第二章 单相交流调压电路性能研究.doc

基础强化训练任务书 学生姓名： 韦晟云 专业班级： 电气1003 指导教师： 胡红明 工作单位： 自动化学院 题 目: 单相交流调压电路性能研究 初始条件： 输入为单相交流电源，有效值220V。 要求完成的主要任务: （1）掌握单相交流调压电路的原理； （2）设计出系统结构图，并采用matlab对单相交流调压电路进行仿真； （3）采用protel设计出单相交流调压主电路及采用KJ004控制电路 时间安排： 2012年7月9日至2012年7月13日，历时一周，具体进度安排见下表 具体时间 设计内容 7.9 指导老师就课程设计内容、设计要求、进度安排、评分标准等做具体介绍；学生确定选题，明确设计要求 7.10 开始查阅资料，完成方案的初步设计 7.11 由指导老师审核系统结构图，学生修改、完善 7.12 撰写课程设计说明书 7.13 上交课程设计说明书，并进行答辩 参考文献： [1]王兆安，刘进军.《电力电子技术》第5版.北京：机械工业出版社，2011 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 单相交流调压电路性能研究 目录 前言………………………………………………………………3 1.主电路设计……………………………………………………4 1.1.设计内容及技术要求 …………………………………4 1.2工作原理 ………………………… ……………………4 1.2.1主电路工作原理 1.2.2晶闸管的工作原理 1.3负载电流分析…………………………………………… 8 1.4单相交流调压电路主电路和触发电路图………………10 1.5.仿真参数设置……………………………………………10 2.仿真……………………………………………………………13 2.1.电阻性负载仿真波形……………………………………13 2.1.1.波形分析……………………………………………16 2.2.阻感性负载（H=0.02）…………………………………16 2.2.1.波形分析……………………………………………19 2.3.实验结果分析……………………………………………20 3.触发电路的设计………………………………………………20 4．设计体会 ……………………………………………………23 参考文献…………………………………………………………24 前言 这次基础强化训练主要究单相交流调压电路的设计。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。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。与自耦变压器调压方法相比，交流调压电路控制方便，调节速度快，装置的重量轻、体积小，有色金属消耗也少。 1．主电路的设计 1.1.设计内容及技术要 初始条件：输入为单相交流电源，有效值220V。 要求完成的主要任务: （1）掌握单相交流调压电路的原理； （2）设计出系统结构图，并采用matlab对单相交流调压电路进行仿真； （3）采用protel设计出单相交流调压主电路及采用KJ004控制电路 1.2工作原理 1.2.1主电路工作情况 单相交流调压电路带组感性负载时的电路以及工作波形如下图1-1所示。产生的滞后是因为阻感性负载时电流滞后电压一定角度，再加上移相控制所产生的滞后，使得交流调压电路在阻感性负载时的情况比较复杂，其输出电压，电流与触发角α，负载阻抗角φ都有关系。当两只反并联的晶闸管中的任何一个导通后，其通态压降就成为另一只的反向电压，因此只有当导通的晶闸管关断以后，另一只晶闸管才有可能承受正向电压被触发导通。由于感性负载本身滞后于电压一定角度，再加上相位控制产生的滞后，使得交流调压电路在感性负载下大的工作情况更为复杂，其输出电压、电流波形与控制角、负载阻抗角都有关系。其中负载阻抗角,相当于在电阻电感负载上加上纯正弦交流电压时，其电流滞后于电压的角度为。为了更好的分析单相交流调压电路在感性负载下的工作情况，此处分三种工况分别进行讨论。 图1-1电路图