基于斩波方式的交流调压研究
斩波式交流调压电路工作原理
斩波式交流调压电路工作原理嘿，朋友们！今天咱来唠唠斩波式交流调压电路的工作原理。
你看啊，这斩波式交流调压电路就像是一个神奇的魔术师。
它能把普通的交流电变得不一样，就好比咱能把一块普通的布料变成一件漂亮的衣服。
想象一下，交流电就像一条流淌的小河，有高有低，有起有伏。
而斩波式交流调压电路呢，就是在这条小河上设置的一道道关卡。
它可以根据我们的需要，把小河里的水拦住一部分，或者放过去一部分。
在这个过程中，有个关键的元件叫晶闸管。
这晶闸管就像是个聪明的守门员，它能根据指令，准确地开关，控制电流的通过和阻断。
当晶闸管导通的时候，电流就可以顺畅地通过，就像打开了水龙头，水哗哗地流。
当晶闸管阻断的时候，电流就过不去啦，就像把水龙头给关上了。
那它是怎么实现调压的呢？嘿嘿，这就有意思了。
通过控制晶闸管的导通和阻断时间，就能改变输出电压的大小。
比如说，导通时间长一点，输出电压就高一点；导通时间短一点，输出电压就低一点。
这多神奇呀！就好像我们走路，走得快一点，就能在同样时间里走更远的路；走得慢一点，走的路就少一些。
斩波式交流调压电路就是这样巧妙地控制着电压。
而且啊，这种调压方式还有很多优点呢！它反应速度快，就像短跑运动员一样，能迅速做出反应。
而且效率高，不会浪费太多的能量，就跟咱过日子要精打细算一样。
在实际应用中，斩波式交流调压电路可厉害啦！像一些需要调节电压的设备，比如电动机的调速，它就能大显身手。
能让电动机跑得更快或者更慢，适应不同的工作需求。
你说这斩波式交流调压电路是不是很了不起？它就像一个默默工作的小英雄，在我们看不到的地方发挥着重要的作用。
让我们的生活变得更加方便、高效。
所以啊，咱可别小瞧了这小小的斩波式交流调压电路，它里面蕴含的学问可大着呢！咱得好好研究研究，让它为我们的生活创造更多的价值！这就是斩波式交流调压电路的工作原理啦，大家明白了吗？。
基于PWM斩波的交流调压系统设计
2 交流斩波调压原理及主电路 结构
2.1 交流调压原理
交流斩波调压与直流斩波电路有 类似之处，只是其斩控对象不一样， 直流斩波电路的输入是直流电压，交 流斩波调压的输入是正弦。模型原理 图如图 1 所示。S1 为斩波开关，S2 为续流开关，S1 和 S2 在时序上是互 补的。 定义载波比 kc 为输入电源电压
Abstract: With the development of high power electronic devices, high-performance switch mode AC voltage is widely used. In the introduction of AC voltage regulator principle and chopped AC voltage regulator circuit, the system uses PWM signal of stc12c5608ad microcontroller to control IGBT switch tube by driving circuit. Finally, the simulation and experimental waveforms are provided, the results show that the AC voltage regulator by chopped has good advantage of easy filter, good output voltage and current waveforms. Key words:AC voltage regulator PWM MCU IGBT 【中图分类号】TM762 【文献标识码】B 文章编号 1561-0330（2012）08-0098-04
5-4-斩波调压是如何实现的
斩控调压是如何实现的斩控交流调压电路作原
◆斩控交流调压电路工作原理
◆斩控调压电路的优点
◆相控调压电路的缺陷
☞深控时，功率因数很低。
控时功率数很低
☞谐波含量很高。
◆能不能找到很好的解决方案？
◆斩控式交流调压电路的基本原理
☞一般采用
般采用全控型器件作为开关器件
☞基本原理和直流斩波电路有类似之处
正半周和负半周分别有斩波器件和续流器件☞u
1
正半周和负半周，分别有斩波器件和续流器件
☞设斩波器件（V
1或V
2
）导通时间为t
on
，开关周期为T，改变可调节输出电压
则导通比α=t
on
/T，改变α可调节输出电压，斩波控制有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）
波控制用V V 1
VD 1
3给负载电
流提供续流通
道
R i 1
V VD V VD
◆注意：调节占空比可
斩控式单相交流调压器的特性
（电阻负载时）改变输出电压有效值
☞电源电流的基波分量和电
源电压同相位，即位移因数
为1。
☞电源电流不含低次谐波，
只含和开关周期T有关的高次
谐波。
☞功率因数接近1。
有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）
本节要点
1、斩控调压电路原理
掌握控制方法
2、分析斩控调压的输出波形
输出电压的调整过程3、斩控调压的优点。
单相斩控式交流调压电路设计
单相斩控式交流调压电路设计概述单相斩控式交流调压电路的设计用于对交流电源进行调压控制，使输出电压能够稳定在需求范围内。
本文将对该调压电路的设计原理、电路构成、工作原理以及参数选取等进行全面详细的探讨。
设计原理单相斩控式交流调压电路的设计原理基于斩波调压技术，通过控制晶闸管的导通时间来改变输出电压的大小。
其基本思想是在每个交流周期的一定时刻截止半导体器件的导通，从而将源电压锯齿状的波形转换为脉宽调制形式，通过改变脉宽来调节输出电压。
电路构成单相斩控式交流调压电路主要由以下几个部分构成：输入滤波电路输入滤波电路主要用于对输入电压进行平滑滤波，降低谐波成分，获得稳定的直流电压。
常用的输入滤波电路包括电容滤波电路和电感滤波电路。
斩波电路斩波电路是单相斩控式交流调压电路的核心部分，用于将交流电压转换为可调的脉冲电压。
斩波电路一般由晶闸管、二极管以及继电器等组成。
控制电路控制电路用于生成脉宽调制信号，对晶闸管的导通时间进行控制，从而实现输出电压的调节。
一般采用微处理器或者模拟控制电路来生成控制信号。
输出滤波电路输出滤波电路主要用于对输出脉冲进行滤波平滑，得到稳定的直流输出电压。
常用的输出滤波电路包括电感滤波电路和电容滤波电路。
工作原理单相斩控式交流调压电路的工作原理如下：1.输入电压经过输入滤波电路进行滤波后，进入斩波电路。
2.斩波电路将交流电压转换为可调的脉冲电压，通过控制电路的控制信号对晶闸管进行导通和截止控制，改变输出脉冲的脉宽。
3.输出脉冲经过输出滤波电路进行滤波平滑后，得到稳定的直流输出电压。
参数选取在设计单相斩控式交流调压电路时，需要选取合适的参数来保证电路的稳定性和性能。
主要包括以下几个方面：输入电压范围根据实际应用情况选择合适的输入电压范围，通常是根据供电网络的标准电压范围来确定。
输出电压范围根据需求确定输出电压的范围，确保设计的电路可以满足实际需求。
控制信号频率控制信号频率越高，调压速度越快，但也会增加电路的复杂度和功耗。
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。
交流调压及斩波电路
② 通电时间t1不变，而通断周期T可变，称 为调频。
③ t1和T 均可变，称为混合调制
按直流电源与负载进行能量交换的形式分，从原 理上可分为三类：
① A型斩波器，它只能在单象限工作，此时输出的直 流电压极性不变，电流平均值也只能维持在一个方向
u1
始控制应点附应加分导别通定角在小电于源或电等压每
个半周于的18起0度始的点条，件α的。最大范围 iG1
是0＜ α＜π 。正、负半周有相同
α
的α角。
iG2
在一个晶闸管导通时，它的管压降
i0
θ
晶闸管 导通角
为另一个晶闸管的反向电压而使其截止。 U0
于是在一个晶闸管导通时，电路工作情
α
况和单相半波整流时相同。负载电流i0 uAK1
② 相位控制。它是使晶闸管在电源电压每一周期中、 在选定的时刻内将负载与电源接通，改变选定的时刻可达 到调压的目的。
在交流调压中，相位控制应用较多，下面主要分析相 位控制的交流调压器，先阐述作为基础的单相交流调压器。 单相交流调压器的工作情况与它的负载性质有关。
一、电阻性负载
VT1 i0
u1
VT2
流是完整的正弦波。
α＝
30度时，属1类工作状态与2类工作状态每隔
t = T时完成一个通断周期并开始下一个工作周期，把负载电流断续的状态称为状态2。
30度交替工作状况。 α ＝ 当t = tK时刻，通过换流电路的作用，使晶闸管关断，负载电流通过二极管续流，负载电流按指数关断器件，省去了换流回路，又可提高斩波器的频率，是发展的方向，但应注意处理回路中存储能量的问题。
i2
斩控式交流调压电路实验报告
斩控式沟通调压电路试验报告沟通调压的掌握方式有三种：①整周波通断掌握。
整周波掌握调压——适用于负载热时间常数较大的电热掌握系统。
晶闸管导通时间与关断时间之比，使沟通开关在某几个周波连续导通，某几个周波连续关断，如此反复循环地运行，其输出电压的波形如图 1-1 所示。
转变导通的周波数和掌握周期的周波数之比即可转变输出电压。
为了提高输出电压的区分率，必需增加掌握周期的周波数。
为了削减对四周通信设备的干扰，晶闸管在电源电压过零时开头导通。
但它也存在一些缺点那就是：在负载容量很大时，开关的通断将引起对电网的冲击，产生由掌握周期打算的奇数次谐波，这些谐波引起电网电压变化，造成对电网的污染。
图1-1 周期掌握的电压波形②相位掌握。
相位掌握调压——利用掌握触发滞后角α的方法,掌握输出电压。
晶闸管承受正向电压开头到触发点之间的电角度称为触发滞后角α。
在有效移相范围内转变触发滞后角，即能转变输出电压。
有效移相范围随负载功率因数不同而不同，电阻性负载最大,纯感性负载最小。
图 1-2 是阻性负载时相控方式的沟通调压电路的输出电压波形。
相控沟通调压电路输出电压包含较多的谐波重量，当负载是电动机时，会使电动机产脉动转矩和附加谐波损耗。
另外它还会引起电源电压畸变。
为减少对电源和负载的谐波影响，可在电源侧和负载侧分别加滤波网络。
③斩波掌握。
斩波掌握调压——使开关在一个电源周期中屡次通断，将输入电压切成几个小段，用转变段的宽度或开关通断的周期来调整输出电压。
斩控调压电路输出电压的质量较高,对电源的影响也较小。
图 1-2 为斩波掌握的沟通调压电路的输出电压波形。
图1-2 相位掌握的电压输出波形在斩波掌握的沟通调压电路中，为了在感性负载下供给续流通路，除了串联的双向开关 S1 外，还须与负载并联一只双向开关S2。
当开关 S1 导通，S2 关断时，输出电压等于输入电压；开关 S1 关断，S2 导通时,输出电压为零。
掌握开关导通时间与关断时间之比即能掌握沟通调压器的输出电压。
基于SG3525斩控式单相交流调压电路1
目录第1章概述 (2)1.1 课题来源 (2)1.2 解决方法 (2)1.3 优势 (3)第2章总体方案及基本原理 (4)2.1 基本原理 (4)2.2总体方案 (4)第3章主电路的设计 (6)3.1 主电路的总体设计 (6)3.2主电路保护设计 (8)3.3 主电路参数计算和元器件的选择 (9)3.3.1开关管IGBT的选择 (9)3.3.2续流二极管的选择 (9)3.3.3具体参数计算 (10)第4章控制及驱动电路设计 (11)4.1主控制芯片的详细说明 (11)4.1.1芯片的选择 (11)4.1.2芯片的详细介绍 (11)4.1.3 芯片的工作原理 (13)4.2 驱动电路设计 (14)第5章保护电路及设计 (16)5.1 过零检测及续流触发电路 (16)5.2 输出限流电路 (17)5.3输入过压电路 (17)5.4 结果分析 (18)第6章设计总结与体会 (21)附录A 总电路图 (22)附录B 参考文献 (23)第1章概述1.1 课题来源单相交流电源的应用是非常广泛的。
比如在农村、轻工业、家用电器等小功率传动领域以及电力机车供电系统。
对于单相交流电源，调压和稳压是最为普遍的要求。
目前能够实现这一要求的调压器有下面三种：1)磁饱和式调压器该调压器通过控制主电路中电感的饱和程度，以改变电抗值以及其上的电压，实现对输出电压的调节。
这种调压器具有一定的动态性能，但输出电压的调节范围小，体积和重量较大。
2)机械式调压器机械式调压器由电动机带动碳刷实现输出电压的调节。
这种调压器输出波形较好，但体积、重量大，动态性能差。
3)电子式调压器这种调压器采用电力电子器件实现。
目前有晶闸管调压器和逆变式调压器两种。
晶闸管调压器采用的是相控方式，因此其输出波形差；逆变式调压器采用的是斩波控制方式，其输出波形和动态响应较好。
从上面可知，逆变式电子调压器具有最好的性能。
逆变式电子调压器的结构不仅具有调压、稳压的能力，而且还可以实现频率的变换。
基于斩控交流调压技术的调速系统
目录摘要 (1)关键词 (1)一概述 (1)二斩控交流调压电路的原理 (1)三几种斩控交流调压电路的模型 (2)3.1 单管反串联双向电路开关斩控式交流调压电路 (2)3.2 拴开关斩控式交流调压电路 (3)3.3 单管双向电子开关斩控式交流调压电路 (4)四调压调速系统中斩控交流调压电路的设计 (4)4.1 工作模式分析 (4)4.1.1 工作模式 (4)4.1.2 旁路模式 (5)4.1.3 续流模式 (6)4.2 数据分析 (6)五调速系统总体结构设计 (8)六其它辅助电路 (10)七结束语 (10)参考文献 (10)基于斩控交流调压技术的调速系统摘要：本文通过对斩控交流调压技术的研究，找出了一种较合适的方法——三相双开关斩控式交流调压法，用于对调速精确度要求不高的电机调速系统中，实现调压调速。
同时，本文还建立了一个应用该方法的电机调速模型，推导出了其计算公式。
关键词：斩控交流调压调压调速一概述近年来，有人把斩波技术应用到交流调压领域，出现了斩控式交流调压器，也叫交流斩波器。
这类电路的工作原理与直流斩波器相似，但输入电压和负载电压均为交流。
因此电子开关必须是双向的，直流斩波电路中经常用到的续流二极管在这里也不能采用，续流作用也要靠交流电子开关来实现。
交流调压器在工业加热、照明控制、感应电机的软起动、风机和水泵的速度控制等方面得到了广泛应用。
改变交流异步机定子电压可调速，异步机调压调速虽性能不如变频调速，但调压器结构比变频器简单，调压调速适合对调速性能要求高的生产机械，如风机类负载。
目前的调压器大多数为传统的相控式交流调压器，采用的开关器件为晶闸管。
它们的优点是：控制电路简单、功率容量大；缺点是：当控制角增大时，功率因数减小，电流中谐波的幅值相对大，滤波器的体积大。
采用PWM 型斩控式交流调压器可以克服上述缺点，在PWM方式中，开关模式是互补的，且当两个开关均关断时，需要提供一个续流回路。
在许多电路拓扑中，装置续流回路是用另外的取向开关来实现的。
基于交流斩波控制技术的水泵调速探讨2200字
基于交流斩波控制技术的水泵调速探讨2200字摘要：本文通过分析交流斩波控制技术的基本原理，在一定范围内实现对水泵的无级调速，从而满足水路循环系统根据不同环境、不同条件及不同状态下，水泵输出不同的功率曲线的要求。
毕业关键词：交流斩波；无级调速；PWM在工程系统循环水路中串接水泵作为水流动的动力源，是目前工程系统较为实用的一种方法，但由于工程系统工作的复杂性，其工作环境、工作条件及工作状态是随着时间而改变的，如白天的环境温度一般会高于晚上、某时段的热水使用频率及用量要高于其他时段等，而这些因素的改变往往需要循环水路水泵运行状态改变来达到节能的目的，即水泵的功率能随这些因素的变化而变化，另外，水泵的功率与转速存在一定的正比关系，所以只要能实现水泵随运行因素的变化而变化就可以实现节能的目的。
由上述问题分析可知，一般的定速水泵是不利于系统的节能的，只有实现水泵的速度可调节才可达到节能的效果，变频水泵就是节能水泵的佼佼者，但由于其价格一般要比定速水泵高出许多，因此在中国一般的工程系统研发中不被采用。
本文是通过目前较为成熟的交流斩波控制技术实现对普通定速水泵无级调速的目的，达到节能的效果。
1 交流斩波控制技术基本原理（1）交流斩波控制技术原理分析交流斩波控制技术的简化等效电路原理如下图1所示。
图中S1、S2为双向电子开关（一般采用双向可控硅）可以通过双方向的电流，并且双方向都可以控制开通和控制关断。
电子开关最简单的控制规律为S1、S2的开关状态在时间上为互补，即S1接通时S2断开，S2接通时S1断开。
设电子开关的工作周期为T，S1接通、S2断开的时间为Ton；S2接通、S1断开的时间为Toff。
占空比D=Ton/T。
S1接通、S2断开时电源电压与负载电压相等，电源为负载提供电能；S2接通、S1断开时，电源停止向负载供电，如果负载为电感性，电流通过S2形成续流通路。
（2）交流斩波控制技术数学模型基础交流斩波控制技术从控制原理分析有以下三种控制方式：①、脉宽调制方式（即PWM方式）：TS（周期）不变，改变Ton（导通时间）。
基于DSP的单相斩控式交流调压器的设计
ｄｓ ｎ Ｔ ｅ ｏｒｓｏ ｄｎ ｅｒｔ ａ ｂ ｓ ｒｖｄ ｄ ｏ ｅｉ ｉ ｃ ｈ ｐ ｅ ａｊｓ ｎ ｏｔｇ ｓ ｍ． ｅｉ ． ｈ ｒ ｐ ｎ ｉ ｔ ｏｅ ｃｌ ａｉｉｐｏ ｉｅ ｒ ｓ ｎｎ ａ ｏ ｐ ｒ ｄ ｔ ｇ ｌ ｅ ｙｔ ｇ ｃ ｅ ｇｈ ｉ ｓｓ ｆ ｄ ｇ ｇ ｃ ｕ ｉ ｖ ａ ｓ ｅ
Ｂａ ｅ ｎＤＳ ｆ ｉ ｇ ｅｐ ａ ｅＡＣ ｌａ ｅＲｅ ｕ ａ ｏ ｏ ｐ ｎ ｓｇ ｓ ｄ ｏ Ｐ ｏ ｎ ｌ－ ｈ ｓ Ｓ Ｖｏｔ ｇ ｇ ｌｔ ｒＣｈ ｐ ｉ ｇＤｅ ｉ ｎ
Ｔｎ ｉｏ ｉ ｇ ａ ｇＸ ａ ｑａ Ｈｕ ｎ ｎ ａ ｇ￣ｎｅｇ ｆｎ Ｄｏ ｇＦ ｎ ｂｎ ｎ ｅｇ ｉ
ｃ ｎ ｒ ｌｅ ｏ ｔｏ ｌｒＤＳＰ ＴＭ Ｓ ２０ ２８ ２．Ｔｈ ｅ ｏ ｅ ａ ｎａｉ ｎ ｈ ｉ ｉｃ ｔ ｓ ｍｐｌ ｇ ｃｒ ｕ ｔａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｆｗａ ｅ ３ Ｆ １ ｅｚ ｒ ｘ ｍｉ ｔｏ ，ｔ ｅ ｍａｎ ｃ ｒｕｉ， ａ ｉ ｉｃ ｉ ｎ ｈ ｏ ｔ ｒ ｎ
流 调压是连 续调节方式 ， 其输入 电流 、 出电压谐波 输 及 其对 电网和升压变压器 的影 响较 相控方式 小得 多 。 对 它 的输入 电流 、 出电压 的波形分析 表 明， 输 除基波 外， 还含有频率 在开关频 率及其整数倍 ； 侧处分布 两 的谐波 。当开关频率足够 高时 ， 只要 引入 极小尺寸 的 输入 、 出滤波器 ，即可将 输入 电流 、输 出电压 中的 输 谐波 完全滤 除 ， 电源 侧 的功率 因数 总是与 负载 侧相
（ ｐ ｒ ｎ ｆ ｌ ｔ ｃｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｓ ａｎ ｉ ｉｅｓ ｙｏ ｅｈ ｏｏ ｙ， ｎ ｈ ｎ ， ｈ ａｘ ２ ０ ３ Ｄｅａｔ ｔ ｅ ｒ ａ Ｅ ｇｎ ｅｉ ， ｈ ａｘ ｖ ｒ ｔ ｆ ｃ ｎ ｌｇ Ｈａ ｚｏ ｇ Ｓ ａｎ ｉ ３ ０ ） ｍｅ ｏ Ｅ ｃ ｉ ｎ Ｕｎ ｉ Ｔ ７
晶闸管斩波技术和交流调压
工作过程:
电压波形:
ug1
触发脉冲周期
T
ug2
t
主副脉冲间隔
t
t
uM
t
习题：
一、1，2，3，9～14
二、2，7～11
三、1，6
t
简单逆阻型斩波器的特点
电路简单成本低，R2存在损耗。 采用强迫换流形式，换流电容不能太小。 斩波器调压方式可以人为选择。
四、实例1————脉宽可调的逆阻型斩波器
US
US:直流电源。 L3:M的厉磁绕组
VT1:主晶闸管
M:直流串励电动机（负载）VT2VD1VD2L1L2C组成VT1的关断电路 VD3:提供M的续流通路．
VT2 、R2 、C组成 VT1的关断电路
关断电路的作用：使导通的晶闸管阳极电压 过零或承受反压而关断。
工作过程：
电压波形：
ug1
触发脉冲周期
T
定频调宽法
t
ug2
主副脉冲间隔
t
固定晶闸管VT1触发脉 冲周期，改变两脉冲的 时间间隔。 定宽调频法
t
uR1
uR2
t
固定两脉冲的时间间隔， 改变晶闸管VT1触发脉 冲周期。
US
o
ud
US
Ud
t
t1
o
TUdtt2源自udUS Ud T1
o
ud
US
t
t
o
T2
Ud
t
t
3. 调宽调频法
同时调节晶闸管的导通时间和触 发频率，改变输出直流平均电压。
4. 输出电压大小
t Ud US T
t 通断比： T
t为晶闸管导通时间；
T为晶闸管触发脉冲周期。
晶闸管斩波技术和交流调压
晶闸管斩波技术的优点
响应速度快、效率高、调节范围广。缺点：电路复杂、对控制精度要求
高。
02
交流调压技术的优点
电路简单、调节方便、对负载影响小。缺点：响应速度慢、调节范围有
限。
03
优缺点比较总结
晶闸管斩波技术具有快速响应、高效率和调节范广的优点，但电路复
杂、对控制精度要求高；交流调压技术具有电路简单、调节方便和负载
交流调压在无功补偿中的应用
交流调压原理
01
通过改变晶闸管触发角来调节交流电压的大小，实现无功补偿。
应用优势
02
可动态补偿无功功率，提高功率因数，降低线路损耗，改善电
能质量。
实际案例
03
某电力系统中采用交流调压技术进行无功补偿，有效降低了线
路损耗和电压波动，提高了供电可靠性。
其他应用案例
斩波技术在电机控制中的应用
输标02入题
未来，随着可再生能源和分布式电源的广泛应用，晶 闸管斩波技术和交流调压技术在智能电网和能源管理 领域的应用将更加广泛。
01
03
此外，随着工业自动化和智能制造的发展，晶闸管斩 波技术和交流调压技术在电机控制和工业电源管理方
面的应用也将不断深化。
04
同时，随着电动汽车和充电设施的普及，晶闸管斩波 技术和交流调压技术在电动汽车充电控制和能源管理 方面的应用也将得到进一步拓展。
为了满足高效节能的需求，许多领域 开始采用晶闸管斩波技术与交流调压 技术进行电能控制和调节。
晶闸管简介
晶闸管是一种大功率半导体器件，具有单向导电性，可以通过控制其导通角来调节 输出电压或电流。
晶闸管在斩波器和交流调压器中作为主要的电力电子器件，通过调节其导通和关断 时间来控制输出电压或电流的波形和幅值。
电力电子技术第6章 晶闸管斩波电路及交流调压电路
式中，i′为电流 i的稳态分量 该式中，电流有效值 功率因数角
45
另一个暂态分量 式中，暂态分量的衰减时间常数为 把 i′和 i″代入到（6.11）后，得
46
第四节
晶闸管过零调功电路
晶闸管过零调功电路是一种采用过零触发，用 调节晶闸管导通周波数的方式来控制输出功率的交 流控制器，简称调功器。
61
6.3 一台 220 V 10 kW 的电炉，现采用晶闸管 交流调压器使其工作于 5 kW 。试求其控制角，工 作电流及电源侧的功率因数。 6.4 在题图 6.32单相交流调压电路中，U1=230 V ，XL=0.23 Ω，k=0.23 Ω，电源的频率50 Hz。求 此负载电路的控制范，不论采用哪种工作方式，其实质都 是通过调节设定周期内的周波数来实现输出功率的 调节。显然，这种过零触发控制方式不适用于要求 电压连续平滑调节的场合，较适用于以镍铬或铁铬 铝等电阻温度系数变化较小材料制成的电热元件的 温度控制系统中。
50
二、调功器主电路的接线形式 如上所述，将一对反并联的晶闸管或者双向晶 闸管接在单相交流电源与负载之间，或者将三对反 并联的晶闸管或者三只双向晶闸管接在三相交流电 源与负载之间，这样就构成了如图6.27（a）所示 的单相调功器和图 6.27（b）所示的三相调功器。
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四、调功器设计中的几个问题 由式（6.13）可见，调功器的输出功率 P2 是 导通比 kZ 与额定输出容量 PN 的乘积。因此，在 负载阻抗一定的情况下，PN 与电源的电压的平方 成正比，即
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1.电源电压波动与电压补偿 2.电源变压器的选择 3.调功器容量的选择
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题及思考题 6.1 如果保持斩波频率不变，只改变导通时间 ton，试画出当工作率分别为 25% ，75% 时理想斩 波器的输出电压波形。 6.2 目前作为车辆用斩波器采用题图 6.31所示 的电路，使用逆导晶闸管。设负载电流为一定值。 试分析此电路的工作过程。
斩波式交流调压系统
河南机电高等专科学校课程设计报告书课程名称：《电力电子应用技术》课题名称：斩波式交流调压系统系部名称：自动控制系专业班级：生产过程自动化091姓名：胡俊伟学号：0914161312011年06月13日目录一、电力电子简介二、课程设计的目的三、设计原理图四、系统工作原理；五、波形图六、调试中观察到的现象及原因七、心得体会附录参考文献一、电力电子技术发展简介以电力为对象的电子技术称为电力电子技术，它是一门利用各种电力电子件，对电能进行电压、电流、频率和波形等方面的控制和变换的学科。
电力电子技术包括电力电子器件、电路和控制三个部分，是横跨“电子”、“电力”和“控制”三个领域的一个新兴工程技术学科。
电流有直流(DC)和交流(AC)两大类。
前者有电压幅值和极性的不同，后者除电压幅值和极性外，还有频率和相位的差别。
实际应用中，常常需要在两种电能之间，或对同种电能的一个或多个参数(如电压，电流，频率和功率因数等)进行变变换器共有四种类型：交流-直流(AC-DC)变换：将交流电转换为直流电。
直流-交流(DC-AC)变换：将直流电转换为交流电。
这是与整流相反的变换，也称为逆变。
当输出接电网时，称之为有源逆变；当输出接负载时，称之为无源逆变。
交-交(AC-AC)变换，将交流电能的参数(幅值或频率)加以变换。
其中：改变交流电压有效值称为交流调压；将工频交流电直接转换成其他频率的交流电，称为交-交变频。
直流-直流(DC-DC)变换，将恒定直流变成断续脉冲输出，以改变其平均值。
在有电力电子器件以前，电能转换是依靠旋转机组来实现的。
与这些旋转式的交流机组比较,利用电力电子器件组成的静止的电能变换器,具有体积小、重量轻、无机械噪声和磨损、效率高、易于控制、响应快及使用方便等优点。
1957年第一只晶闸管—也称可控硅(SCR)问世后，因此,自20世纪60年代开始进入了晶闸管时代。
70年代以后，出现了通和断或开和关都能控制的全控型电力电子器件(亦称自关断型器件)，如：门极可关断晶闸管(GTO)、双极型功率晶体管(BJT/ GTR)、功率场效应晶体管(P-MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等。
【VIP专享】斩控式交流调压电路实验报告
斩控式交流调压电路实验报告交流调压的控制方式有三种：①整周波通断控制。
整周波控制调压——适用于负载热时间常数较大的电热控制系统。
晶闸管导通时间与关断时间之比，使交流开关在某几个周波连续导通，某几个周波连续关断，如此反复循环地运行，其输出电压的波形如图1-1所示。
改变导通的周波数和控制周期的周波数之比即可改变输出电压。
为了提高输出电压的分辨率，必须增加控制周期的周波数。
为了减少对周围通信设备的干扰，晶闸管在电源电压过零时开始导通。
但它也存在一些缺点那就是：在负载容量很大时，开关的通断将引起对电网的冲击，产生由控制周期决定的奇数次谐波，这些谐波引起电网电压变化，造成对电网的污染。
图1-1周期控制的电压波形②相位控制。
相位控制调压——利用控制触发滞后角α的方法,控制输出电压。
晶闸管承受正向电压开始到触发点之间的电角度称为触发滞后角α。
在有效移相范围内改变触发滞后角，即能改变输出电压。
有效移相范围随负载功率因数不同而不同，电阻性负载最大,纯感性负载最小。
图1-2是阻性负载时相控方式的交流调压电路的输出电压波形。
相控交流调压电路输出电压包含较多的谐波分量，当负载是电动机时，会使电动机产脉动转矩和附加谐波损耗。
另外它还会引起电源电压畸变。
为减少对电源和负载的谐波影响，可在电源侧和负载侧分别加滤波网络。
③斩波控制。
斩波控制调压——使开关在一个电源周期中多次通断，将输入电压切成几个小段，用改变段的宽度或开关通断的周期来调节输出电压。
斩控调压电路输出电压的质量较高,对电源的影响也较小。
图1-2为斩波控制的交流调压电路的输出电压波形。
图1-2相位控制的电压输出波形在斩波控制的交流调压电路中，为了在感性负载下提供续流通路，除了串联的双向开关S1外，还须与负载并联一只双向开关S2。
当开关 S1导通，S2关断时，输出电压等于输入电压；开关S1关断，S2导通时,输出电压为零。
控制开关导通时间与关断时间之比即能控制交流调压器的输出电压。
交流斩波调压方法
电动机节能器的研制2008-7-18 12:59:001、引言异步电动机作为最重要的动力装置，在当今工业生产和日常生活中得到了广泛的应用，是电能的主要消耗者。
单就我国而论，异步电机广泛应用于各类电力拖动系统中，耗用电能约占全国耗电总量的50%以上。
电动机一般都是按照最大负载下能正常工作为条件来选择的，但在实际使用中，电机却经常是在中载、轻载，甚至在空载状态下运行。
因此，电动机的负载率低，其效率和功率因数较低，造成很大的电能浪费，所以研究异步电动机起动降耗及节能经济运行具有重要的现实意义[1?3]。
2、节能原理众所周知，三相移相触发器在额定负载的情况下工作效率最高，而在轻载或空载状态下的工作效率是非常低的。
这是因为电动机要连续工作，必须消耗一定的能量以提供磁场。
当供给电动机的端电压恒定时，产生磁场也保持恒定。
在额定转速下，磁场消耗的能量保持恒定，与负载所需的转矩无关，支持负载转矩的能量大小取决于电磁转矩的大小。
当负载转矩增加，转子的转速会稍微下降(转差率增大)，使得感应的转子电流上升以增加电磁转矩。
相反，如果需要的负载转矩减少，转子电流下降定子电流也相应下降。
但在端电压恒定的情况下，定子提供磁场的电流在任何负载转矩条件下将保持恒定。
结果是感应电动机的效率随负载的减少而降低。
因此，改变电机的工作电压，提高轻/空载的工作效率。
使加在电动机上的电压大小跟随负载变化，负载轻时电压也低，这样降低了电动机的有功功率、无功功率及其损耗达到节能的目的。
目前的电动机轻载调压节能控制，较多采用以功率因数角为控制量，针对实际负载率相应调节定子电压，使电动机保持较高的功率因数，同时兼顾效率。
但在实用上存在功率因数角难以准确测量的缺点，而且在不同的负载率下并不一定取得充分的节能效果。
而我们采用易于实现的负载电流控制法[2]，即在近似条件下，只要使电机定子电压随定子电流按一定比例变化就能保持电动机高效运行，故以电动机的定子电压与定子电流的比值作为控制目标，当电机负载变化时，通过改变电动机定子电压，维持定子电压与定子电流的比值不变，实现电机的节能运行。
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Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄ ｓ： ｐｏ ｗｅ ｒ ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏｎ ｉ ｃ ｓ． Ｉ ＧＢＴ， ＡＣ ｃ ｈ ｏｐｐｅ ｒ ， ｖ ｏ ｌ ｔ ａｇ ｅ ｒ ｅｇｕ ｌ ａ ｔ ｏｒ ｓ
交 流 斩 波 调 压技 术 作 为 一 种 高 性 能 交 流 调 压 技 术 ，符 合 电 力 电子 技 术 高 频 化 、 高 效 化 以及 低 污 染 发 展 趋 势 ， 又 随着 Ｉ ＧＢ Ｔ 等 全 控 电力 电 子 器 件 的快 速 发 展 ，斩 波 调 压 将 逐 步 取 代 晶 闸 管
２ 双 向 功 率 开 关 的 连 接 方式
相控交流调压” 。 其 丰 富 的控 制 种 类 ， 多 样 的 电子 开 关 组 合 ， 为
不 同 使 用 要 求 提 供 高 性 价 比产 品 ， 是一 种经济型交流调压技术 。 智 能 交 流 电 力 控 制 器 可 广 泛 用 于 工 业 各 领 域 的 电压 调 节 恒 压 恒 流恒功 率调节 ， 适用于 电阻性负载 、 电感性负 载 、 变 压 器 和 电 机 软起控制等 。 本文在理论分析的基础上 ， 通 过 和 合 理 控 制 方 式 的
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基 于 斩 波 方 式 的 交 流 调 压 研 究
基于斩波方式的交流调压研究
Ｓｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｆ ＡＣ Ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ Ｒｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｃｈ ｏｐ ｐ ｅ ｒ
薛博 盛 陈 西克 符 影 杰 （ 东南大学 自 动化 学院， 江苏 南京 ２ １ ０ ０ ９ ６ ）
ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ｓ Ａ Ｃ ｃ ｈ ｏ ｐ ｐ ｅ ｒ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｉ ｓ ａ ｎ ｅ ｗ ｋ ｉ ｎ ｄ ｏ ｆ ｈ ｉ ｇ ｈ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ Ａ Ｃ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｒ ｅ ｇ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， ｗｉ ｄ ｅ ｌ ｙ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ
摘 要
随 着 电力 电 子技 术 的发 展 ， 交 流 调 压技 术 在 工 业 领 域 发展 迅速 。 交 流 斩 波技 术是 一 种 新 型 高性 能 的 交 流调 压 技 术 ， 在 中 小 交流 调 压 领 域 获 得 广 泛应 用 。 交 流 斩 波 有 多种 方 式 ，课 题 基 于 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ仿 真技 术 对 交 流 斩 波 调 压 的各 种 方 式 进 行 仿 真， 分 析 和 研 究 各种 优 缺 点 ， 哪种 方 式 的 更 适合 实 际 的 工 业领 域 。
ｓ ｍａｌ ｌ ａ ｎ ｄ ｍｅｄｉ ｕｍ ｖｏ ｌ ｔ ａ ｇｅ ＡＣ ＡＣ ｃｈ ｏｐ ｐｅｒ ｈ ａ ｓ ａ ｖａ ｒ ｉ ｅｔ ｙ ｏ ｆ ｗａｙ ｓ ， ｔ ｈｉ ｓ ｐａ ｐｅｒ ｃａ ｒ ｒ ｉ ｅｓ ｏｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａｔ ｉ ｏｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｖ ａ ｒ ｉ ｏｕ ｓ ｗａｙ ｓ ｏ ｆ ＡＣ ｃ ｈ ｏｐｐｅ ｒ ｂ ｙ Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ ｂａ ｓｅ ｄ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｔ ｅ ｃｈ ｎ ｏｌ ｏｇ ｙ， ａ ｎａ ｌ ｙｓ ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ａ ｄｖ ａｎ ｔ ａ ｇｅｓ ａｎ ｄ ｄｉ ｓ ａｄ Ｖａ ｎ ｔ ａ ｇｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｗａ ｙ ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ
关键词 ： 电 力 电子 ， 绝 缘栅 双极 晶体 管 ， 交流 斩 波 ， 调 压技 术
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅｖ ｅ ｌ ｏ ｐｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｐｏ ｗｅ ｒ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏｎｉ ｃ ｔ ｅ ｃｈ ｎ ｏｌ ｏｇｙ ，ＡＣ ｖ ｏｌ ｔ ａ ｇｅ ｒ ｅｇｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏｎ ｔ ｅｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇｙ ｉ ｓ ｄｅ ｖ ｅｌ ｏｐｉ ｎ ｇ ｒ ａ ｐｉ ｄｌ ｙ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｉ ｎ —
在 交 流 斩 波 调 压 电 路 调 压 电路 中有 多 种 连 接 方 式 ，有 单 可 控器件型 、 双可控器件型 。 在单 管 双 向 电 子开 关 中全 控 开关 只有
一
选 择 和 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ／ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ仿 真 软 件 的 使 用 对 交 流 斩 波 调 压 电 路
进行分析和研究 。 １ 交 流 斩 波 原 理
个， 其 它 由 四个 不 控 的快 恢 复 二 极 管 构 成 。 可 以看 出这 种 拓 扑
交 流 斩 波 调 压 与 直 流 脉 宽 调 制 原 理 一 样 ，只 是 斩 波 调 制 对 象 不同 ， 电 路 结 构 上 要 求 能 对 交 流 电 进 行 双 向调 制 ， 且 这 种 调 制 为 高频 周 期 矩 形 波 函数 对 正 弦 函数 的 调 制 ， 如 图 １所 示 ， 其 调 制 原理按 Ｆ ｏ ｕ ｒ ｒ ｉ ｅ ｒ 展开分析如下 ：
一ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
开关 可 以是 全 控 型器 件 ｌ ＧＢ Ｔ或 电力 ＭＯ Ｓ Ｆ Ｅ Ｔ管 。 Ｉ ＧＢ Ｔ是
种 电压 型 控 制器 件 它所 需 要 的 驱 动 电流 跟 驱 动 功 率 都 非 常 小
可 直 接 与 模 拟 或 数 字 功 能 块 相 接 而 不 须 加 任 何 附 加 接 口 电路 。 Ｉ ＧＢ Ｔ 的导 通 和 关 断 是 由 栅 极 电压 Ｕ ＧＥ来 控 制 的 ， 当 Ｕ ＧＥ大 于Ｕ ＧＥ （ ｔ ｈ ） 时ｌ ＧＢ Ｔ导 通 。 当 栅 极 和 发 射 极 施 加 反 向 或 不 加 信 号时 ｌ ＧＢ Ｔ被关 断 ］ 。