三相交流调压电路

华东交通大学理工学院

课程设计报告书

所属课程名称电气工程基础

题目三相交流调压电路

分院

专业班级

学号

学生姓名

指导教师

2013 年 6 月29 日

课程设计（论文）评阅意见

评阅人职称

20 年月日

目录

第一章设计的内容及要求 (2)

1.1设计的内容 (2)

1.2设计的要求 (2)

第二章电路的选定 (3)

2.1单相交流调压 (3)

2.2 三相交流调压的设计选择 (4)

第三章主电路的设计 (6)

3.1 主电路的原理分析 (6)

3.2 主电路器件的选择 (8)

3.3仿真结果及示波器输出波形 (10)

第四章心得体会....................... 错误!未定义书签。参考文献（资料）. (13)

第一章课程设计内容及要求

1.1设计的内容

1.熟悉单相交流调压电路工作的原理

2.设计两种三相调压电路

3.完成三相电路的设计并对主要元器件进行说明

4.对所设计的两种三相调压电路进行比较

5.选择自己认为最佳的电路仿真

1.2设计的要求

根据单相交流调压电路的原理，设计两种三相交流调压电路。对两种电路进行比较，选择其中的一种通Matlab/Simulink 仿真分别得到控制角α=0°、α=30°、α=60°和α=90°时的输出电压和电流波形，以及各相触发脉冲波形。负载考虑阻感情况。触发脉冲可通过脉冲宽度调制技术得到。

第二章电路的选定

2.1单相交流调压

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。下面是单相交流调压电路图1及其波形如图2。

电路图1

工作波形图2

正、负半周α起始时刻（α=0），均为电压过零时刻。在

t ωα=时，对VT 1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t ωπ=时，电源电压过零，因电阻性负载，电流也为零，VT1自然关断。在t ωπα=+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2t ωπ=时，电源电压过零，VT2自然关断。

2.2 三相交流调压的设计选择

根据单相交流调压电路的原理，可设计三相交流调压电路。常用的三相交流调压线路有星型联结，支路控制三角形联结和中点控制三角形联结。其中星型联结有分为三相三线和三相四线如图3，4。三相四线时，相当于三个单相交流调压电路的组合，三相互相错开120度工作，电流中有基波和奇次谐波。组成三相电路后，基波和3的整数倍以外的谐波在三相之中流动，不流过中性线。因此，中性线会有很大的3次谐波电流及其他3的整数倍次谐波电流，当控制角α=90°时，中性线电流甚至和各相电流的有效值接近。因此，选用(2.3-a)三相三线连接效果更好。

三相三线图3 三相四线图4

第三章主电路的设计

3.1 主电路的原理分析

（1）三相调压电路如下图所示

三相调压电路图5

由三相交流电源供电的电路，简称三相交流电路。三相交流电源指能够提供3个频率相同而相位不同的电压或电流的电源，三相交流电各相电压的相位互差120°。它们之间各相电压超前或滞后的次序称为相序，使用三相电源时必须注意其相序。

在对三相交流调压电路工作原理分析的基础上，建立了基于MATLAB的三相交流调压电路的仿真模型，修改相应的参数，并对其进行了仿真分析和研究。通过仿真分析和参数的修改，验证所建模型的正确性，加深对三相交流调压电路理解。最后，对仿真实验进行总结。

三相交流调压器的触发信号应与电源电压同步，其控制角是从各自的相电压过零点开始算起的。三个正向晶闸管

1VT 、3VT 、5VT 的触发信号应互差︒120，三个反向晶闸管2VT 、

4VT 、6VT 的触发信号也应互差︒120，同一相的两个触发信号

应互差︒180。总的触发顺序是1VT 、2VT 、3VT 、4VT 、5VT 、6VT ，其触发信号依次各差︒60。Y 联接时三相中由于没有中线，所以在工作时若要负载电流流通，至少要有两相构成通路。为保证启动时两个晶闸管同时导通，及在感性负载与控制角较大时仍能保证不同相的正反向两个晶闸管同时导通，要求采用大于︒60的宽脉冲(或脉冲列)或采用间隔为︒60双窄脉冲触发电路。

单相交流调压电路仿真图6

根据单相绘制的三相的仿真图

三相的仿真图7

3.2 参数设置

1）三相电源的设置

幅值：100 频率：50HZ

(2)脉冲的设置

频率：50HZ，同时选择双脉冲

（3）负载

电阻R：10，电感L：0.001，电容C无穷小（inf）

3.3 仿真结果及示波器输出波形

注：此次仿真采用5个示波器，其中第一个为脉冲输出波形，第二个为输入三相线电压波形，第三个为输入三相线电流波形，第三个为输出线电压波形，第五个为输出相电压波形。

（1）当a=0°时的示波器输出波形。如图8

图8

（2）当a=30°时的示波器输出波形。如图9

图9

（3）当a=90°时的示波器输出波形。如图10

图10

第四章课程设计心得

随着科学技术发展的日新日异，电子技术已经成为当今世界空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的我们来说掌握电子的开发技术是十分重要的。同时学会运用电脑技术与软件，能更好的帮助我们去研究与学习。

回首这次的学习和实践，发现自己还是收获颇丰。通过对课设的研究，让自己不只是对本门学科的知识有了更加深刻的印象，课题中涉及到一些我们学过的知识，也有还未曾接触的学科，让我们有机会复习了以前的知识，也主动去了解相关的一些的资料，将不同书本上的知识结合到了一起。然而要完成课题团队的合作也是必不可少的，设计的过程中也遇到了很多问题都是一个人解决不了的，在最初的课题思路的设计中就感觉到课题有一定的难度，觉得无从下手，相关的知识也不知道要怎样融合，所以久久没有开始。之后经过查阅资料，认真思索，将问题逐个解决，最后完成了任务。