单相调压电路

电力电子技术课程设计说明书单相交流调压电路系部：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：肖文英职称副教授专业：电气工程及其自动化班级：电气本1105班完成时间：2014年5月20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。

本次试验的题目是单相交流调压电路的设计，主要是设计出主电路和触发电路，通过触发电路触发主电路中的反并联的晶闸管来控制负载电压电流。

触发电路产生的触发脉冲的延迟角也是可以调节的，通过对它的调节来达到对输出控制的目的。

在MATLAB中连接好总电路图，用示波器观察输出结果，直接方便。

MATLAB这一功能强大的软件给我们带来了很多方便，让我们对于设计电路的结果分析更加清楚明确。

关键词：交流；调压；电动机调速；电力系统；变压器；示波器ABSTRACTAC voltage regulation circuit is widely used in lighting control (such as dimmer and stage lighting control) and asynchronous motor soft start, also for adjustable speed asynchronous motor. In power system, the circuit is also often used forcontinuous adjustment of the wattless power. In addition, in the high voltage and low current or low voltage and high current DC power supply, often using AC voltage regulating transformer voltage regulating circuit. In these power such as using thyristor phase controlled rectifier circuit, high voltage and low currentcontrolled DC power supply needs many thyristor series; similarly, low voltage and high current DC power needs many thyristor parallel. This is veryunreasonable. The AC voltage regulation circuit on the primary side of atransformer voltage regulation are moderate, its voltage, current value, in the twoside of the transformer can be used as long as the diode rectifier. The size of a circuit is such a small, low cost, easy to design and manufacture. Single phaseAC voltage regulation circuit of single-phase AC voltage regulating circuit. Used in electric heating system, AC motor speed control, lighting control and AC stabilizer etc.. With self coupling transformer voltage regulating method, AC voltage regulation circuit of simple control, fast regulating speed, device, light weight and small size,less consumption of non-ferrous metals. The test of the topic is to design a single-phase AC voltage regulation circuit, is the design of main circuit and trigger circuit, to control the load voltage and current through the thyristor trigger circuit to trigger parallel reverse in the main circuit of the tube. The trigger circuit produces a trigger pulse delay angle isadjustable, adjust it to output control purposes. Connect the total circuit in MATLAB, observe the output using the oscilloscope, direct and convenient.Software MATLAB this powerful brings us a lot of convenience, let us for the design of circuit analysis results more clearly.Keywords: alternating current; voltage; motor; power system; transformer;oscilloscope目录一、电路设计的目的及任务 (1)1.1设计目的 (1)1.2设计要求及分析 (1)1.3 电路设计任务 (1)1.4 设计方案选择 (2)二、单相交流调压主电路设计及分析 (2)2.1 电阻性负载 (2)2.1.1 电阻性负载的交流调压器的原理分析 (3)2.1.2 结果分析 (6)2.2阻感负载 (7)2.2.1电路结构 (8)2.2.2工作原理 (8)2.2.3模型仿真图 (9)2.2.4仿真图 (9)2.3 控制电路设计 (10)2.4 触发电路设计 (10)2.5 保护电路设计 (11)三、单相交流电压电路设计总电路图 (13)单相交流调压电路总结及体会 (14)参考文献................................. 错误!未定义书签。

致谢..................................... 错误!未定义书签。

一、电路设计的目的及任务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。

1.2设计要求及分析设计一个单相交流调压电路，要求触发角为45度.反电势负载E=40伏，输入交流U2=210伏。

分有LB和没有LB两种情况分析.L足够大，C足够大1. 单相交流调压主电路设计，原理说明；2．触发电路设计，每个开关器件触发次序与相位分析；3．保护电路设计，过电流保护，过电压保护原理分析；4．参数设定与计算(包括触发角的选择，输出平均电压，输出平均电流，输出有功功率计算，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。

1.3 电路设计任务1 进行设计方案的比较，并选定设计方案。

2 完成单元电路的设计和主要元器件的说明。

3 完成主电路的原理分析，各主要元器件的选择。

4 驱动电路的设计。

5 电路的仿真。

1.4 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。

二、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。

2.1 电阻性负载由于题目要求输出电压范围为0～100V，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。

图2-12.1.1 电阻性负载的交流调压器的原理分析其晶闸管VT1和VT2反并联连接，与负载电阻R串联接到交流电源上。

当电源电压U2正半周开始时刻触发VT1，负半周开始时刻触发VT2，形同一个无触点开关。

若正、负半周以同样的移相角α触发VT1和VT2，则负载电压有效值随α角而改变，实现了交流调压。

移相角为α时的输出电压u的波形，波形如图2-2所示。

图2-2 输入输出电压及电流波形图（1）建立模型仿真根据原理图用matalb软件画出正确的仿真电路图2-3，图2-3（2）仿真参数设置设置触发脉冲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晶闸管电流波形图2-5晶闸管电压波形图2-6负载电流波形图2-7负载电压波形2.1.2 结果分析上面图2-4---图2-7给出了α分别为0度、 30度， 60度，90度、150度和180度时单相交流调压电路的纯电阻负载的电压和电流的仿真波形。