单相交流调压电路
单相交流调压电路
单相交流调压电路交流-交流变流电路：把一种形式的交流变成另一种形式交流的电路。
直接方式即无中间直流环节，间接方式即有中间直流环节交流-交流变换电路可以分为间接方式（有中间直流环节）直接方式（即无中间直流环节）直接方式有交流电力控制电路和变频电路交流电力控制电路：只改变电压、电流或对电路的通断进行控制，而 不改变频率的电路。
变频电路：改变频率的电路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输出。
Ø交流电力控制电路交流调压电路在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，调节输出电压有效值的电路。
交流调功电路以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断，改变通态周期数和断态周期数的比，调节输出功率平均值的电路。
交流电力电子开关：串入电路中根据需要接通或断开电路的晶闸管。
02异步电动机软起动。
04供用电系统对无功功率的连续调节。
01灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制)。
03异步电动机调速。
05在高压小电流或低压大电流直流电源中，用于调节变压器一次电压。
应用图1 阻性负载单相交流调压电路及波形电阻负载Ø在交流电源u1 的正半周和负半周，分别对VT1 和VT2的开通角α进行控制就可以调节输出电压。
基本的数量关系Ø负载电压有效值U0负载电流有效值I0--式1---式2Ø晶闸管电流有效值ITØ功率因数λ----式3----式4图1 阻性负载单相交流调压电路及波形Ø电阻性负载时，控制角 移相范围为0~π ，随着α增大，U0逐渐减小。
电阻性负载及各处波形如图2所示。
由于电感的储能作用，负载电流 会在电源电压 u1过零后再延迟一段时间后才能降为零，延迟的时间与负载的功率因数角 有关。
晶闸管的关断是在电流过零时刻，因此，晶闸管的导通时间θ 不仅与触发控制角α 有关，还与负载功率因数角有φ关，必须根据α与α 的关系分别讨论。
由于θ=π 时意味着负载电流i0 连续， θ ＜ π时意味i0 断续，因此也表达了电流连续与否的运行状态。
单相交流调压电路实验总结
单相交流调压电路实验总结1. 实验目的本实验旨在通过搭建单相交流调压电路，研究和了解调压原理，探究电压调节器的工作原理，掌握电压调节器的设计和使用方法。
2. 实验原理单相交流调压电路是一种能够将输入的交流电源电压调节到特定输出电压的电路。
通过调整器件的导通角度来改变直流电压的大小，从而实现对交流电源进行调节。
常见的调压器有可控硅调压器和晶闸管调压器。
本实验以晶闸管调压器为例，其主要由变压器、调压变压器、晶闸管、负载等组成。
通过改变触发信号的时刻，来控制晶闸管的导通和截断，从而改变输出电压的大小。
3. 实验步骤与结果3.1 实验步骤1.搭建单相交流调压电路，连接变压器、调压变压器、晶闸管和负载。
2.接通电源，调节输出电压调节器的电位器，观察输出电压的变化。
3.改变触发信号的时刻，观察输出电压的变化。
3.2 实验结果根据实验步骤进行实验后，观察到输出电压随着调节器电位器的调节而改变，同时观察到改变触发信号的时刻会对输出电压产生影响。
4. 重要观点与关键发现•晶闸管调压电路可以实现对交流电源电压的调节。
•调压电路主要由变压器、调压变压器、晶闸管和负载等组成。
•通过改变导通角度来控制晶闸管的导通和截断，从而调节输出电压的大小。
•输出电压的大小和触发信号的时刻密切相关。
5. 进一步思考1.通过实验可以发现，调压电路可以实现对交流电源电压的调节。
然而，在实际应用中，还需要考虑电流、功率等因素。
如何在保证电压稳定的前提下，实现对电流和功率的控制，是一个值得研究的问题。
2.实验中使用的是晶闸管调压器，还有其他类型的调压器，如可控硅调压器等。
不同类型的调压器具有不同的特点和适用范围，可以进行更深入的研究和比较。
3.在实验过程中，可能会遇到一些问题，如晶闸管发热、功率损耗等。
如何在设计和使用调压器时解决这些问题，可以进行进一步的探索和优化。
4.在实际应用中，调压器多用于电力系统中，如电网调压、高压输电线路调压等。
如何在复杂的电网环境下实现稳定的调压效果，是一个具有挑战性的问题，值得深入研究。
单相交流调压电路工作原理
单相交流调压电路工作原理单相交流调压电路是一种常见的电子电路，用于将交流电源的电压调节为稳定的、恒定的电压输出。
该电路结构简单，调节精度高，使用广泛，在工业、家电、通讯、医疗等各个领域都得到了广泛的应用。
一、工作原理单相交流调压电路的基本原理是利用半导体元件的电学特性，在交流电路中形成一个与输入电压方向相同的电流。
当输入电压变化时，该电流的大小随之变化，从而形成一个与输入电压大小相反的电压，实现了电压的调节。
该电路的核心元件是可控硅（thyristor），可控硅是一种能控制电流的半导体器件，其结构与二极管相似。
它有一个额外的极，称为控制极，控制极的控制信号可以控制可控硅的导通或截止，从而控制电路中的电流。
单相交流调压电路的基本结构如下图所示：上图中，V1为交流电源，变压器T将V1降压至所需电压，D为整流二极管，将交流电转为直流电，C为滤波电容，用于过滤直流电中的脉动电流。
R为负载电阻，可控硅SCR为控制元件，用于控制电流的导通或截止。
在电路正半周期中，SCR的控制极（G）被施加一个正脉冲，使其导通，交流电通过D、C充电，直到C电压达到输入电压的峰值，此时SCR的电流减小，SCR进入截止状态，电容C会根据电路负载情况，向电阻R放电。
在电路负半周期中，SCR的控制极被施加一个反脉冲，使其导通，交流电通过D、C充电，当C电压达到SCR的触发电压时，SCR会被触发，电路进入导通状态，直到电流降为零，交流电通过C，电容C会向负载电阻R放电。
基于该原理，单相交流调压电路可以实现电压的调节，在输入电压发生变化时，通过控制SCR的导通或截止，电路中的电压也会随之变化，实现稳定的输出电压。
二、电路类型单相交流调压电路根据控制方式，可分为两种类型：阶段控制型和PWM型。
1. 阶段控制型阶段控制型交流调压电路，控制元器件一般为可控硅。
该电路的控制方式是通过控制可控硅的导通时间（相位控制），来实现电压的调节。
在输入电压上升时，控制硅导通的时间变长；在输入电压下降时，硅的导通时间变短。
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。
单相交流调压电路
一、几种交流调压电路 1、简单双向晶闸 管交流调压电路
RL 1 VD ~220V R C1 Q 2
2、触发二极管 交流调压电路
RLT
VD
u
C1
C2
图B
VT
VD RP ~220V
M
VD1
VD2
C VD3 VD4
3、单结晶体管触发电路
RL
R1 VD1 VD2 R2 R3 V2 VD3 VD4
第四章
单相交流调压电路的分析
A. 反并联电路 B. 混合反并联电路
May 1, 2003
北方交通大学电气工程学院
4-4
第四章
单相交流调压电路的分析（续）
• 电感性负载 a. 电路 b. 电压与电流波形
May 1, 2003
北方交通大学电气工程学院
4-12
第四章 e. 几种典型情况： (1) = 0
(2) 不等于 0 < 180
May 1, 2003 北方交通大学电气工程学院 4-15
第四章 (3) =
(4)
窄脉冲 宽脉冲
May 1, 2003
北方交通大学电气工程学院
4-16
图C
RP
R4 V1
R5
~170V
VD5 TP
VT
C
θ RT
4、程控单结管触发的交流调压电路
RL
L1
VD1 C1 VD2 RP R1 R2 R3 R5
UG
UA C2 VD3 L2 VD4 V
PUT
VT TP C3 VD5
~220V
R4
二、单相交流调压电路分析
1、纯电阻负载 2、感性负载 （1） α ＞φ （2） α =φ （3）α ＜φ A、窄脉冲 B、宽脉冲或脉冲序列
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。
单相交流调压电路工作原理
单相交流调压电路工作原理
单相交流调压电路通过电子器件（如二极管、晶闸管）的导通和截止控制，改变电源所提供的交流电压的大小，以实现对负载端的电压调节。
具体工作原理如下：
1. 整流：交流调压电路首先将交流电源的电压通过二极管桥等电路改变为半波或全波的单向脉动直流信号。
当交流电压为正向时，二极管处于导通状态，电流经过；当交流电压为反向时，二极管处于截止状态，电流不通过。
2. 滤波：由于整流后的脉动直流信号仍然含有较大的纹波，因此需要通过电容器等滤波元件，去除纹波成分，使直流电压更为稳定。
3. 调压：在滤波后得到的稳定直流电压基础上，通过调节电子器件（如可控硅）的导通时间，改变电路中电流的流动，进而改变负载端的电压大小。
例如，当电子器件导通时间较长时，电路中电流流过的时间增加，负载端的电压也会增加。
4. 反馈控制：为了实现在不同负载下仍能维持稳定的输出电压，通常需要设置反馈控制回路。
该回路根据负载端的电压变化，自动调整电子器件的导通时间，使得输出电压稳定在设定值。
单相交流调压电路工作原理的关键是通过整流、滤波、调压和反馈控制等环节实现对交流电压的调节和稳定输出。
这样可以满足不同负载的电压需求，应用于各种电力电子设备和电路中。
单相交流调压电路实验心得
单相交流调压电路实验心得
在本次单相交流调压电路实验中，我深刻体会到了电路理论在实际应用中的重要性。
通过实验，我不仅加深了对单相交流调压电路工作原理的理解，还掌握了一些实用的实验技能。
实验开始前，我们先对单相交流调压电路的相关理论知识进行了学习，包括电路的组成部分、工作原理以及调压的实现方法等。
在实验过程中，我按照实验指导书的步骤进行操作，认真观察和记录实验现象，通过改变电阻值和控制信号，观察负载电压的变化，进一步理解了交流调压的工作原理。
通过本次实验，我还学会了如何使用示波器、万用表等仪器来测量和分析电路的性能。
这些实验技能将对我今后的学习和工作产生积极的影响。
这次实验让我对单相交流调压电路有了更深入的理解，也提高了我的实验技能和解决问题的能力。
我明白了理论知识与实践操作相结合的重要性，只有通过实际操作，才能真正理解和掌握所学的知识。
在今后的学习中，我将更加注重实践，不断提高自己的综合能力。
单相交流调压电路
项目一单相交流调压电路一、单相交流调压电路（电阻性负载）∙原理图单相交流调压电路，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串联组成的电路，如图1-1。
如图1-1∙工作原理.以反并联电路为例进行分析，正半周a时刻触发VT1管，负半周a时刻触发VT2管，输出电压波形为正负半周缺角相同的正弦波∙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，如图1-2。
如图1-2仿真参数，算法（solver）ode15s，相对误差（relativetolerance）1e-3，开始时间0结束时间0.05s，如图1-3。
图1-3第一个脉冲参数，振幅3V，周期0.02，占空比20%，时相延迟30/180*0.01如图1-4第二个脉冲参数，振幅3V，周期0.02，占空比20%，时相延迟30/180*0.01+0.01如图1-4图1-4图1-5 电源参数，频率50hz，电压220v，如图1-6图1-6 晶闸管参数，如图1-7（4）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1-8、图1-9、图1-10、图1-11。
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1-8图1-9图1-10（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wt=a+180度处触发晶闸管Ug2，Ug2导通，而Ug1受反向电压，晶闸管不导通直到电压电源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。
单相 buck 型交流调压电路
单相 buck 型交流调压电路
单相buck型交流调压电路是一种常见的电路拓扑结构，用于将交流电压降低到所需的水平。
它通常由一个开关元件（如MOSFET）和一个电感器组成。
当输入交流电压施加到电路上时，开关元件周期性地开关，从而使电感储能并将电压降低。
以下是对单相buck型交流调压电路的多个角度的分析：
1. 原理，单相buck型交流调压电路基于脉宽调制（PWM）原理工作。
通过控制开关元件的导通时间，可以调节输出电压的大小。
当开关元件导通时，电感储能，而当开关元件关断时，储能电感释放能量，从而降低输出电压。
2. 优点，单相buck型交流调压电路具有简单、高效、成本低的特点。
它可以有效地降低输入电压，适用于许多电子设备和应用场合。
3. 缺点，然而，单相buck型交流调压电路的输出电压受输入电压波动的影响较大，稳压能力相对较弱。
此外，开关元件的损耗也会影响电路的效率。
4. 应用，单相buck型交流调压电路广泛应用于各种电源供电
系统、电动汽车充电桩、LED照明等领域，以及需要对交流电压进
行调节的场合。
5. 设计考虑，在设计单相buck型交流调压电路时，需要考虑
输入电压范围、输出电压稳定性、开关元件的选型和散热设计等因素，以确保电路的性能和稳定性。
总的来说，单相buck型交流调压电路是一种常见且实用的电路
拓扑结构，通过合理的设计和控制可以实现对交流电压的有效调节，满足各种电子设备和系统的需求。
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
交流电力 控制电路
交交变频
变频电路 改变频率的电路 交直交变频
直接
间接
6.1 交流调压电路
6.1.1 单相交流调压电路 *6.1.2 三相交流调压电路
6.1 交流调压电路·引言
■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输出。
■交流电力控制电路
◆交流调压电路：在每半个周波内通过对晶闸管开
u
o
= P 2
输出电压
=0
P
平均输出电压
=
P
2
O
wt
6.3.1 单相交交变频器
2) 整流与逆变工作状态 把交交变频电路理想
化，忽略变流电路换相时
uo的脉动分量，就可把电 路等效成右所示的正弦波 交流电源和二极管的串联。 为避免两组变流器
之间产生环流，两组变
流电路采取无环流工作 方式，即一组变流电路 工作时，封锁另一组变 流电路的触发脉冲。
t
t VT 1 VT 2 t1 t2 t t
uC
uVT 1 iC
TSC理想投切时刻原理说明
6.3 交交变频电路
6.3.1 单相交交变频电路 6.3.2 三相交交变频电路
6.3.1 单相交交变频电路
晶闸管交交变频电路，也称周波变流器，把电网
频率的交流电变成可调频率的交流电的变流电路，属
于直接变频电路。
6.3.1 单相交交变频器
为使uo波形接近正弦波，可按正弦规律对角进行调制。 在输出电压半个周期内让a角按正弦规律从90°减到 0°，再增加到90°，每个控制间隔内的平均输出电压就 按正弦规律从零增至最高，再减到零。 另外半个周期可对N组进行同样的控制。 uo由若干段电源电压拼接而成，在uo的一个周期内， 包含的电源电压段数越多，其波形就越接近正弦波。
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。
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
图1 电路图（截图）θαφ图3 与、之间的关系曲线（截图）φ0θo为参变量，当=0时代表电阻性负载，此时=180-α≤θθoαφθα某一特定角度，则当时，=180 ，当>时，随着的增加而减小。
图4 晶闸管电流标幺值与控制角的关系曲线（截图）α当、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αφ有效值I 及晶闸管电流有效值I 。
0T（2）=情况αφ当控制角=时，负载电流i 的表达式中的第二项为零，相当于滞后电源αφ0电压角的纯正弦电流，此时导通角=180，即当正半周晶闸管T 关断时，T φθ01恰好触发导通，负载电流i 连续，该工况下两个晶闸管相当于两个二极管，或20输入输出直接相连，输出电压及电流连续，无调压作用。
图5 =情况下的输出波形αφ(3) 情况φα<在工况下，阻抗角相对较大，相当于负载的电感作用较强，使得负φα<φ载电流严重滞后于电压，晶闸管的导通时间较长，此时式仍然适用，由于，φα<公式右端小于0，只有当时左端才能小于0，因此，o 180)(>-+φαθo 180>θ如图所示，如果用窄脉冲触发晶闸管，在时刻被触发导通，由于其导α=wt 1T 通角大于180，在负半周时刻为发出出发脉冲时，还未关断，o )(πα+=wt 2T 1T 因受反压不能导通,继续导通直到在时刻因电流过零关断时，2T 1T )(πα+=wt 1T 的窄脉冲已撤除，仍然不能导通，直到下一周期再次被触发导通。
2T 2G u 2T 1T 这样就形成只有一个晶闸管反复通断的不正常情况，始终为单一方向，在电0i 路中产生较大的直流分量；因此为了避免这种情况发生，应采用宽脉冲或脉冲列触发方式。
图6 窄脉冲触发方式（截图）二、建模仿真1．建立一个仿真模型的新文件。
在 MATLAB 的菜单栏上点击 File ，选择 New ，再在弹出菜单中选择 Model ，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。
单相交流调压电路工作原理
单相交流调压电路工作原理
单相交流调压电路是一种用于将交流电压调整到所需电压级别的电路。
它主要包括变压器、整流器、滤波器和稳压器等组成部分。
首先，交流电源提供变压器的输入端，变压器将输入的交流电压变换为所需的电压级别。
变压器的工作原理是通过电磁感应实现的，其中的绕组使得输入端和输出端之间的电压发生变化。
变压器的输出端连接到整流器，整流器的主要功能是将交流电转化为直流电。
常见的整流器类型有单相和三相整流器，其工作原理是利用二极管的单向导电特性将负半周的电流进行截取，只保留正半周的电流。
经过整流器的转换后，电流仍然存在波动和脉动，为了消除这些不稳定的成分，需要使用滤波器。
滤波器通常由电容和电感组成，它们联合作用，能够平滑电流波形并去除脉动成分，使输出电压更为稳定。
最后，调压电路中还包括稳压器，它的主要功能是在电压波动时自动调整输出电压以保持其稳定性。
常见的稳压器类型有电容稳压器和稳压二极管等，它们通过对电流进行控制和调节，以保持稳定的输出电压。
综上所述，单相交流调压电路通过变压器变换电压、整流器将交流电转化为直流电、滤波器去除波动和脉动、稳压器保持输
出电压的稳定性，最终实现将交流电压调整到所需电压级别的目的。
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PPT课件
(c)脉冲信号： 在晶闸管门极触发电路中使用脉冲信号，不仅便于
控制脉冲出现时刻，降低晶闸管门极功耗，还可以通过变 压器的双绕组或多绕组输出，实现信号的隔离输出。因此， 触发信号多采用脉冲形式。
二 触发电路的要求
(a)触发信号应有足够的功率(触发电压、触发电流) (b)触发脉冲信号应有一定的宽度
第二节 触发电路
• 综合两种方案：电阻性负载和阻感性负载 都具有调压功能，都能调压到设计电压调 压范围内，但是电阻性负载谐波电流含量 要多些，当α相同时，阻感负载阻抗角增大， 谐波含量也有所减少。考虑到性能指标、 输出电压的稳定性、对电网的影响，所以 选择方案二阻感性负载。
单元电路的设计
电路采用单相交流调压器带阻感负载时的电路图如4.1所示， 在负载和交流电源间用两个反并联的晶闸管T1、T2相连。
并联的二极管在换相结束后不能立刻恢复阻断，因
而有较大的反向电流流过，当恢复了阻断能力时，
该反向电流急剧减小，会由线路电感在器件两端感
应出过电压。
•
(b) 关断过电压：全控型器件关断时，正向
电流迅速降低而由线路电感在器件两端感应出的过
电压。
S F
T
C
D
RC1 RC2
SDC
LB
M
U
RV RC3 RC4
第一节 过电压的产生与保护 第二节 过电流的产生与保护
第一节 过电压的产生与保护
•
电力电子装置可能的过电压有外因过电压和内
因过电压两种。外因过电压主要来自雷击和系统中
的操作过程（由分闸、合闸等开关操作引起）等。
内因过电压主要来自电力电子装置内部器件的开关
过程，它包括：
•
(a) 换相过电压：晶闸管或与全控型器件反
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电力电子课程设计——单相交流调压电路学院：工程学院班级：12电气2班姓名：2015年6月摘要本次课程设计，先明确了实验的要求和设计目的设计一个单相交流调压电路。
然后根据要求进行电路设计，包括主电路、触发电路。
排版等等。
设计并发现、解决相应的问题。
之后对电路进行了实验仿真，通过仿真实验，再发现其中的问题和不足，进行更改和完善。
然后确定实验所需的元器件。
确定之后，进行器件的购买，之后进行电路板实物的焊接。
焊接后要进行调试。
发现和排除错误，调试时，发现了问题，然后经过实验仪器的排错，线路元器件的排错，发现了两处问题，更改之后就正常了。
接着是对波形的观察和数据的记录。
完成这些后，对数据进行处理，整理结论。
最后是我们的心得体会和收获。
以及完成报告总结。
关键词主电路触发电路波形负载电压调压目录一、设计任务及目的 (4)（一）设计要求任务 (4)（二）设计目的 (4)二、实验器件、设备及所用软件 (4)（一）实验材料的选择 (5)（二）实验所需设备 (5)（三）所用软件 (5)三、电路设计方案的设计和选择 (5)（一）方案的确立 (5)（二）实验电路的设计 (6)1、触发电路的设计 (6)1.1触发信号的种类 (6)1.2触发电路的设计 (6)2、主电路的设计 (9)四、完整电路图及实物图 (11)五、实验波形及数据 (12)（一）α=30°时 (12)（二）α=60°时 (13)（三）α=90°时 (15)（四）α=120时 (17)六、实验数据处理 (19)七、结论总结 (20)八、心得体会 (21)参考文献 (22)单相交流调压电路前言电力电子线路的基本形式之一，即交流—交流变换电路，它是将一种形式的交流电能变换成另一种形式交流电能电路。
在进行交流—交流变换时，可以改变交流电的电压、电流、频率或相位等。
用晶闸管组成的交流电压控制电路，可以方便的调节输出电压有效值。
可用于电炉温控、灯光调节、异步电动机的启动和调速等，也可用作调节整流变压器一次侧电压，其二次侧为低压大电流或高压小电流负载常用这种方法。
采用这种方法，可使变压器二次侧的整流装置避免采用晶闸管，只需要二极管，而且可控级仅在一侧，从而简化结构，降低成本。
交流调压器与常规的交流调压变压器相比，它的体积和重量都要小得多。
交流调压器的输出仍是交流电压，它不是正弦波，其谐波分量较大，功率因数也较低。
一、设计任务及目的（一）设计要求任务1.设计一个单相交流调压电路。
输入电压为36V交流，输出交流电压可变，带纯电阻性负载。
2.提出电路设计方案，比较不同的方案并选定方案。
3.完成电路的设计和主要元器件的选择及说明。
4.进行实验仿真及电路板的焊接和测试性能。
5.分析实验数据，得出结论。
（二）设计目的使学生熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法；掌握各种电力电子变流电路的结构、工作原理、控制方法、设计计算方法及实验技能；熟悉各种电力电子变流装置的应用范围及技术经济指标。
训练学生综合运用学过的变流电路原理的基础知识，通过资料查找、方案选择、电路设计，进一步加深对变流电路基本理论的理解，提高动手动脑的基本应用技能。
二、实验器件、设备及所用软件（一）实验材料的选择根据我们的设计需要，确定如下的器材：表1 实验所需元件表（二）实验所需设备电烙铁焊锡导线万用表脉冲示波器36V交流电源（三）所用软件Multisim12.0三、电路设计方案的设计和选择（一）方案的确立题目要求为：输入电压为36V交流，输出交流电压可变，带纯电阻性负载。
所以根据上课所学知识和查阅相关资料，我们初步选定了方案：如图，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。
图1电阻负载单相交流调压电路（二）实验电路的设计1、触发电路的设计1.1触发信号的种类晶闸管有关断到开通,必须具备两个外部条件:第一是承受足够的正向电压;第二是门极与阴极之间加一适当的正向电压、电流信号。
门极触发信号有直流信号、交流信号和脉冲信号三种基本形式。
(1) 直流信号在晶闸管加适当的阳极正向电压的情况下，在晶闸管门极与阴极间加适当的直流电压，则晶闸管将被触发导通。
这种方式实际应用中最少。
因为晶闸管在其导通后就不需要门极信号继续存在。
若采用直流触发信号将使晶闸管门极损耗增加，有可能超过门极功耗：在晶闸管反向电压时，门极直流电压将使反向漏电流增加，也有可能造成晶闸管的损耗。
(2)交流信号在晶闸管门极与阴极间加入交流电压，当交流电压uc=ut时，晶闸管导通，ut是保证晶闸管可靠触发所需的最小门极电压值，可改变触发延迟角。
这种触发形式也存在许多的缺点，如：在温度变化和交流电压幅值波动时，触发延迟角不稳定，可通过交流电压uo值来调节，调节的变化范围较小。
(3)脉冲信号在晶闸管门极触发电路中使用脉冲信号，不仅便于控制脉冲出现时刻，降低晶闸管门极功耗，还可以通过变压器的双绕组或多绕组输出，实现信号的隔离输出。
因此，触发信号多采用脉冲形式。
1.2触发电路的设计方案一采用KC05移相触发器进行触发电路的设计。
KCO5可控硅移相触发器适用于双向可控硅或两只反向并联可控硅的交流相位控制。
KC05触发芯片具有锯齿波形好，移相范围宽，控制方式简单，易于集中控制，有失交保护，输出电流大等优点，是交流调光，调压的理想电路。
KC05电路也适用于作半控或全控桥式线路的相位控制。
同步电压由KC05的15、16脚输入，在TP1点可以观测到锯齿波，RP1电位器调节锯齿波的斜率，Rp2电位器调节移相角度，触发脉冲从第9脚，经脉冲变压器输出。
调节电位器RP1，观察锯齿波斜率是否变化，调节RP2，可以观察输出脉冲的移相范围如何变化单相交流调压触发电路原理图如下图。
图2 单相交流调压触发电路原理图方案二采用KJ004可控硅移相触发电路。
该电路适用于单相、三相全控桥式供电装置中，作可控硅的双路脉冲移相触发。
KJ004器件输出两路相差180度的移项脉冲，可以方便地构成全控桥式触发器线路。
该电路具有输出负载能力大，移相性好，正负半周脉冲相位均衡性好、移相范围宽、对同步电压要求低，有脉冲列调制输出端等功能与特点。
下面是KJ004的应用实例。
该电路由同步检测电路、锯齿波形成电路、偏移电压、移电压综合比较放大电路和功相率放大电路四部分组成。
电路原理见下图：锯齿波的斜率决定于外接R6、RW1流出的充电电流和积分C1的数值。
对不同的移项控制V1，只有改变R1、R2的比例，调节相应的偏移VP。
同时调整锯齿波斜率电位器RW1，可以使不同的移相控制电压获得整个范围。
触发电路为正极性型，即移相电压增加，导通角增大。
R7和C2形成微分电路，改变R7和C2的值，可获得不同的脉宽输出。
KJ004的同步电压为任意值。
以下是KJ004的典型接线图。
图3 KJ004构成的触发电路方案三采用普通三极管触发的单相晶闸管电路，两个三极管组成互补型放大器以构成晶闸管VT1的触发电路。
36V电源先通过整流桥整流输出全波脉动电压，此电压经R1，R6，R8向电容C充电，使Q2发射极电压不断升高，当高于其基极电压时，Q1,Q2即导通，晶闸管门极获得触发脉冲，D9导通。
此时，电容C通过Q1,Q2及R4放电，正电源又重新通过R1,R6,R8向其充电。
所以，通过调节电位器的阻值可以改变Q2发射极输出脉冲时间向后移动或者向前移，即改变晶闸管的导通角，即实现触发。
具体触发电路如下图。
图4三极管互补触发电路以上是我们的三种触发电路图，我们本来的选择是以方案一为主。
方案一的应用比较广泛，在实验室里用的就是方案一的电路。
但是即使是用了集成的芯片KC05，这个电路图也并不简单，还要用到直流电源，较麻烦。
最重要的是，我们在实际的元器件购买中，找了很多家店都没有卖KC05和KJ004的，考虑到时间的问题以及经费。
我们放弃了方案一。
而方案三的触发电路经过我们的仿真实验调试，能够很好的达到要求。
而且电路图又不麻烦，又是我们自己设计的，原理掌握也很熟悉。
于是，最终我们的触发电路选择了方案三。
2、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。
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。
下图就电阻负载单相交流调压电路进行分析。
图中的晶闸管VT1和VT2也可以用一个双向晶闸管代替。
在交流电源U2的正半周和负半周，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。
正、负半周起始时刻（ =0），均为电压过零时刻。
在wt=a 时，对VT1施加触发脉冲，当VT1正向偏置而导通时，负载电压波形与电源电压波形相同；在wt=π时，电源电压过零，因电阻性负载，电流也为零，VT1自然关断。
在wt=π+a 时，对VT2施加触发脉冲，当VT2正向偏置而导通时，负载电压波形与电源电压波形相同；在wt=2π时，电源电压过零，VT2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 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。
图5 主电路图6 单相交流电压电路波形四、完整电路图及实物图图7完整仿真电路图8实物电路板五、实验波形及数据（一）α=30°时图9实际30°时触发和整流波形及负载电压图10 仿真30°触发和整流波形及负载电压图11 实际30°时负载电压波形图12 仿真30°时负载电压波形（二）α=60°时图13实际大约60°时触发和整流波形及负载电压图14 仿真60°时触发和整流波形及负载电压图15实际约60°时负载电压波形图16 仿真60°时负载电压波形（三）α=90°时图17 实际大约90°时触发和整流波形及负载电压图18 仿真90°时触发和整流波形及负载电压图19实际约90°时负载电压波形图20 仿真90°时负载电压波形（四）α=120°时图21实际大约120°时触发和整流波形及负载电压图22 仿真120°时触发和整流波形及负载电压图23 实际约120°时负载电压波形图24仿真120°时负载电压波形六、 实验数据处理 （一）负载电压有效值()()παπππαπαωω-+==⎰2sin sin 2212221Ut d t U U故移相范围为0≤α≤π。