电力电子课程设计-单相交流调压电路的设计汇.doc

各专业全套优秀毕业设计图纸 目 录 1引言 1 2 单相交流调压的目的 2 3 主电路的设计与分析 3 3.1 主电路设计 3 3.2 工作情况分析 5 3.2.1 电阻负载工作情况分析 5 3.2.2 阻感负载工作情况分析 5 4 触发电路 9 4.1 触发电路的选择 9 4.2 触发电路的工作原理 9 4.3 集成块的电参数及引脚功能 10 4.3.1 KC05的电参数 10 4.3.2 KC05的引脚功能 11 5 保护电路 12 5.1 晶闸管的过电压保护 12 5.2 晶闸管的过电流保护 12 6 结论 14 7 心得体会 15 参考文献 16 1引言 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。其中，只改变电压、电流而而不改变交流频率的电路成为交流交流电力控制电路，包括交流调压电路，交流调功电路，交流电力电子开关等；在改变电压电流的同时，不需要该变其频率的交流—交流变频电路成为交交变频电路，即直接把一种频率的交流变频变换成另一种频率或可变的交流。因此，也称为直接变频电路。另外，还有一种交直交变频电路。先将交流整流成直流，再将直流经无缘逆变电路变换成频率可变的交流电能，这种带有中间直流环节的变频电路也称为间接变频电路。? 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。 2 单相交流调压的目的 交流电力控制电路是指通过晶闸管等电力电子器件对输入输出之间的交流电能进行变换与控制的电路形式，其常用的控制方式有四种：相位控制、周期控制、通断控制、斩波控制。根据不同的控制方式可以将交流电力控制系统分为以下几种基本类型：交流调压电路、交流调功电路、交流电力电子开关、交流斩波调压电路 上述四种交流电力控制系统中，交流调压电路应用最为广泛。交流调压电路是采用相位控制方式的交流电力控制电路，通常是将两个晶闸管反并联后串联在每相交流电源与负载之间。在电源的每半个周期内触发一次晶闸管，使之导通。与相控整流电路一样，通过控制晶闸管开通时所对应的相位，可以方便的调节交流输出电压的有效值，从而达到交流调压的目的。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。 单相交流调压电路是对单相交流电的电压进行调节的电路。交流调压电路主要应用在电热控制、交流电动机速度控制、交流稳压器等场合，主要有灯光调节（如调光台灯、舞台灯光控制等），温度调节（如工频加热、感应加热、需控制的家用电器等），泵及风机等异步电动机的软起动，交流电机的调压调速（如纺织、造纸、冶金等领域的调压调速），随电机负载大小自动调压（对于起动机等有较长时间空载或轻载的负荷，自动调压可以节省电能），变压器初级调压（在高压小电流或低压大电流直流电源中，如采用晶闸管相孔整流电路，需要很多晶闸管串联或并联，若采用交流调压电路在变压器初级调压。其电压电流值都比较合理，在变压器次级只要用二极管整流即可，从而达到减少体积、减低成本的目的）。 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。 3 主电路的设计与分析 3.1 主电路设计 采用两个晶闸管反向并联设计单相交流调压电路。 电阻负载 (a)主电路 (b)工作波形 图2-1 电阻负载时的主电路与工作波形 阻感负载 (a)主电路 (b)工作波形 图2-2 阻感负载时的主电路与工作波形 3.2 工作情况分析 和整流电路一样，交流调压电路的工作情况也和负载性质有很大的关系，因此分别予以讨论。 3.2.1 电阻负载工作情况分析 当负载为纯电阻负载时，图2-1(a)中T1和T2也可以用一个双向晶闸管代替。在交流电源的正半周角时，T1触发导通，输出电压等于电源电压，电流波形从0开始上升。在交流电源的负半周角时，T2触发导通，工作原理与正半周相同，其工作波形如图2-1(b)所示。 3.2.2 阻感负载工作情况分析 交流调压电路可以带电阻性负载，也可以带电感性负载，如感应电动机或其它电阻电感混合负载等。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