斩控式交流调压电路实验报告
【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。
斩控式单相交流调压电路
设计内容与设计要求一．设计内容：1．电路功能：1）用斩控方式实现交流调压，功率因数高，谐波小，输出波形好。
2）电路由主电路与控制电路组成，主电路主要环节：主电力电子开关与续流管。
控制电路主要环节：脉宽调制PWM电路、电压电流检测单元、驱动电路、检测与故障保护电路。
3）主电路电力电子开关器件采用GTR、IGBT或MOSFET。
4）系统具有完善的保护2. 系统总体方案确定3. 主电路设计与分析1）确定主电路方案2）主电路元器件的计算及选型3）主电路保护环节设计4. 控制电路设计与分析1）检测电路设计2）功能单元电路设计3）触发电路设计4）控制电路参数确定二．设计要求：1．用SG3525产生脉冲。
2．设计思路清晰，给出整体设计框图；3．单元电路设计，给出具体设计思路和电路；4．分析所有单元电路与总电路的工作原理，并给出必要的波形分析。
5．绘制总电路图6．写出设计报告；主要设计条件1．设计依据主要参数1）输入输出电压：单相（AC）220（1+15%）、0~150V（AC）2）最大输出电流：5A3）功率因数：≥0.72. 可提供实验与仿真条件说明书格式1．课程设计封面；2．任务书；3．说明书目录；4．设计总体思路，基本原理和框图（总电路图）；5．单元电路设计（各单元电路图）；6．故障分析与电路改进、实验及仿真等。
7．总结与体会；8．附录（完整的总电路图）；9．参考文献；10、课程设计成绩评分表进度安排第一周星期一:课题内容介绍和查找资料；星期二:总体电路方案确定星期三:主电路设计星期四:控制电路设计星期五:控制电路设计；第二周星期一: 控制电路设计星期二：电路原理及波形分析、实验调试及仿真等星期四~五:写设计报告，打印相关图纸；星期五下午:答辩及资料整理目录第1章概述 (1)1.1 单相交流调压........................ 错误！未定义书签。
1.2 交流调压在生活生产中的应用.......... 错误！未定义书签。
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。
斩控式交流调压电路实验报告
斩控式交流调压电路实验报告
一、实验目的
1.了解控制式交流调压原理；
2.掌握调压电路的模拟调试方法；
3.掌握扩展型被动式电压调节器回路的构成；
4.通过实验观察控制型调压电路的运行特性，在熟练掌握调压电路的控制方法。
二、实验仪器及内容
本实验的仪器设备主要有：电源，电表，交流控制系统，变压器，可调电阻和可调变压器。
实验内容主要有：
1.构建控制式交流调压电路；
2.根据已有参数设计控制回路；
3.调试控制回路，使其能够控制电压；
4.调试完成后，测量电压和电流上涨和下降的时间以及调压精度；
5.将电路的参数记录在实验报告中；
6.通过实验，观察控制式调压电路的运行特性；
7.熟练掌握调压电路的控制方法。
三、实验结果
实验中调试结束后，测量结果如下表所示：
电压（V），电流（A），上升时间（s），下降时间（s），调压精度----------，----------，--------------，--------------，----------
220，1.5，1.2，2.1，恒定
四、实验结论
1.通过实验，我们了解到控制式交流调压原理；
2.我们掌握了调压电路的模拟调试方法；
3.我们掌握了扩展型被动式电压调节器回路的构成；。
4.5斩控式交流调压电路
+
ui -
+ iS1
u1 S2
+
u2
输入滤波器
+ z
uO -
输出滤波器
-
4.5.1 斩控式交流调压器的工作原理——加入滤波器
假设滤波器部分和电子开关部分不耗能，输入和输出功率相等， 则得到：
uoio=ui
uO i iO DiO u
而 因此
DU m iO sin( S t ) Z
4.5 斩控式交流调压电路 斩控式交流调 压电路
4.5.1 斩控 式交流调 压器的工 作原理
4.5.2电源 与负载端 的隔离
4.5.3 双 向电力 电子开 关
<
>
4.5.1 斩控式交流调压器的工作原理——基本结构
S1
+ +
ui
-
S2
z
uO
-
S1和S2是双向电子开关； 控制规则：S1和S2的状态互补；假设一个周期中S1闭合、S2断开 的时间为Ton，S1断开S2闭合的时间为Toff，整个周期为T。则S1 闭合时，负载的端电压为u(t),S2闭合时负载的端电压为0.
4.5.2 电源与负载端的隔离——数量分析
仿照前边的分析方法，得到： N2 u2 D U m sin S t u k N1
其中ΣuK是所有谐波成分的总和，经输出滤波器的滤波作用， 谐波成分均被滤除，负载电压为 N2 uO D U m sin S t N1 假定开关和滤波电路耗能为0，输出功率与输入功率平 衡，则有：
4.5.1 斩控式交流调压器的工作原理——加入滤波器
如果负载阻抗的模为Z，幅角为φ，负载的电流iO为
DU m iO sin( S t ) Z 负载电流是连续的正弦波，无谐波成分
实验四 单相斩控式交流调压电路实验
实验四单相斩控式交流调压电路实验一、实验目的(1) 熟悉斩控式交流调压电路的工作原理。
(2) 了解斩控式交流调压控制集成芯片的使用方法与输出波形。
二、实验线路及原理斩控式交流调压主电路原理如图3.4 所示。
图3.4 斩控式交流调压主电路原理图一般采用全控型器件作为开关器件，其基本原理和直流斩波电路类似，只是直流斩波电路的输入是直流电压，而斩控式交流调压电路输入的是正弦交流电压。
在交流电源ui 的正半周，用V1进行斩波控制，用V3给负载电流提供续流通道；在ui的负半周，用V2进行斩波控制，用V4给负载电流提供续流通道。
设斩波器件V1、V2的导通时间为ton，开关周期为T，则导通比为α=ton/T，和直流斩波。
电路一样，通过对α的调节可以调节输出电压U图3.5 给出了电阻负载时负载电压U0和电源电流i1(也就是负载电源)的波形。
可以看出电源电流的基波分量是与电源电压同相位的。
即位移因数为1。
电源电流不含低次谐波，只含和开关周期T有关的高次谐波，这些高次谐波用很小的滤波器即可滤除，这时电路的功率因数接近于1。
图3.5 电阻负载斩控式交流调压电路波形斩控式交流调压控制电路方框图如图3.6 所示，PWM 占空比产生电路使用美国Silicon General公司生产的专门PWM集成芯片SG3525，其内部电路结构及各引脚功能查阅相关资料。
的正半周，V1进行斩波控制，用V3给负载电流提供续流通道，在交流电源uiV4关断；在u的负半周，V2进行斩波控制，V3关断，用V4给负载电流提供续流通i道。
控制信号与主电路的电源必须保持同步。
图3.6 斩控式交流调压控制电路方框图三、实验内容(1) 控制电路波形观察。
(2) 交流调压性能测试。
四、实验方法由于主电路的电源必须与控制信号保持同步，因此主电路的电源不需要外部接入。
但是为了能同时观察两路控制信号之间的相位关系，主电路的开关K 是串接在电源开关之后的。
在观察控制信号时将开关打在断状态。
斩控式交流调压电路实验报告
斩控式沟通调压电路试验报告沟通调压的掌握方式有三种：①整周波通断掌握。
整周波掌握调压——适用于负载热时间常数较大的电热掌握系统。
晶闸管导通时间与关断时间之比，使沟通开关在某几个周波连续导通，某几个周波连续关断，如此反复循环地运行，其输出电压的波形如图 1-1 所示。
转变导通的周波数和掌握周期的周波数之比即可转变输出电压。
为了提高输出电压的区分率，必需增加掌握周期的周波数。
为了削减对四周通信设备的干扰，晶闸管在电源电压过零时开头导通。
但它也存在一些缺点那就是：在负载容量很大时，开关的通断将引起对电网的冲击，产生由掌握周期打算的奇数次谐波，这些谐波引起电网电压变化，造成对电网的污染。
图1-1 周期掌握的电压波形②相位掌握。
相位掌握调压——利用掌握触发滞后角α的方法,掌握输出电压。
晶闸管承受正向电压开头到触发点之间的电角度称为触发滞后角α。
在有效移相范围内转变触发滞后角，即能转变输出电压。
有效移相范围随负载功率因数不同而不同，电阻性负载最大,纯感性负载最小。
图 1-2 是阻性负载时相控方式的沟通调压电路的输出电压波形。
相控沟通调压电路输出电压包含较多的谐波重量，当负载是电动机时，会使电动机产脉动转矩和附加谐波损耗。
另外它还会引起电源电压畸变。
为减少对电源和负载的谐波影响，可在电源侧和负载侧分别加滤波网络。
③斩波掌握。
斩波掌握调压——使开关在一个电源周期中屡次通断，将输入电压切成几个小段，用转变段的宽度或开关通断的周期来调整输出电压。
斩控调压电路输出电压的质量较高,对电源的影响也较小。
图 1-2 为斩波掌握的沟通调压电路的输出电压波形。
图1-2 相位掌握的电压输出波形在斩波掌握的沟通调压电路中，为了在感性负载下供给续流通路，除了串联的双向开关 S1 外，还须与负载并联一只双向开关S2。
当开关 S1 导通，S2 关断时，输出电压等于输入电压；开关 S1 关断，S2 导通时,输出电压为零。
掌握开关导通时间与关断时间之比即能掌握沟通调压器的输出电压。
基于DSP的单相斩控式交流调压器的设计
ｄｓ ｎ Ｔ ｅ ｏｒｓｏ ｄｎ ｅｒｔ ａ ｂ ｓ ｒｖｄ ｄ ｏ ｅｉ ｉ ｃ ｈ ｐ ｅ ａｊｓ ｎ ｏｔｇ ｓ ｍ． ｅｉ ． ｈ ｒ ｐ ｎ ｉ ｔ ｏｅ ｃｌ ａｉｉｐｏ ｉｅ ｒ ｓ ｎｎ ａ ｏ ｐ ｒ ｄ ｔ ｇ ｌ ｅ ｙｔ ｇ ｃ ｅ ｇｈ ｉ ｓｓ ｆ ｄ ｇ ｇ ｃ ｕ ｉ ｖ ａ ｓ ｅ
Ｂａ ｅ ｎＤＳ ｆ ｉ ｇ ｅｐ ａ ｅＡＣ ｌａ ｅＲｅ ｕ ａ ｏ ｏ ｐ ｎ ｓｇ ｓ ｄ ｏ Ｐ ｏ ｎ ｌ－ ｈ ｓ Ｓ Ｖｏｔ ｇ ｇ ｌｔ ｒＣｈ ｐ ｉ ｇＤｅ ｉ ｎ
Ｔｎ ｉｏ ｉ ｇ ａ ｇＸ ａ ｑａ Ｈｕ ｎ ｎ ａ ｇ￣ｎｅｇ ｆｎ Ｄｏ ｇＦ ｎ ｂｎ ｎ ｅｇ ｉ
ｃ ｎ ｒ ｌｅ ｏ ｔｏ ｌｒＤＳＰ ＴＭ Ｓ ２０ ２８ ２．Ｔｈ ｅ ｏ ｅ ａ ｎａｉ ｎ ｈ ｉ ｉｃ ｔ ｓ ｍｐｌ ｇ ｃｒ ｕ ｔａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｆｗａ ｅ ３ Ｆ １ ｅｚ ｒ ｘ ｍｉ ｔｏ ，ｔ ｅ ｍａｎ ｃ ｒｕｉ， ａ ｉ ｉｃ ｉ ｎ ｈ ｏ ｔ ｒ ｎ
流 调压是连 续调节方式 ， 其输入 电流 、 出电压谐波 输 及 其对 电网和升压变压器 的影 响较 相控方式 小得 多 。 对 它 的输入 电流 、 出电压 的波形分析 表 明， 输 除基波 外， 还含有频率 在开关频 率及其整数倍 ； 侧处分布 两 的谐波 。当开关频率足够 高时 ， 只要 引入 极小尺寸 的 输入 、 出滤波器 ，即可将 输入 电流 、输 出电压 中的 输 谐波 完全滤 除 ， 电源 侧 的功率 因数 总是与 负载 侧相
（ ｐ ｒ ｎ ｆ ｌ ｔ ｃｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｓ ａｎ ｉ ｉｅｓ ｙｏ ｅｈ ｏｏ ｙ， ｎ ｈ ｎ ， ｈ ａｘ ２ ０ ３ Ｄｅａｔ ｔ ｅ ｒ ａ Ｅ ｇｎ ｅｉ ， ｈ ａｘ ｖ ｒ ｔ ｆ ｃ ｎ ｌｇ Ｈａ ｚｏ ｇ Ｓ ａｎ ｉ ３ ０ ） ｍｅ ｏ Ｅ ｃ ｉ ｎ Ｕｎ ｉ Ｔ ７
斩控式交流调压无功补偿电路的设计
均为 ０ ． ０ ２ ｓ ， 占空 比均 为 ５ ０ ％， 相 移均 为 ０ ｓ
２ 斩 控 式 交 流调 压 的控 制 脉 冲
压 的 副半 周 ， 用 Ｔ ２ 进行斩波控制， 此时 Ｔ 关 断，
作者简介 ： 侯树文 （ １ ９ ５ ３ 一） ， 男， 河北唐 山人 ， 副教授 ， 主 要 从 事 电力 系 统 智 能 控 制 方 面 的研 究
８ ８
华
北
水
利
水
电
学
院
学
报
２ ０ １ ３年 １ Ｏ月
常开 做 极 性 开 关 使 用 ， 给 负 载 电 源 提 供 续 流
声， 有 效提 高 了电力 系统 的功 率 因数 ， 改善 了电能质
目的 ．
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ３— ２ １ 基金项 目： 水 利 部 公 益 基 金 项 目（ ２ ０ ０ ８ ０ １ ０ １ １ ） ．
开关 使用 ， 给 负载 电源提 供续 流通 道 ； 在 输入 交流 电
偿 电路 ． 无功 补偿 电路 在 供 电系 统 中 可 以提 高 电 网 功率 因数 ， 降 低供 电电源 和输 电线 路 的无功 损耗 ， 提
１ 斩控 式 交 流调 压 电路 原 理
斩控 式 交 流调 压 电路 主 电路 由单 相 交 流 电源 、 二极管、 Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ、 脉 冲发 生 器 、 Ｒ Ｌ Ｃ负 载 等 部 分 组 成 ． 斩 控式 交 流调压 电路原 理如 图 １所 示 ， 全 控 型器 件 采用 Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ作 为开关 器件 ．
高 电能 利用 率 ．
当前 电网 中最 常用 的无 功 补偿 方式 有 ： ①集 中
式补 偿 ， 在高 低压 配 电线路 中并 联安 装 电容 器组 ； ② 分 散式 补偿 ， 在配 电变 压 器 低 压侧 和用 户 车 间配 电 屏并 联安 装 补偿 电容 器 ； ③ 就地 式补 偿 ， 在单 台电动
单相斩控式交流调压电源设计
单相斩控式交流调压电源设计单相斩控式交流调压电源（Phase Controlled AC Voltage Regulator）是一种常见的调压电源设计，它利用斩波控制技术来实现对交流电压的调节。
本文将详细介绍单相斩控式交流调压电源的设计原理、工作原理、控制策略以及相关的优缺点。
一、设计原理单相斩控式交流调压电源的设计原理基于斩波控制技术，即通过调节电路中的开关器件的导通和关断时间来实现对交流电压的调节。
由于交流电压的周期性变化，通过合适的控制方法，可以在每个周期内实现对电压的精确调节。
二、工作原理1.检测输入电压：通过电压传感器检测输入电压，并将信号输入到控制电路中，以便进行后续控制。
2.斩波控制：利用斩波控制技术，控制开关器件的导通和关断时间，以实现对电流的控制。
斩波控制技术通常使用脉宽调制（PWM）技术，通过改变脉冲宽度来控制输出电压的大小。
3.输出控制：将斩波控制生成的脉冲信号输入到功率开关器件上，通过开关器件的导通和关断来控制输出电压的大小。
三、控制策略1.开环控制：开环控制是最简单的控制策略，主要通过提前计算好斩波控制信号的脉冲宽度，直接通过开关器件来控制输出电压。
这种控制策略计算简单，但对于输入电压的变化较为敏感。
2.闭环控制：闭环控制是一种反馈控制策略，通过对输出电压进行检测，并将检测到的信号与目标电压进行比较，通过改变斩波控制信号的脉冲宽度来实现输出电压的稳定控制。
3.混合控制：混合控制是开环控制和闭环控制的结合，既能满足简单计算的要求，又能提供输出电压的稳定性。
该策略常用于对输入电压变化较大，而输出电压要求稳定的情况下。
四、优缺点1.输出电压稳定性高，能够实现精确的电压调节。
2.可靠性高，具有较大的抗干扰能力。
3.控制简单，成本低。
1.输出电压变化范围受限，通常只能实现有限的调节范围。
2.对于输入电压波动较大的情况，需要采取合适的控制策略来保证输出电压的稳定性。
3.对开关器件的要求较高，需要使用高质量的开关器件来保证工作的稳定性和可靠性。
斩控式交流调压实验的设计
斩控式交流调压实验的设计作者：王至秋来源：《现代电子技术》2010年第14期摘要:随着科学技术的飞速发展,现有的电力电子技术实验装置已经不能适应社会发展的要求。
结合实验教学改革,对研发既能体现新的控制技术和科研成果,又能很好地满足关键知识点验证的实验项目,进行了有效的尝试。
在此主要介绍研发本实验装置的背景,叙述了斩控式交流调压电路的结构,并阐述了实验装置的设计构想和设计结果。
关键词:电力电子; 交流调压; 实验装置; 斩波控制中图分类号:TN911.7; TP368.1 文献标识码:A 文章编号:1004-373X(2010)14-0208-03Design of Chopping AC Regulating Experimental EquipmentWANG Zhi-qiu(College of Electromechanical Engineering, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, China)Abstract: With the continuous development of the electronics technology, the existing experimental devices of power electronics have been unable to meet the requirement of the modern social development. In response to the reform of experimental teaching, new experimental devices were investigated based on old experimental platform. The devices contain new control technology, new achievements in scientific research and key knowledge about power electronics. The backgroundquipment is introduced, the structure of the chopping ACKeywords: power electronics; AC regulation; experimental device; chopping control0 引言《电力电子技术》是一门注重实验和应用的专业基础课程,它融电机与拖动控制、传感器及信号处理、计算机控制技术等多学科知识于一体,形成独特的交叉综合体系。
斩控式单相交流调压电路
斩控式单相交流调压电路Revised on November 25, 2020目录第1章概述.................................................单相交流调压..............................................交流调压在生活生产中的应用................................课题总体概述 (1)第２章设计总体思路 (2)基本工作原理 (2)总体方案确定 (3)第3章主电路设计与分析 (4)主要技术条件及要求 (4)主电路计算及元器件参数选型 (4)主电路结构设计 (5)主电路保护设计 (6)第4章单元控制电路设计 (7)主控制芯片的详细说明及介绍 (7)芯片的详细介绍 (7)芯片的工作原理 (8)驱动电路设计 (9)过零检测及续流触发电路 (10)控制保护电路设计 (11)第5章总结与体会 (12)第6章附录.................................................. 附录A 参考文件.. (14)第1章概述单相交流调压对单相交流电的进行调节的电路。
用在电热控制、交流电动机速度控制、灯光控制和交流稳压器等场合。
与调压方法相比，交流调压电路控制方便，调节速度快，装置的重量轻、体积小，有色金属消耗也少。
交流调压在生活生产中的应用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）及异步电动机的软起动，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，也常用交流高压电路调节变压器一次电压。
因此交流调压电路广泛存在于农村、轻工业、家用电器等小功率传动领域以及电力机车供电系统。
课题总体概述用斩控方式实现交流调压，功率因数高，谐波小，输出波形好。
电路由主电路与控制电路组成，主电路主要环节：主电力电子开关与续流管。
交流调压实验报告总结(3篇)
第1篇一、实验背景随着社会经济的发展，电力电子技术在工业、民用和科研领域得到了广泛的应用。
交流调压技术作为电力电子技术的重要组成部分，在电力系统的运行、控制和保护等方面发挥着至关重要的作用。
为了加深对交流调压技术的理解和掌握，我们进行了交流调压实验，以下是对实验的总结。
二、实验目的1. 理解交流调压电路的工作原理，掌握交流调压电路的设计方法。
2. 熟悉交流调压电路的实验步骤，掌握实验操作技能。
3. 分析交流调压电路在不同负载条件下的工作特性，提高实验分析能力。
三、实验原理交流调压电路通过控制晶闸管的导通角，实现对交流电压的调节。
实验中，我们主要研究了单相和三相交流调压电路。
1. 单相交流调压电路：采用双向晶闸管或两个反向并联的晶闸管，通过控制晶闸管的导通角来调节交流电压。
2. 三相交流调压电路：采用三相晶闸管，通过控制三相晶闸管的导通角来调节交流电压。
四、实验步骤1. 单相交流调压电路实验：（1）搭建实验电路，包括晶闸管、电阻、电容等元件。
（2）接入电源，调节晶闸管的导通角，观察电压调节效果。
（3）改变负载，分析交流调压电路在不同负载条件下的工作特性。
2. 三相交流调压电路实验：（1）搭建实验电路，包括三相晶闸管、电阻、电容等元件。
（2）接入电源，调节三相晶闸管的导通角，观察电压调节效果。
（3）改变负载，分析交流调压电路在不同负载条件下的工作特性。
五、实验结果与分析1. 单相交流调压电路实验结果：（1）实验结果表明，通过调节晶闸管的导通角，可以实现交流电压的调节。
（2）当负载变化时，交流调压电路的工作特性有所变化，如导通角增大，电压调节范围减小。
2. 三相交流调压电路实验结果：（1）实验结果表明，通过调节三相晶闸管的导通角，可以实现三相交流电压的调节。
（2）当负载变化时，三相交流调压电路的工作特性有所变化，如导通角增大，电压调节范围减小。
六、实验结论1. 交流调压电路通过控制晶闸管的导通角，实现对交流电压的调节。
斩控式纯正弦波交流调压器的设计
写一篇斩控式纯正弦波交流调压器的设计的报告，800字本文讨论的是一种新型的纯正弦波交流调压器的设计。
斩控式纯正弦波交流调压器是一种具有高效，安全，高度可靠性以及高可行性特点的电力调压器。
首先，本报告将介绍此类调压器的技术特征，包括负载特性，输出特性以及控制策略等。
然后，将介绍调压器设计过程中的必要性，包括优化设计参数，设计电路部件以及完成校准校核等。
最后，将通过分析及表格形式，证明该斩控式纯正弦波交流调压器在变功率工作状态下的工作特性。
斩控式纯正弦波交流调压器具有一定的技术特征，其中负载特性包括功率因数、调压范围、消耗功率以及频率范围等，输出特性则有输出电压、相应电流、变功率系数等，控制策略包括全尖峰同步控制模式、压差跟踪控制模式、智能控制模式以及多元控制策略等。
在调压器设计的过程中，需要对所需的元器件进行精心选择，以确保调压器的质量和稳定性。
优化设计参数时，需要考虑机构传动部件的布局，确定不同控制策略中最佳参数，并尽量减少调压器整体体积。
在设计电路部件时，需要根据电路功能及结构特点选用合适的元器件，以减少电路板材料成本和生产工时。
最后，需要对系统进行校准校核，以确保系统运行稳定性和精度能够达到设计要求。
为了验证斩控式纯正弦波交流调压器在变功率工作状态下的工作特性，本文分析了三种不同控制策略（全尖峰同步控制模式、压差跟踪控制模式以及智能控制模式）的调压结果，实验结果可以看出：1、在任何工作条件下，全尖峰同步控制模式可以获得高达99.5%的功率因数；2、压差跟踪控制模式能够提供更大的调压精度，功率因数可以高达99.9%；3、智能控制模式具有更好的调压响应性，调压响应时间低于1ms，功率因数可以高达99.95%。
综上所述，斩控式纯正弦波交流调压器具有良好的技术特性，具有高效率、安全性、可行性以及高可靠性，并且在变功率工作状态下，其工作特性优越。
斩控式单相交流调压电路设计综述
湖南工程学院应用技术学院课程设计任务书课程名称：电力电子技术题目：斩控式单相交流调压电源设计专业班级：电气118学生姓名：学号:指导老师：刘星平蔡斌军李祥来等审批：谢卫才任务书下达日期2014年5 月12日设计完成日期2014年5月23 日目录第1章概述 (1)1.1 交流调压在生活中的应用 (1)1.2 关于单向调压器 (1)1.3 关于本课题 (2)第２章设计总体思路 (3)2.1 系统总体方案确定 (3)2.2 交流斩波调压的基本原理 (7)第3章主电路设计与分析 (8)3.1 主要技术条件及要求 (8)3.2 开关器件的选择 (8)3.3 主电路计算及元器件参数选型 (8)3.4 主电路结构设计及分析 (9)第4章主控制芯片的详细说明 (10)4.1 芯片的选择 (10)4.1 芯片的详细介绍 (10)4.1芯片的工作原理 (11)第5章实验调试 (13)第6章总结与体验 (19)附录A 参考文件及评分表第1章概述1.1交流调压在生活中的应用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）及异步电动机的软起动，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，也常用交流高压电路调节变压器一次电压。
因此交流调压电路广泛存在于农村、轻工业、家用电器等小功率传动领域以及电力机车供电系统。
1.2关于单相调压器对于单相交流电源，调压和稳压是最为普遍的要求。
目前能够实现这一要求的调压器有下面三种：磁饱和式调压器该调压器通过控制主电路中电感的饱和程度，以改变电抗值以及其上的电压，实现对输出电压的调节。
这种调压器具有一定的动态性能，但输出电压的调节范围小，体积和重量较大。
机械式调压器机械式调压器由电动机带动碳刷实现输出电压的调节。
这种调压器输出波形较好，但体积、重量大，动态性能差。
电子式调压器这种调压器采用电力电子器件实现。
目前有晶闸管调压器和逆变式调压器两种。
单相斩控式交流调压电路的bT3QTF仿真-实验科学与技术
参考文献
(!) 王兆安" 刘进军 :电力电子技术( b):$ 版 :北京% 机 械工业出版社" %""E:
(%) 郑常宝" 郭君柱 :一种斩控交流调压调速系统( U):电 机电器技术" %""$!@$ % $? A?!:
(D) W1,28T4,)2 T>45N*:T ;)_ &6)0.*5-+0/.)(OR( JY5_956.17)/.1]+6+a)*35(56578F1>)2 <- WOF*+27)TVV45(()* ( U):M&&&" %""C" $@!%$ % ?"" A?"@:
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的可靠性'
@#结束语
本文通过单管双向式结构" 结合三角波与滞环 控制方式触发得到斩控式电路仿真' 单管双向导通 电路减少了全控型器件的数量" 降低了电路成本" 比较适用于实际电路的推广' 通过调节脉冲触发的 占空比可以实现对负载电路的调压作用' 本文采用 触发占空比为 $" 实现调压" 仿真结果与计算结 果对比误差比较小'
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斩控式交流调压电路实验报告
交流调压的控制方式有三种：①整周波通断控制。
整周波控制
调压——适用于负载热时间常数较大的电热控制系统。
晶闸管导通
时间与关断时间之比，使交流开关在某几个周波连续导通，某几个
周波连续关断，如此反复循环地运行，其输出电压的波形如图1-1
所示。
改变导通的周波数和控制周期的周波数之比即可改变输出电压。
为了提高输出电压的分辨率，必须增加控制周期的周波数。
为
了减少对周围通信设备的干扰，晶闸管在电源电压过零时开始导通。
但它也存在一些缺点那就是：在负载容量很大时，开关的通断将引
起对电网的冲击，产生由控制周期决定的奇数次谐波，这些谐波引
起电网电压变化，造成对电网的污染。
图1-1周期控制的电压波形
②相位控制。
相位控制调压——利用控制触发滞后角α的方法,
控制输出电压。
晶闸管承受正向电压开始到触发点之间的电角度称
为触发滞后角α。
在有效移相范围内改变触发滞后角，即能改变输
出电压。
有效移相范围随负载功率因数不同而不同，电阻性负载最
大,纯感性负载最小。
图1-2是阻性负载时相控方式的交流调压电路
的输出电压波形。
相控交流调压电路输出电压包含较多的谐波分量，当负载是电动机时，会使电动机产脉动转矩和附加谐波损耗。
另外
它还会引起电源电压畸变。
为减少对电源和负载的谐波影响，可在
电源侧和负载侧分别加滤波网
络。
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③斩波控制。
斩波控制调压——使开关在一个电源周期中多次通断，将输入电压切成几个小段，用改变段的宽度或开关通断的周期来调
节输出电压。
斩控调压电路输出电压的质量较高,对电源的影响也较小。
图1-2为斩波控制的交流调压电路的输出电压波形。
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图1-2相位控制的电压输出波形
在斩波控制的交流调压电路中，为了在感性负载下提供续流通路，
除了串联的双向开关S1外，还须与负载并联一只双向开关S2。
当
开关S1导通，S2关断时，输出电压等于输入电压；开关S1关断，S2导通时,输出电压为零。
控制开关导通时间与关断时间之比即能
控制交流调压器的输出电压。
开关S1、S2动作的频率称斩波频率。
斩波频率越高,输出电压中的谐波电压频率越高,滤波较容易。
当斩
波频率不是输入电源频率的整数倍时，输出电压中会产生谐波。
当
斩波频率较低时，谐波含量较多，对负载产生不良的影响。
将斩波
信号与电源电压锁相，可消除谐波。
斩波控制的交流调压电路的功
率开关元件必须采用功率晶体管或其他自关断元件，所以成本较高。
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交流-交流变流电路，是将一种形式的交流电变成另一种形式的交
流电，在进行交流-交流变流时，可以改变电压、电流、频率和相位
等参数。
只改变相位而不改变交流电频率的控制，在交流电力控制
中称为交流调压。
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把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，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闸管开通相位控制，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。
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图1-3斩波交流调压电路
斩波控制方式时，晶闸管要带有强迫关断电路或采用IGBT、MOSFET等可自关断器件，在每个电压周波中，开关元件多次通断，使电压斩波成多个脉冲，改变导通比即可实现调压。
本课程设计采用斩控式单相交流调压方案。
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斩控式交流调压电路的原理图如图1-5所示，一般采用全控型器件作为开关器件。
其基本原理和直流斩波电路有类似之处，只是直流斩波电路的输入是直流电压，而斩控式交流调压电路的输入是正弦交流电压。
在交流电源u1的正半周，用V1进行斩波控制，用V3给负载电流提供续流通道；在u1的负半周，用V2进行斩波控制，用V4 给负载电流提供续流通道。
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斩控式交流调压就是通过改变对晶闸管的导通的控制，可以是保持开关周期T不变，调节开关导通时间Ton,这种方式称为脉冲宽度调制<PWM调制），也可以是开关导通时间Ton不变，改变开关周期T，称为频率调制，还有一种混合型，就是Ton，和T都可
调。
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实验室提供的是PWM调制，通过调节开关导通的时间，即调节占空比，就可以对输出电压的平均值进行调节。
图1-4仿真原理图
2.2 基本工作原理
交流斩波调压的原理波形如图1-5所示。
由图可知，它是用一组
频率恒定、占空比可调的脉冲，对正弦波电压进行调制后，得到边
缘为正弦波、占空比可调的电压波形。
该电压的调制频率f0，其基
本谐波频率为±50Hz。
改变占空比，即可改变输出电压。
利用具有
自关断能力的电力半导体器件就可方便地构成交流斩波调压电路。
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电源脉冲电压施加到变压器的原边，同时利用过零信号驱动Q1
和Q2，实现变压器的原边电流续流。
只要输出滤波器参数设计合理，就可以得到高正弦度的输出电压波形，开关频率越高效果越好。
这
种变换器的设计难点在于双向可控开关Q1与Q2之间的是否能够安
全切换。
因为开关并非理想特性，在二者之间换流时存在电源直通
与变压器原边开路的可能性，而这两点是不期望的。
为此必须在二
者切换时采取安全换流策略。
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只需要利用电压传感器准确快速地检测电源电压极性来确定扇区，而不需要电流传感器检测变压器原边电流的极性。
当然，传感器要
有良好的线性度、快速性和光电隔离，由于电源电压很稳定，其过
零点的检测比较准确可靠。
扇区之间的切换不需要特别考虑，因为
切换点只出现在电源电压过零点，切换时只要保证变压器原边续流
路径即可。
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图1-5 交流斩波调压原理波形
图1-6交流斩波调压输出波形
各个输入的方波，1、3存在相位差0.01周期，2、4存在相位差
0.01周期
输出的电压方波和输入波形<R=10,L=1e-5,u=100）
输出的电压方波和输入波形<R=10,L=1e-3,u=100）
随着电感感值增大，方波出现越来越多小震荡，这可以说明电感能调节方波震荡的波幅
输出的电压方波和输入波形<R=100,L=1e-5,u=100）
随着电阻阻值增大，方波底波趋于斜线，波形出现不正常
总结与体会
电力电子技术》是一门新兴技术,它是由电力学、电子学和控制理论三个学科交叉而成的,是自动化、电气工程及其自动化专业的一门专业基础性较强且与生产紧密联系的课程,在培养本专业人才中占有重要地位。
对我们来说,电力电子技术既是一门技术基础课程,也是实用性很强的。
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这个学期要做《电力电子技术》课程设计。
可是《电力电子技术》这门课已经学完了一个学期了，现在基本上已经忘记的差不多了。
所以不的不再拿起丢掉的书本从新看了以篇。
在选课题的时候，对于有些不懂的问题，老师都认真的给我讲解。
经过一番努力之后，对一些基本知识大概的了解了一下。
之后就开始做课程设计。
一开
始不知道该从何处下手，在老师的指点下，以及在成绩好的同学的
帮助下，慢慢的也开始动手做了起来。
首先是确定了主电路的设计
和系统总体方案的确定。
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在整个课程设计中，对有些原理理解的还是不够透彻，所以并不理
解设计的具体步骤和方法。
在经过多次的尝试和努力之后，慢慢的
也开始明白了一些道理。
比如斩控，就是在电路中使用全控型器件，通过控制器件开关的导通和关断来控制输出电压的平均值。
我做的
课题是斩控式单相交流调压电路设计。
所以这个概念是我课程设计
的关键所在。
6ewMyirQFL
在整个设计过程中，遇到了很多的问题，但是最主要的问题是电路
参数的计算。
因为计算的公式都不知道在哪找，就算找到了也不知
道怎么用，因为对公式的不理解，所以最后的参数确定只完成了一
部分。
当然这其中主要的问题是自己的学习部够扎实，对课本上以
及老师讲的东西理解的不够透彻。
所以才造成了今天这样被动的局面。
通过这次的设计，我明白了，学习部仅仅只限于课本的学习，
同时也要学会不断拓展，通过实践把知识同课本上的理论联系起来，这样才能更好的理解所学的知识点。
通过这次课程设计，我不仅加
深了我对《电力电子技术》这门课程的理解，更重要是我体会出了
学习的一些方法,这在以后的工作和生活中都是有很大帮
助.kavU42VRUs
申明：
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