变化，通常表示为正弦波形状。
而直流电则是电压和电流一直保持不变的。
单相交流调压电路的任务就是将输入的交流电转换成稳定的直流电，其中关键的步骤包括整流、滤波和稳压。
整流器是单相交流调压电路的第一步。
它通过将交流电中的部分波形进行剪切，只保留正半周或负半周的波形。
最常见的整流电路是单相半波整流电路和单相全波整流电路。
在单相半波整流电路中，只有交流电的正半周波形被保留下来，而负半周波形则被消除。
而在单相全波整流电路中，整个正弦波形都被保留下来。
接下来是滤波电路的设计。
滤波电路用于将整流后的电流进行平滑，以去除剩余的交流成分，得到更稳定的直流电。
滤波电路通常由电容器和电感组成。
电容器将电流平滑化，而电感则可帮助去除电压中的高频成分。
不同滤波电路的特点和应用需求有所不同，常用的滤波电路有LC滤波电路和LCL滤波电路。
最后一步是稳压电路的设计。
稳压电路用于保持输出电压在一个设定的范围内，即使输入电压和负载的变化。
常用的稳压电路包括电压稳定器和开关稳压电路。
电压稳定器是通过调整输出电压中的电流来实现的，开关稳压电路则是通过快速开关电流来调整电压并保持其稳定。
在进行单相交流调压电路的设计时，需要根据实际的应用需求来选择合适的整流电路、滤波电路和稳压电路。
在设计过程中，还需要考虑到输入电压的范围、负载变化、输出电压的稳定性等因素。
此外，还需要进行电路参数的计算和分析，以确保电路可以正常工作。
总结起来，单相交流调压电路的设计包括整流、滤波和稳压三个关键步骤。
通过合理选择和设计这些电路，可以将交流电转换为稳定的直流电，并满足特定应用的需求。
单相交流调压电路设计
单相交流调压电路设计稳压二极管电路是最简单和常见的单相交流调压电路。
它由稳压二极管、电阻和电容组成。
稳压二极管是一种特殊的二极管，具有稳定的电压特性。
通过选择适当的稳压二极管，可以实现不同的输出电压。
稳压二极管将高压输入电压降低到稳定的输出电压，并且在电压波动时能够保持输出电压不变。
电阻和电容则用于过滤输入电压的噪声和脉动。
变压器调压电路是另一种常见的单相交流调压电路。
它由变压器、开关元件、控制电路和滤波电路组成。
变压器通过改变输入电压的变比来调节输出电压。
开关元件根据控制电路的信号周期性地开关，通过改变开关时间比例来控制输出电压的大小。
滤波电路用于过滤电压中的脉动和噪声，以获得稳定的输出电压。
电子管调压电路是一种通过调节电子管工作状态来控制输出电压的调压电路。
它通常由电子管、电源电路和控制电路组成。
电子管通过调整灯丝电流、阳极电压或阴极电流等参数，改变电子管内部的工作状态，从而实现输出电压的调节。
控制电路用于检测输出电压，并根据需要调节电子管的工作状态。
电子管调压电路具有调节范围广、反应速度快等优点，适用于对输出电压要求较高的应用场合。
单相交流调压电路的设计需要考虑多个因素，包括负载要求、电源电压范围、输出电压精度、稳定性要求等。
在设计过程中，需要根据具体的需求选择合适的调压电路，并合理选择元器件，进行电路分析和仿真，确保电路的稳定性和可靠性。
同时，还需要进行电路的标定和校准，以确保输出电压的准确性和稳定性。
在实际应用中，单相交流调压电路广泛应用于电子设备、仪器仪表、通信设备等领域。
它可以提供稳定可靠的电源，为这些设备的正常运行提供保障。
同时，它还可以提供精确控制的电源，满足不同设备对电压的要求，提高设备的性能和可靠性。
总之，单相交流调压电路是一种重要的电气设备，用于将交流电压进行调节，以满足特定的需求。
它通过选择适当的调压电路和合理设计电路参数，可以实现稳定可靠的输出电压。
在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的调压电路，并对电路进行分析和仿真，以确保电路的稳定性和可靠性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《电力电子变流技术》课程设计说明书题目：单相交流调压电路的设计姓名：学号：指导教师：二О年月日一.设计任务书简介1.1设计题目：单相交流调压电路的设计1.2设计条件：(1)电网：220V，50Hz(2)负载：阻感负载，电阻和电感参数自定，阻抗角不要太大，可在10~30度之间(3)采用两个晶闸管反向并联结构(4)采用单节晶体管简易触发电路，单节晶体管分压比η=0.5~0.8之间自选(5)同步变压器的参数自定1.3设计任务：(1)晶闸管的选型。
(2)控制角移相范围的计算。
(3)触发电路自振荡频率的选择：电位器R及电容C的参数选择e(4)主电路图的设计：包括触发电路及主电路1.4具体要求：(1)根据设计条件计算晶闸管可能流过的最大有效电流，选择晶闸管的额定电流。
(2)分析晶闸管可能承受到的最大正向、反向电压，选择晶闸管的额定电压。
(3)计算负载阻抗角，得到控制角的实际移相范围。
(4)为了保证调压装置能够正常工作，应使得控制角大于负载阻抗角，根据这个条件合理选择触发电路的自振荡参数（电位器R及电容C）。
e(5)画出完整的主电路图。
二.设计内容2.1设计方案简介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。
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。
图1、图2分别阻感负载单相交流调压电路图及其波形。
图中U的正半周和的晶闸管VT1和VT2也可以用一个双向晶闸管代替。
在交流电源1负半周，分别对VT1和VT2的移相控制角 进行控制就可以调节输出电压。
图1 阻感负载单相交流调压电路图2阻感负载单相交流调压电、压电流波形2.2控制角移相范围的计算（1）两只晶闸管门极的起始控制点应分别定在电源电压每个半周的起始点，α的最大范围是πα<<0，正、负半周有相同的α角。
在一个晶闸管导电时，它的压降成为另一晶闸管的反向电压而使其截止。
于是在一个晶闸管导电时，电路工作情况和单相半波整流时相同，其波形如图2。
另一晶闸管导通时，情况完全相同，只是i 0相位相差1800（2）控制角α，导通角θ与负载阻抗角φ之间的关系为uui iG ietg φθφαιθα--=++)sin()sin(（3）当φα=时，由上式可以算出每个晶闸管的导通角︒=180θ，此时每个晶闸管轮流导通︒180，相当于两个晶闸管轮流被短接，负载电流处于连续状态，输出完整的正弦波，不具有调压效果。
当φα>时，︒<180θ，正负半波电流断续，α越大，θ越小，波形断续越严重，选择合适的α角，可以实现调压效果。
当φα<时，︒>180θ，电路中会形成单相半波整流现象，会形成很大的直流分量，无法维持电路的正常工作。
（4）根据以上分析，当φα>并采用宽脉冲触发时，负载电压电流总是完整的正弦波，改变控制角α，负载电流电压的有效值不会随之改变，故电路失去交流调压的作用，所以在感性负载时为了达到交流调压的目的控制角α的实际移相范围为παφ≤≤。
2.3负载电抗及电阻的选择取定电阻值Ω=9R ,电感值mH L 14=，由()[]L R Z ω2221+= , RLtg ωφ1-= ,得()[]Ω=+=102221L R Z ω，1.260=φ即负载阻抗角为1.260=φ；同时可知控制角α的实际移相范围为παφ≤≤，即18001.260≤≤α2.3晶闸管的参数计算及选择2.3.1晶闸管的额定电流计算及选择根据设计条件计算晶闸管可能流过的最大有效电流，选择晶闸管的额定电流,用标么值求晶闸管可能流过的最大有效电流，并计及φαθ=︒=,180可得到TN I 的上限值，即21)]()(2sin [t d t TN I ωφωθαα-⎰+=21)]()(2sin 180[t d t ωφωαα-⎰︒+==0.5故流过晶闸管的最大电流有效值为V U Z I TN T I2201025.012⨯Ω⨯===15.56A, 考虑到晶闸管的过流情况，其额定电流留有一定的余量，一般取其正常电流值的1.5～2倍，在本设计中取2倍，所以晶闸管的额定电流为N I =2×A IT 83.1957.156.15257.1=⨯=可以取晶闸管的额定电流A I N 20=2.3.2晶闸管的额定电压的计算及选择计算晶闸管可能承受到的最大正向、反向电压，选择晶闸管的额定电压： 在单相调压电路中，晶闸管可能承受的最大正、反压为2U 1。
考虑到晶闸管的过流情况，其额定电压留有一定的余量，一般取其正常电压值的2～3倍，在本设计中取2.5倍，所以晶闸管的额定电流为可以取晶闸管的额定电压V U N 800=综上所述，选择额定电流为A I N 20=，额定电压为V U N 800=的晶闸管。
三．晶闸管触发电路的设计3.1单结晶体管简易触发电路图的选择(1)单结晶体管简易触发电路如图3所示图3单结晶体管简易触发电路VV U U N 8.77722025.2125.2=⨯⨯=⨯=12(2)单结晶体管的脉冲输出波形如图4所示uu uub图4单结晶体管的脉冲输出波形3.2触发电路图及其波形说明（1）单结晶体管的分压比6.0=η（2）设计的主回路为单相交流调压电路，晶闸管VT1和VT2门极的起始控制点应分别定在电源电压每个半周期的起始点，正、负半周有相同的α角。
为了使VT1和VT2每次导电的控制角都相同并固定下来，触发脉冲必须在电源电压过零后滞后α角出现。
触发脉冲与电源电压的相位配合需要同步。
采用变压器一次侧接主电路电源，二次侧经整流、稳压削波，得到梯形波，作为触发电路电源，也作为同步信号。
当主电路的电压过零点时，触发电路的电压也过零，单结晶管的的E bb 也降到零，满足电容C 放电完毕，在下一个半波从零开始充电以起到同步作用。
从波形图中还可以看到，每半周中电容充放电不止一次，晶闸管由第一个脉冲触发导通，后面的脉冲是不起作用的，所以说第一个脉冲是很关键的。
改变R e ，就可以改变电容充电速度，达到改变α角的目的。
图4给出改变R e 后，U C 、U b 1和U d 波形。
3.3触发电路的参数说明3.3.1触发电路振荡频率f 的计算由于控制角的移相范围παφ≤≤,可得移相范围1801.2600≤≤α， 可取300=α，由 ft t πωα2==，300=α 可以得出3.3.2电位器R e 及电容器C 的计算因为)11ln(11η-==C e R Tf ，6.0=η，代入数据可得3-102.81⨯=C R e选择稳压二极管VS 的额定电压为5V,由于二极管1VD 、2VD 的削峰使得u z 、u s 都是梯形波。
选择电源同步变压器变比1:22=n，则同步变压器二次侧电压V u 102=,经过1VD 、2VD 的削峰作用，电阻上产生的压降作用，完全可以使稳压二极管VS 两端的电压达到5V 。
四．主电路图的设计4.1完整的主电路图如图5st f T 60011===R图5单相交流调压触发电路主电路图4.2300=α时的负载电压、电流输出波形如图6u0i0u1图6300=α时的负载电压、电流输出波形五．设计总结这次电力电子技术课程设计，让我们有机会将课堂上所学的理论知识运用到实际中。
并通过对知识的综合利用，进行必要的分析，比较。
从而进一步验证了所学的理论知识。
同时，这次课程设计也为我们以后的学习打下基础。
指导我们在以后的学习，多动脑的同时，要善于自己去发现并解决问题。
这次的课程设计，还让我知道了最重要的是心态，在你拿到题目时会觉得困难，但是只要充满信心，就肯定会完成的。
通过电力电子技术课程设计，我加深了对课本专业知识的理解，平常都是理论知识的学习，在此次课程设计中，真正做到了自己查阅资料、完成一个基本汇编程序的设计。
在此次的设计过程中，我更进一步地熟悉了单相交流调压电路的原理以及触发电路的设计。
当然，在这个过程中我也遇到了困难，通过查阅资料，相互讨论，我准确地找出错误所在并及时纠正了，这也是我最大的收获，使自己的实践能力有了进一步的提高，让我对以后的工作学习有了更大的信心。
通过这次课程设计使我懂得了只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计，把以前所学过的知识重新温故，巩固了所学的知识。
六．参考资料[1] 王兆安.电力电子变流技术[M] .第三版.北京：机械工业出版社，2003.1[2] 黄俊.电力电子技术.第四版.北京：机械工业出版社，2007.6[3] 王兆安，刘进军.电力电子技术[M].第五版.北京：机械工业出版社，2011年[4] 刘胜利.现代高频开关电源实用技术[M].电子工业出版社，2001.9 [4] 叶慧贞.开关稳压电源[M].北京：国防工业出版社。