单相交流调压电路仿真
交流调压电源的设计与仿真
① 时的工作模态：
图2-5(A) S1导通，S3关断
图2-5(B) 时的续流模态
图2-5(C) 时的续流模态
图2-5(D) S1关断，S3导通
图2-5 基于插入死区时间的PWM方式2的工作模态( )
② 时的工作模态：
图2-6(A) S4导通，S2关断
图2-6(B) 时的续流模态
目前常用的AC/AC变换是交-直-交型变换，这种变换要经过一个直流的过程，也就是说先从交流电整流成直流电，通过对直流电的处理和控制，完成转换的过程，然后再逆变成交流电，输出给用电设备。采用这种方式主要是因为直流电易于控制。但是也有缺点，它仅能实现降压变换，变换级数过多，不但成本较高，而且电路复杂。其整流滤波环节对电网谐波污染严重，滤波电容会使电路的功率因数下降。
（9）
其中， 为一个开关周期内的电容放电电流，可视为直流，其大小等于这个开关周期的负载电流 。那么根据式(9)，要使输出电流纹波不超过规定值，输出滤波电容Co需满足：
（10）
将式（10）推广到整个工频周期，可得电容的设计表达式为：
（11）
因为Buck-Boost电路输入输出电压极性相反，因此，开关管在关断时承受的电压应力为：
主电路应工作在下面两个状态，在此考虑电感和电容上的内阻，两个工作状态的电路简化图如图2-3所示。
图2-2主电路工作状态简化图
假设电感电流方向为从 (见图2-3)时为正，当电感电流为正时，讨论如下。如图2-2，当SW1导通，SW2关断，主电路可以简化成如图2-3(A)所示的电路。输入电压给L充电储存能量，在输出端，电容C向负载供电，它的能量是前一个导通周期存储下来的。SW2关断，SW2导通，主电路可以简化成如图2-3(B)所示的电路。输入端的电源不起作用，在输出端，电感L向负载提供能量，同时对C充电，以保证下一个开关周期的进行。
Matlab_Simulink在单相交流调压电路仿真中的应用
2005年第20卷第4期电力学报Vol.20No.42005 (总第73期)JOURNAL OF ELECT RIC POWER(Sum.73)文章编号:1005-6548(2005)04-0350-02Matlab/Simulink在单相交流调压电路仿真中的应用X华亮1,沈申生1,胡香龄2(11南通大学,江苏南通226007;21浙江工业大学,浙江杭州310014)Simulation of Single-Phase AC/AC Voltage Adjustment SystemBased on Matlab/S imulinkHUA Liang1,SHEN Shen2sheng1,HU Xiang2ling2(1.Nantong U niversity,Nantong226007,China;2.Zhejiang University of T echnology,H angzhou310032,China)摘要:通过单相交流调压电路实例讨论了利用Matlab/Simulink对电力电子电路进行仿真的方法,并给出了仿真结果波形,证实了Matlab软件的简便直观、高效快捷和真实准确性。
关键词:Matlab/Simulink;单相交流调压电路;电力系统模块中图分类号:TP391.9TN702文献标识码:B Abstr act:This paper mainly introduces the charac2 teristics and functions of Matlab/Simulink software and its application of simulation in Single-phase AC/AC Voltage Adjustment System.This software is convenient,simple,and of good vision.Key Words:matlab/simulink;single2phase AC/AC voltage adjustment system;powersystem blocksetMatlab是当今最流行的软件,良好的开放性使它能紧跟科技发展的前沿,成为科技开发的有力工具。
单相交流调压电路仿真报告
单相交流调压电路仿真报告一、实验目的和要求1.加深对单相交流调压电路工作原理的理解；2.加深理解单相交流调压电路带电感性负载对脉冲及移相范围的要求；3.掌握单相交流调压电路MATLAB的仿真方法，会设置各个模块的参数。
二、实验模型和参数设置1.总模型图：2.参数设置晶闸管：Ron=1e-3,Lon=1e-6,Vf=0.8, Rs=500, Cs=250e-9.电源：Up=100*1.414, f=50Hz.脉冲发生器：Amplitude=1, period=0.02, Pulse Width=50两个脉冲发生器之间相位相差180度。
负载：R=450Ω。
三、波形记录和实验结果分析单相交流调压电路是一个很简单的交流-交流变流电路，在该模型中为了更清楚的分析波形和工作情况，我将负载设置为纯电阻负载，这样负载电流与负载电压波形相似。
通过分析可以很清楚的知道触发角的移相范围是0到。
当触发角为0时，相当于晶闸管一直导通，输出电压为最大值。
随着触发角的增大，输出电压逐渐减小，直到触发角为时，输出电压为零。
此外，当触发角为0时，功率因数为1，随着触发角的增大，输入电流滞后于电压并且发生畸变，功率因数λ也逐渐降低。
具体的计算分析如下：负载电压有效值：负载电流有效值：晶闸管电流有效值：()()παπαπωωππα-+==⎰2sin 21d sin 21121o U t t U U R U I o o =())22sin 1(21sin 221121παπαωωππα+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎰R U t d R t U I T功率因数： παπαπλ-+====2sin 211o o 1o o U U I U I U S P。
单相交流调压电路仿真实验报告
单相交流调压电路仿真实验报告一、实验目的本实验旨在通过仿真模拟，深入理解单相交流调压电路的工作原理和性能特点，掌握其电压调节原理和操作方法，提高对电力电子技术的理解和应用能力。
二、实验原理单相交流调压电路是通过控制开关器件的通断，调节输入交流电压的幅值和相位，以达到调节输出电压的目的。
根据控制方式的不同，单相交流调压电路可以分为斩波调压和相控调压两种。
本实验采用斩波调压方式。
斩波调压是通过控制开关器件的通断时间，调节输出电压的幅值。
当开关器件导通时，输出电压为输入电压；当开关器件关断时，输出电压为0。
通过调节开关器件的通断时间，可以改变输出电压的平均值，从而实现调节输出电压幅值的目的。
三、实验设备本实验使用MATLAB/Simulink软件进行仿真模拟，实验设备包括计算机、MATLAB/Simulink软件、电源模块、电阻器、电感器和开关器件等。
四、实验步骤1. 打开MATLAB/Simulink软件，新建一个仿真模型；2. 搭建单相交流调压电路的仿真模型，包括电源模块、电阻器、电感器、开关器件等；3. 设置仿真参数，如仿真时间、采样时间等；4. 启动仿真，观察并记录仿真结果；5. 分析仿真结果，包括输出电压的波形、相位、幅值等；6. 调整开关器件的通断时间，观察输出电压的变化，并分析斩波调压原理；7. 整理实验数据和波形，撰写实验报告。
五、实验结果与分析通过仿真模拟，我们得到了单相交流调压电路在不同开关器件通断时间下的输出电压波形。
从实验结果可以看出，当开关器件导通时间越长，输出电压的幅值就越高；当开关器件关断时间越长，输出电压的幅值就越低。
这个结果表明斩波调压原理是可行的。
此外，我们还观察了输出电压的相位变化。
当开关器件导通时，输出电压与输入电压同相位；当开关器件关断时，输出电压为0。
这说明斩波调压方式不会改变输出电压的相位。
六、结论与总结通过本次单相交流调压电路的仿真实验，我们深入了解了斩波调压电路的工作原理和性能特点，掌握了其电压调节方法和操作技巧。
单相和三相逆变器SPWM调制技术的仿真与分析
目录1.引言 .......................................................................................... - 2 -2.PWM控制的基本原理........................................................... - 2 -3.PWM逆变电路及其控制方法............................................... - 3 -4.电路仿真及分析 ...................................................................... - 4 -4.1双极性SPWM波形的产生 . (4)4.2三相SPWM波形的产生 (6)4.3双极性SPWM控制方式单相桥式逆变电路仿真及分析-7-5.双极性SPWM控制方式的单相桥式逆变电路和三相逆变电路比较分析 .................................................................................. - 12 -6.结论 ........................................................................................ - 13 -7.参考文献 ................................................................................ - 13 -1. 引言PWM 技术的的应用十分广泛，目前中小功率的逆变电路几乎都采用了PWM 技术。
它使电力电子装置的性能大大提高，因此它在电力电子技术的发展史上占有十分重要的地位。
PWM 控制技术正是有赖于在逆变电路中的成功应用，才确定了它在电力电子技术中的重要地位。
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。
基于matlab的单相交流调压电路的设计与仿真设计
目录前言 (2)1.主电路设计 (4)1.1.设计目的及任务 (4)1.2.设计内容及要求 (4)1.3.设计结果 (4)1.4.设计原理 (4)1.5.建模仿真 (8)2开环仿真 (11)2.1.电阻性负载仿真波形 (11)2.1.1.波形分析 (12)2.2.阻感性负载 (13)2.2.1.波形分析 (13)2.3.阻感性负载 (14)2.3.1.波形分析 (14)3.闭环控制的仿真 (14)3.1闭环控制的实现步骤 (14)3.2闭环控制下的仿真电路图 (15)3.2.1输出波形 (15)3.3谐波分析 (18)4．设计体会 (20)参考文献 (21)摘要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，交流调压电路可以带电阻性负载，也可以带电感性负载等。
交流调压电路是采用相位控制方式的交流电力控制电路，通常是将两个晶闸管反并联后串联在每相交流电源与负载之间。
在电源的每半个周期内触发一次晶闸管，使之导通。
与相控整流电路一样，通过控制晶闸管开通时所对应的相位，可以方便的调节交流输出电压的有效值，从而达到交流调压的目的。
其晶闸管可以利用电源自然换相，无需强迫关掉电路，并可实现电压的平滑调节，系统响应速度较快，但它也存在深控时功率因数较低，易产生高次谐波等缺点。
以对单相交流调压电路的MATLAB闭环控制的仿真为例，介绍了基于MATLAB 的Simulink仿真中建立仿真模型的方法，以及如何利用仿真模型进行实际调压电路波形分析。
通过对比电路仿真结果和理论计算结果，二者完全吻合，论证了MATLAB中的Simulink仿真工具可以很方便地创建和维护一个完整的模型，评估不同算法和结构并验证系统性能。
关键词：交流；调压；晶闸管；闭环控制；仿真引言MATLAB是集数值计算、符号运算及图形处理等强大功能于一体的科学计算工具，作为强大的科学计算平台，它几乎可以满足所有的计算要求。
单相交流调压电路建模仿真
单相交流调压电路一、实验内容1．单相交流调压器带电阻性负载。
2．单相交流调压器带电阻—电感性负载。
3.单相交流调功。
二、实验原理（一）纯阻性负载电阻负载单相交流调压电路中，VT1和VT2可以用一个双向晶闸管代替，在交流电源的正半周和负半周，分别对晶闸管的开通叫进行控制就可以调节输出电压。
正负半周触发角时刻起均为过零时刻。
在稳态情况下。
应使正负半周的触发角相同。
可以看出。
负载电压波形是电源电压波形的一部分，负载电流和负载电压的波形相同。
触发角的移相范围为0—π，阻性负载电路及波形分别如下所示。
图2-1 单相交流调压电阻负载电路 图2-2 单相交流调压电路波形晶闸管电流的平均值：负载两端电压：（式1） （式2）流过负载的电流：功率因数为：2.1工作过程正、负半周α起始时刻（α=0），均为电压过零时刻。
在时，对VT 1施加触发脉冲，当VT 1正向偏置而导通时，负载电压波形与电源电压波形相同；在时，电源电压过零，因电阻性负载，电流也为零，VT 1自然关断。
在时，对VT 2施加触发脉冲，当VT 2正向偏置而导通时，负载电压波形与电源电压波形相同；在时，电源电压过零，VT 2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，此时晶闸管导通角的大小，不但与控制角α有关，而且与负载阻抗角有关。
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。
（二）阻感负载当电源电压U 2在正半周时，晶闸管VT 1承受正向电压，但是没有触发脉冲晶闸管VT 1没有导通，在α时刻来了一个触发脉冲，晶闸管VT 1导通，晶闸管VT 2在电源电压是正半周时承受反向电压截止，当电源电压反向过零时，由于负载电感产生感应电动势阻止电流变化，故电流不能马上为零，随着电源电流下降过零进入负半周，电路中的电感储存的能量释放完毕，电流到零，晶闸管VT 1关断。
单相交流调压电路仿真
目录一、单相交流调压电路（电阻负载） .......................... 错误!未定义书签。
1 原理图.................................... 错误!未定义书签。
2 建立仿真模型.............................. 错误!未定义书签。
3 仿真波形.................................. 错误!未定义书签。
4 小结...................................... 错误!未定义书签。
二、单相交流调压电路（阻感负载）............. 错误!未定义书签。
1 原理图.................................... 错误!未定义书签。
2建立仿真模型.............................. 错误!未定义书签。
3 仿真波形.................................. 错误!未定义书签。
4 小结...................................... 错误!未定义书签。
一、 单相交流调压电路（电阻负载）1 原理图图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。
图1 -1单相交流调压电路的电路（电阻负载）原理图2 建立仿真模型根据原理图用MATLAB 软件画出正确的仿真电路图，如图1-2。
单相交流调压电路(阻感性负载)
1.单相交流调压电路（阻-感性负载）1.1单相交流调压电路电路结构（阻-感性负载）单相交流调压电路，它用两只反并联的普通晶闸管或一只双向晶闸管与负载电阻R电感L串联组成主电路。
单相交流调压电路（阻-感性负载）电路图如图1所示。
图1.单相交流调压电路（阻-感性负载）电路图1.2单相交流调压电路工作原理（阻-感性负载）当电源电压U2在正半周时，晶闸管VT1承受正向电压，但是没有触发脉冲晶闸管VT1没有导通，在α时刻来了一个触发脉冲，晶闸管VT1导通，晶闸管VT2在电源电压是正半周时承受反向电压截止，当电源电压反向过零时，由于负载电感产生感应电动势阻止电流变化，故电流不能马上为零，随着电源电流下降过零进入负半周，电路中的电感储存的能量释放完毕，电流到零，晶闸管VT1关断。
当电源电压U2在负半周时，晶闸管VT2承受正向电压，但是没有触发脉冲晶闸管VT2没有导通，在π+α时刻来了一个触发脉冲，晶闸管VT2导通，晶闸管VT1在电源电压是负半周时承受反向电压截止，当电源电压反向过零时，由于负载电感产生感应电动势阻止电流变化，故电流不能马上为零，随着电源电流下降过零进入负半周，电路中的电感储存的能量释放完毕，电流到零，晶闸管VT2关断。
1.3单相交流调压电路仿真模型（阻-感性负载）单相交流调压电路（阻-感性负载）仿真电路图如图2所示：图2.单相交流调压电路（阻-感性负载）仿真电路图电源参数，频率50hz，电压100v，如图3图3.单相交流调压电路（阻-感性负载）电源参数VT1脉冲参数设置，振幅3V，周期0.02，占空比10%，时相延迟α/360*0.02，如图4图4.单相交流调压电路（阻-感性负载）脉冲参数设置VT2脉冲参数设置，振幅3V，周期0.02，占空比10%，时相延迟（α+π）/360*0.02，如图5图5.单相交流调压电路（阻-感性负载）脉冲参数设置1.4单相交流调压电路仿真参数设置（阻-感性负载）设置触发脉冲α分别为30°、60°、90°、120°。
单相交流调压器仿真研究
单相交流调压器仿真研究
在单相交流调压器中，常见的调压器电路包括变压器和整流器。
变压
器用于将输入电压进行降压或升压，整流器则将交流电转换为直流电。
这
两个部分的工作对于单相交流调压器的正常运行至关重要。
在进行仿真研究时，可以使用Simulink等电力系统仿真软件。
首先，需要建立一个适当的模型，包括输入电压源、变压器和整流器等部分。
模
型中还需要考虑输入电压的波形特点，如正弦波等。
通过改变输入电压的幅值和频率等参数，可以观察到输出电压的变化
趋势。
例如，当输入电压的幅值较大时，输出电压可以保持稳定；当输入
电压的幅值较小或频率发生变化时，输出电压可能会发生波动。
同时，还可以通过改变变压器的参数，如变比和绕组匝数等，来观察
输出电压的变化情况。
优化变压器的设计参数可以提高调压器的效率和性能。
此外，还可以研究不同类型的整流器对单相交流调压器的影响。
常见
的整流器包括半波整流器、全波整流器和桥式整流器等。
通过比较它们的
输出电压稳定性和效率等指标，可以选取最适合的整流器类型。
综上所述，通过对单相交流调压器进行仿真研究，可以深入了解其工
作原理和性能特点，为优化设计和提高性能提供参考依据。
通过调整输入
电压、变压器参数和整流器类型等，可以实现输出电压的稳定调节和提高
调压器的效率。
毕业设计_单相交流调压电路仿真研究
提供全套毕业论文，各专业都有目录前言 (2)1.主电路设计 (4)1.1.设计内容及初始条件 (4)1.2.系统原理框图 (4)1.3.工作原理 (4)1.3.1.主电路工作原理 (4)1.3.2.晶闸管的工作原理 (8)1.4.负载电流分析 (9)1.5.单相交流调压电路主电路和触发电路（总电路）图 (11)1.6.仿真参数设置 (11)2.仿真 (14)2.1.电阻性负载仿真波形 (14)2.1.1.波形分析 (16)2.2.阻感性负载 (16)2.2.1.波形分析 (19)2.3.实验结果分析 (20)3.控制电路的设计 (20)4.设计体会 (22)5.参考文献 (23)前言[摘要]深入学习单相调压电路的工作原理，掌握单相调压电路带纯电阻负载和阻感性负载时的工作特性，并利用Matlab的Simulink仿真平台和系统仿真模型库对单相调压电路构造模型并进行电路实验仿真。
电路模型由交流电源、反并联的两个晶闸管、触发模块、电阻负载和观测示波器组成。
实验结果表明，组建的电路模型能够产生理论上的调压作用。
关键词：调压电路；晶闸管；Simulinkworking principle of understanding of the signal-phase voltage regulator circui ts with pure resistance of the work load,the use of Matlab's Simulink simulation pla tform and the Treasury Simulation Model of the signa-phase voltage regulator circuit structure and circuit model simulation experiment.Circuit model from AC power,two anti-parallel thyristor,trigger module,load resistance,and composition of the os cilloscope.The results show that the formation of the circuit to generate-a theoret ical model of the role of the regulator.Key words:voltage-regulator-circuit；Thyristor；Simulink引言交－交变换（ＡＣ－ＡＣ）包括交流调压和交－交变频。
单相交流调压阻感负载电路的仿真教学研究
第５期 收稿日期：２０１９－１２－１３基金项目：２０１８年度广西高等教育教学改革工程项目：基于中美应用技术教育“双百计划”项目的人才培养模式改革研究与实践（２０１８ＪＧＢ３３３）；２０１６年度广西高校中青年教师科研基础能力提升项目（ＫＹ２０１６ＹＢ４７９）；２０１９年北部湾大学引进高层次人才第二批科研启动项目（２０１９ＫＹＱＤ４２、２０１９ＫＹＱＤ４８）；广西高校中青年教师科研基础能力提升项目（２０１９ＫＹ０４７１、ＫＹ２０１５ＬＸ５１５）；桂教科研（２０１３ＹＢ１４３）作者简介：谢积锦（１９８７—），硕士，讲师；通讯作者：何永玲（１９６７－），女，硕士，教授。
单相交流调压阻感负载电路的仿真教学研究谢积锦，李红星，何永玲，庄 远，申 康，张占安（北部湾大学机械与船舶海洋工程学院，广西钦州 ５３５０１１）摘要：本文以单相交流调压阻感负载电路仿真为案例，借助ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓ工具箱，进行仿真教学。
仿真结果以动态图形形式给出，形象直观、清晰明了，学生易于接受，可以直观地理解该电路的知识点，提高课堂教学效果，培养学生分析问题、解决问的能力。
关键词：交流调压；可视化；仿真教学中图分类号：Ｇ６４２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０２０）０５－０１７７－０２ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＴｅａｃｈｉｎｇｏｆＳｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅＡＣＶｏｌｔａｇｅＲｅｇｕｌａｔｉｏｎｆｏｒＲｅｓｉｓｔｉｖｅＬｏａｄＣｉｒｃｕｉｔＸｉｅＪｉｊｉｎ，ＬｉＨｏｎｇｘｉｎｇ，ＨｅＹｏｎｇｌｉｎｇ，ＺｈｕａｎｇＹｕａｎ，ＳｈｅｎＫａｎｇ，ＺｈａｎｇＺｈａｎ′ａｎ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＭａｒｉｎｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｂｕＧｕｌｆＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｚｈｏｕ ５３５０１１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆａｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅＡＣｖｏｌｔａｇｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｏａｄｃｉｒｃｕｉｔｗａｓｔａｋｅｎａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ｗｉｔｈｔｈｅａｉｄｏｆＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓｔｏｏｌｂｏｘ，ｃａｒｒｙｏｎｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅａｃｈｉｎｇ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｄｙｎａｍｉｃｇｒａｐｈｉｃｓ，ｗｈｉｃｈｗａｓｖｉｓｕａｌａｎｄｃｌｅａｒ．Ｓｔｕｄｅｎｔｓａｒｅｅａｓｙｔｏａｃｃｅｐｔａｎｄｃａｎｉｎｔｕｉｔｉｖｅｌｙｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｋｎｏｗｌｅｄｇｅｐｏｉｎｔｓｏｆｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔ，ｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃｌａｓｓｒｏｏｍｔｅａｃｈｉｎｇｅｆｆｅｃｔ，ｃｕｌｔｉｖａｔｅａｂｉｌｉｔｙｔｏａｎａｌｙｚｅａｎｄｓｏｌｖｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｓｔｕｄｅｎｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＣｖｏｌｔａｇｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ；ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅａｃｈｉｎｇ 在最近的半个世纪当中，电力电子技术得到了飞速的发展，已经渗透到工农业生产的各个领域当中，几乎可以毫不夸张的说，在用到电的地方几乎都有电力电子技术的身影。
电子电路仿真
1 电路设计的要求及目的1.1 电路设计的要求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。
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1.2 电路的设计目的电力电子仿真虽然是一门方向课，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。
通过设计报告更能熟悉MATLAB^件的使用，为以后运用打下基础。
2电路设计方案选择2.1原理框图2.2电阻负载通过资料查阅可知实际案有两种：电阻性负载或阻感性负载。
本次电路采用单相交流调压器带阻感负载时的电路图如图所示，在负载和交流电源间用两个反并联的晶闸管VT1, VT2相连。
VI；1.V l \(u1o▼%------------图2-1电阻负载单相交流调压电路2.3电流的计算与分析当在31= a寸刻开通晶闸管VTI，负载电流应满足如下微分方程式和初始条件：di 厂*Z—=V2L71sin 创dt解方程得：J5u —=------ [sin(£yr--sin(a-<p)e r ] a<an<a+6式中，忑也B为晶闸管导通角。
利用边界条件：- -时f.： - L：，可求得：sin(a + ^-^) = si n(a一◎严*以©为参变量，利用上式可以把a和9的关系用图的一簇曲线来表示，如图2所示。
VT2导通时，上述关系完同，只是i o极性相反，相位差180°ISOU0匚100200 20 60 100 140 ISO图2-2以a为参变量的9和a关系曲线负载电压有效值：R= U1J-+-[3inla- sin(2a 4- 2&)]71晶闸管电流有效值为：1俨F171^sin(£yr-<p)-sin(a-<p)e l=°；d(euz)sin 5cos(2aV cos^负载电流有效值：化=冋设晶闸管电流I VT的标么值为:/ zn J Z则可绘出l V TN和a的关系曲线，如图3所示I/O图2-3单相交流调压电路0为参变量时I VTN和a的关系曲线当a、©已知时，可由该曲线查出晶闸管电流标幺值，进而求出负载电流有有效值l 0及晶闸管电流有效值l T o3单相交流调压电路的设计3.1主电路的设计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。
基于CCM的单相Boost-PFC电路的设计与仿真
基于CCM的单相Boost-PFC电路的设计与仿真基于CCM的单相Boost PFC电路的设计与仿真摘要近年来，为了避免“电网污染”，如何抑制谐波电流、提高功率因数成了备受关注的问题，而有源功率因数校正技术正是行之有效的方法。
尤其是在单相Boost型电路中得到了广泛的应用。
它是在桥式整流器与负载接一个DC-DC变换器，应用控制电路的电压电流双环反馈，使电网输入电流波形趋于正弦化且相位保持与输入电压相同，从而大幅降低THD,使得PF接近于1。
交流输入电压通过全桥后，得到全波整流电压，再经过MOS 管的开关控制使输入电流自动跟随输入电压基准的正弦化脉动，并获得稳定的升压输出，给负载提供直流电压源。
本文先简要介绍了功率因数校正技术的现状与发展，着重讨论了有源功率因数校正的原理、拓扑结构、控制方式等内容，然后对控制器UC3854进行了简单的构造分析，最后设计出基于UC3854芯片CCM工作模式的Boost PFC电路。
关键词：有源功率因数校正，Boost变换器，电流连续模式，平均电流控制，UC3854ABSTRACTIn recent years, in order to avoid "grid pollution", how to suppress the harmonic current, improve the power factor has become a concern, and active power factor correction technology is an effective method. Especially in single-phase Boost-type circuit has been widely used. It is in the bridge rectifier and the load connected to a DC-DC converter, the application of the control circuit voltage and current double loop feedback, so that the grid input current waveform tends to be sinusoidal and phase to maintain the same with the input voltage, thereby significantly reducing the THD, making PF close In 1. AC input voltage through the full bridge, the full-wave rectifier voltage, and then through the MOS tube switch control so that the input current automatically follows the input voltage reference sinusoidal pulsation, and obtain a stable boost output to the load to provide DC voltage source.In this paper, the present situation and development of power factor correction technology are briefly introduced. The principle, topology and control mode of active power factor correction are discussed emphatically. Then, the simple structure analysis of controller UC3854 is carried out. Finally, Chip CCM operating mode Boost PFC circuit.Keywords: Active Power Factor Correction, Boost converter, Current Continuous Mode, Average current control, UC3854目录1绪论 (1)1.1 功率因数校正的背景意义 (1)1.2 功率因数校正的发展概述 (1)1.3功率因数校正的实现方法分类 (2)1.3.1按PFC电路使用的元器件分类 (2)1.3.2 按供电方式分类 (2)1.3.3 按PFC电路的级联方式分类 (2)1.3.4 按PFC电路的电路拓扑结构分类 (2)1.4 本文所做的主要工作 (2)2 功率因数校正原理 (4)2.1 功率因数 (4)2.1.1 功率因数的定义 (4)2.1.2 功率因数与总谐波失真系数（THD）的关系 (4)2.1.3功率因数校正的任务 (4)2.1.4电源电流波形失真原因简析 (5)2.2 有源功率因数校正的基本原理 (5)2.3 有源功率因数校正的拓扑结构 (6)2.4 有源功率因数校正的工作模式及控制方式 (7)2.4.1电流断续模式（Discontinuous Current Mode,DCM） (8)2.4.2电流临界模式（Boundary Conduction Mode,BCM） (8)2.4.3电流连续模式（Continuous Current Mode,CCM） (9)3 PFC主电路主要元器件的参数设计 (13)3.1本PFC电路的设计指标 (13)3.2 Boost变换器的工作原理 (13)3.3主电路元器件的参数设计 (15)3.1.1开关频率的选择 (15)3.1.2升压电感的选择 (15)3.1.3输出电容的选择 (16)3.1.4开关管和二极管的选择 (16)4基于UC3854控制电路的设计 (17)4.1 UC3854控制器概述 (17)4.2 UC3854控制器的内部结构和功能特点 (17)4.2.1 UC3854控制器的内部结构 (17)4.2.2 UC3854控制器的功能特点 (18)4.3 UC3854控制电路各参数设计 (20)4.3.1 电流感测电阻的选择 (20)4.3.2 峰值电流限制 (20)4.3.3 前馈电压信号 (20)4.3.4 乘法器的设定 (21)4.3.5 乘法器的输入电流 (21)4.3.6 乘法器的输出电流 (21)4.3.7 振荡器的频率 (22)4.3.8 电流误差放大器的补偿 (22)4.3.9 电压误差放大器的补偿 (23)4.3.10 前馈电压滤波电容 (23)4.4 UC3854的仿真电路及仿真波形展示 (24)总结 (29)致谢 (30)参考文献.................................................................................................................... 错误!未定义书签。
电气设备综合试验电机部分试验教学大纲
《电气设备综合实验（电机部分）》实验教学大纲课程编号：EE430设置形式：独立设课实验学时：12课程总学时：36课程总学分：2.0适用专业：电气工程与自动化一、实验性质、作用和目的电气设备综合实验是一门实践性很强的课程，学好本课程是必不可少的重要环节，其主要任务是通过各个教学实验环节，使学生掌握电气设备的基本原理与应用技术，学会必要的电气设备系统分析和设计方法。
目的是培养学生分析和解决实际问题的能力，使学生掌握电气设备应用技术，具备分析和整理实验数据的能力，为从事专业技术工作和科学研究打下必要的基础。
二、实验项目与内容提要三、主要仪器设备电机与控制教学实验台、示波器、万用表等。
四、实验方式与基本要求1、本实验课要求学生在实验前认真研读实验教材，作好充分的预习准备工作，写出实验预习报告；2、实验开始前，教师对学生的预习报告作检查，要求学生了解本次实验的目的、内容和方法，只有满足要求后，方能允许实验开始；3、教师对实验装置作介绍，要求学生熟悉本次实验使用的实验设备、仪器，明确这些设备的功能、使用方法；4、实验时，应按实验教材所提出的要求及步骤，逐项进行实验和操作；学生必须在规定时间内，由学生独立完成，对实验过程中出现的问题，要求学生尽量做到独立思考，独立解决；5、完成本次实验全部内容后，应请教师检查实验数据、记录的波形。
经教师认可后方可拆除接线，整理好连接线、仪器、工具，使之物归原主；实验方可结束；6、要求学生必须认真对待每一个实验，不得缺席、迟到、早退；7、要求实验中认真做好实验记录，分析实验现象、撰写实验报告。
实验报告要求对实验出现的某些现象、遇到的问题进行分析、讨论，写出心得体会，并对实验提出自己的建议和改进措施。
五、考核方式和成绩评定鉴于本课程独立实验课，对学生实际操作能力和独立解决问题的能力的要求较高，指导教师可根据学生的预习报告、回答问题情况、实验态度、实验技能、实验结果、实验报告，对学生进行综合考核及评定成绩。
单相交流调压电路仿真
单相交流调压电路仿真报告班级：专业：组员：一、实验名称单相交流调压电路MATLAB仿真二、实验目的及要求1、了解单项调压电路的工作原理；2、深入了解MATLAB软件的使用。
三、实验的步骤及过程⑴电路图及工作原理在交流电源U1的正半周和负半周，分别对VT1和VT2的触发延迟角ɑ进行控制，使得输出电压波形为正弦电压的一部分，从而实现调节输出电压的目的。
单相交流调压电路（电阻负载）原理图⑵建立仿真模型根据原理图用matalb软件画出正确的仿真电路图，整体模型如下图所示。
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。
⑶模型参数设置①交流电压源电压幅值100V，“measurements”测量选“V oltage”其他为默认设置，如图所示②脉冲信号发生器触发信号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。
触发信号uG2参数设置：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+180）*0.02/360】。
其他为默认设置脉冲信号发生器相位相差180，如图所示。
③晶闸管晶闸管Thyristor_VT1、Thyristor_VT2不勾选“Show measurement port”其他均为默认设置④RLC元件电阻（Resistance）R=10Ω，电感（Inductance）H=0H，电容（Capacitance）C=inf，其他设置选项默认设置。
⑤万用表⑥示波器选择Usrc：u1，测量交流电源设置Number of axes 为6，电压显示6段波形。
单相交流调压器
一.交流调压器件的介绍交流调压控制器是交流调压器、交流调功器和交流无触点开关的统称。
交流电力控制器在电力系统中主要用于交流电压的调节、有功及无功功率的调节、以及负载短路时的电流遮断控制等。
它也广泛应用于电路温控、灯光调节、异步电动机软启动和调速等。
交流电力控制器最常见的基本电路是将一对晶闸管反并联或用一个双向晶闸管与负载串联，然后接到交流电源上，通过对晶闸管的控制可实现对负载的交流电压和功率的控制。
根据用途不同选择相位控制、通断周期控制和过零点通断控制的三种不同控制方式，便构成了三种不同的交流调压电路。
二.单相交流调压器接在交流电源与负载之间的晶闸管，，以相位控制方式来调节负载上的电压，就构成了交流调压器，其工作情况与负载有关。
在此次仿真中我们的参数主要是:1220u V=,50HZ，交流R=1ΩL=2mH2.1电阻负载单相交流调压器是交流电力控制器中最基本的电路，下图给出了带电阻负载的电路。
图2.1单相交流电阻负载电路单相交流电阻负载的调压电路仿真模型如下图所示：图2.2单相交流电阻负载调压电路仿真模型图2.31u ，0i ，0u ，VT1触发脉冲，VT2触发脉冲的波形图在交流电压的正半周，控制角为α时，VT1导通，把交流正电压的一部分加在负载R 上。
交流电压由正过零变负时，回路电流下降到零，VT1自然关断，负载上电压电流为零。
t ωπα=+时，触发VT2导通，把交流负电压的一部分加在负载R 上。
交流电压由负过零变正时，VT2自然关断。
改变α的大小，就改变的电压上的负载波形，从而改变了负载电压的有效值，达到了调压的目的。
负载电压的有效值为0U U ==电阻上的有效值为00U I R=交流调压器功率因数为0010p U I SU I λ===α越大，输出电压越低，功率因数也越低。
2.2阻感负载交流电压电路工作在电感性负载时，由于控制角α和阻感角ϕ的关系不同，晶闸管每半周导通时，会产生不同的过渡过程。
单相电压型PWM整流电路原理分析与仿真
0 引言众所周知，在传统的整流电路中，晶闸管可控整流装置的功率因数会随着其触发角的增加而变坏，这不但使得电力电子类装置成为电网中的主要谐波因素，也增加了电网中无功功率的消耗。
PWM整流电路是采用脉宽调制技术和全控型器件组成的整流电路，能有效地解决传统整流电路存在的问题。
通过对PWM整流电路进行有效的控制，选择合适的工作模式和工作时序，从而调节了交流侧电流的大小和相位，使之接近正弦波并与电网电压同相或反相，不但有效地控制了电力电子装置的谐波问题，同时也使得变流装置获得良好的功率因数。
1 单相电压型桥式PWM整流电路的结构单相电压型桥式PWM整流电路最初出现在交流机车传动系统中，为间接式变频电源提供直流中间环节，电路结构如图1所示。
每个桥臂由一个全控器件和反并联的整流二极管组成。
L为交流侧附加的电抗器，起平衡电压，支撑无功功率和储存能量的作用。
图1中uN(t)是正弦波电网电压；Ud是整流器的直流侧输出电压；us(t)是交流侧输入电压，为PWM控制方式下的脉冲波，其基波与电网电压同频率，幅值和相位可控；iN(t)是PWM整流器从电网吸收的电流。
由图1所示，能量可以通过构成桥式整流的整流二极管VD1～VD4完成从交流侧向直流侧的传递，也可以经全控器件VT1～VT4从直流侧逆变为交流，反馈给电网。
所以PWM整流器的能量变换是可逆的，而能量的传递趋势是整流还是逆变，主要视VT1～VT4的脉宽调制方式而定。
因为PWM整流器从交流电网吸取跟电网电压同相位的正弦电流，其输入端的功率是电网频率脉动的两倍。
由于理想状况下输出电压恒定，所以此时的输出电流id与输入功率一样也是网频脉动的两倍，于是设置串联型谐振滤波器L2C2，让其谐振输出电流基波频率的2倍，从而短路掉交流侧的2倍频谐波。
2 单相电压型桥式整流电路的工作原理图2是单相PWM电压型整流电路的运行方式相量图，us1(t)设为交流侧电压Us(t)的基波分量，iN1(t)为电流iN(t)的基波分量，忽略电网电阻的条件下，对于基波分量，有下面的相量方程成立，即：可以看出，如果采用合适的PWM方式，使产生的调制电压与网压同频率，并且调节调制电压，以使得流出电网电流的基波分量与网压相位一致或正好相反，从而使得PWM整流器工作在如图2所示的整流或逆变的不同工况，来完成能量的双向流动。
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目录
一、单相交流调压电路（电阻负载） (1)
1 原理图 (1)
2 建立仿真模型 (1)
3 仿真波形 (3)
4 小结 (5)
二、单相交流调压电路（阻感负载） (6)
1 原理图 (6)
2建立仿真模型 (6)
3 仿真波形 (7)
4 小结 (8)
一、 单相交流调压电路（电阻负载）
1 原理图
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。
图1 -1单相交流调压电路的电路（电阻负载）原理图
2 建立仿真模型
根据原理图用MATLAB 软件画出正确的仿真电路图，如图1-2。
图1-2 单相交流调压电路电路（电阻负载）的MATLAB 仿真模型
仿真参数，算法（solver）ode15s，相对误差（relativetolerance）1e-3，开始时间0.0结束时间2.0如图1-3。
图1-3 仿真时间参数
电源参数，如图1-4。
图1-4 交流电源参数
触发脉冲参数设置，如图1-5、1-6。
图1-5 触发脉冲参数
图1-6 触发脉冲参数
3 仿真波形
设置触发脉冲α分别为0°、60°、120°、180°。
与其产生的相应波形分别如图1-6、图1-7、图1-8、图1-9。
在波形图中第一列波为触发脉冲波形，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1-6 α=0°单相交流调压电路（电阻负载）仿真结果
图1-7 α=60°单相交流调压电路（电阻负载）仿真结果图1-8 α=120°单相交流调压电路（电阻负载）仿真结果
图1-9 α=180°单相交流调压电路（电阻负载）仿真结果
4 小结
在电源电压正半波（0~π区间），晶闸管Ug1承受正向电压，在ωt=α处触发晶闸管，晶闸管开始导通，形成负载电流Id，负载上有输出电压和电流。
在ωt=π时刻，U2=0，电源电压自然过零，晶闸管电流小于维持电流而关断，负载电流为0。
在电源电压负半波（π~2π区间），晶闸管Ug2承受正向电压，在ωt=α+180度处触发晶闸管Ug2，Ug2导通，而Ug1受反向电压，晶闸管不导通到电压电源U2的下个周期的正半波，脉冲在ωt=2π+α处又触发Ug1晶闸管，晶闸管再次被触发导通，输出电压和电流有加在负载上，如此不断反复。
二、单相交流调压电路（阻感负载）
1 原理图
图2-1为阻感负载的单相调压电路。
图中晶闸管VT1和VT2反并联连接与负
上。
当电源电压反向过零时，由于负载电载电阻R与电感L串联接到交流电源U
2
感产生感应电动势阻止电流变化，故电流不能立即为零，此时晶闸管导通角α的大小不但与控制角有关，而且与负载阻抗角有关。
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，α的最大变化范围0°<=α<180°，正负半周有相同的α角。
如图2-1。
图2-1 单相交流调压电路（阻感负载）原理图
2建立仿真模型
利用Simulink软件对升压式直流斩波电路（Boost）进行仿真，如图2-2
图2-2 单相交流调压电路（阻感负载）的MATLAB仿真模型
仿真参数，算法（solver）ode15s，相对误差（relativetolerance）1e-3，开始
时间0结束时间10，如图1-3。
电源参数，，如图1-4。
触发脉冲参数，如图1-5、1-6。
3 仿真波形
设置触发脉冲α分别为0°、30°、150°。
与其产生的相应波形分别如图2-3、图2-4、图2-5。
在波形图中第一列波为触发脉冲波形，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2-3 α=0°单相交流调压电路（阻感负载）仿真结果
图2-4 α=30°单相交流调压电路（阻感负载）仿真结果
图2-5 α=150°单相交流调压电路（阻感负载）仿真结果
4 小结
单相交流调压电路带组感性负载时，随着触发角的增大，负载两端电流和电压波形的占空比逐渐减小。
以上各图为电感值由0.01Ｈ增大到0.1Ｈ其他参数不变时得到的波形，由上图可以看到一个很明显的特点，不论触发角为多大，负载两端的电压和电流都出现大幅度阻尼振荡，说明电感值越大其储存的电能就越多，震荡也越强烈，对晶闸管和电源危害也很大，在实际应用中应保证负载的电感值在一定范围内。