单相交流调压电路Matlab仿真

单相交流调压电路的设计与仿真

一．实验目的

1）单相交流调压电路的结构、工作原理、波形分析。

2) 在仿真软件Matlab中进行单相交流调压电路的建模与仿真，并分析其波形。

二．实验内容

（一）单相交流调压电路电路(纯电阻负载)

1电路的结构与工作原理

1.1电路结构

单相交流调压电路的电路原理图（电阻性负载）(截图)

1.2 工作原理

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。

2建模

在MATLAB新建一个Model，同时模型建立如下图所示：

单相交流调压电路的MATLAB仿真模型

2.1模型参数设置

A.Pulse Generator

B.Pulse Generator 1

C.示波器参数

第一个波形为晶闸管电流的波形，第二个波形为晶闸管电压的波形，第三个波形为负载电流的波形，第四个波形为负载电压的波形，第五个波形为电源电压的波形，第六个波形为触发脉冲的波形。

3仿真结果与分析

a. 触发角α=0°，MATLAB仿真波形如下：

α=0°单相交流调压电路仿真结果(截图)

b. 触发角α=60°，MATLAB仿真波形如下：

α=60°单相交流调压电路仿真结果(截图)

c. 触发角α=120°，MATLAB仿真波形如下：

α=120°单相交流调压电路仿真结果(截图)

4小结

通过设计可以总结出，ɑ的移相范围为0≤ɑ≤π。ɑ=0时，相当于晶闸管一直导通，输出电压为最大值，U。=U1。随着ɑ的增大，U。逐渐减小。知道ɑ=π时，U。=0。此外，ɑ=0时，功率因数=1，随着ɑ的增大，输入电流滞后于电压且发生畸变，也逐渐降低。

（二）单相交流调压电路(阻感负载)

1电路的结构与工作原理

1.1电路结构

单相交流调压电路的电路原理图（阻感性负载）(截图)

1.2 工作原理

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。

2建模

在MATLAB新建一个Model，命名为dianlu4，同时模型建立如下图所示：

单相交流调压电路（阻感性负载）的MATLAB仿真模型

2.1 示波器参数设置

第一个波形为晶闸管电流的波形，第二个波形为晶闸管电压的波形，第三个波形为负载电流的波形，第四个波形为负载电压的波形，第五个波形为电源电压的波形，第六个波形为触发脉冲的波形。

3仿真结果与分析

a.触发角α=0°，MATLAB仿真波形如下：

α=0°单相交流调压电路仿真结果（阻感性负载）(截图)

b. 触发角α=60°，MATLAB仿真波形如下：

α=60°单相交流调压电路仿真结果（阻-感性负载）(截图)

c.触发角α=120°，MATLAB仿真波形如下：

α=120°单相交流调压电路仿真结果（阻-感性负载）(截图)

4小结

单相交流调压电路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，因为比电阻性负载多了一个电感，在感应电动势的作用下，输出的电压都延迟了一段。