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单相交流调压电路性能研究

单相交流调压电路性能研究
单相交流调压电路性能研究

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

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α、负载阻抗角φ都有关系。其中负载阻抗角

)

arctan(R wL =?,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φ

。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φαφαφα<=>,,三种工况分别进行讨论。

图1-1电路图

(1)φα>情况

上图1-1所示为单相反并联交流调压电路带感性负载时的电路图,以及在控制角触发导通时的输出波形图,同电阻负载一样,在i u 的正半周时,在αω=t 时触发Vt1,Vt1导通,输出电压o u =i u ,电流o i 从0开始上升。当电压到达过零点时,由于是感性负载,电流o i 滞后于电压o u ,当电压达到过零点时电流不为0电流不为零,之后o i 继续下降,Vt1仍然导通,输出电压出现负值。直到电流下降到零时,Vt1自然关断,输出电压为零。正半周结束,期间电流o i 从0开始上升到再次下降到0这段区间称为导通角0θ。由后面的分析可知,在φα>工况下,

180<φ因此在2T 脉冲来之前1T 已关断,正负电流不连续。在电源的负半周2T 导通,工作原理与正半周相同,在o i 断续期间,晶闸管两端电压波如下图

α>情况下的波形)

图1-2(φ

α=φ情况

(2)

α=φ时,当正半周Vt1关断时,Vt2恰好触发导通,在一个周期内当控制角

两只晶闸管轮流导通180°。此时负载电流i。临界连续,负载电流是一个滞后电源电压φ角的正弦电流。该工况下两个晶闸管相当于两个二极管,或输入输出直接相连,输出电压及电流连续,相当于晶闸管失去控制,无调压作用。

图1-3α=φ情况下的输出波形

(3) φα<情况

在φα<工况下,阻抗角φ相对较大,相当于负载的电感作用较强,使得负载电流严重滞后于电压,晶闸管的导通时间较长,此时式仍然适用,由于φα<,

公式右端小于0,只有当 180)(>-+φαθ时左端才能小于0,因此 180>θ,如

图所示,如果用窄脉冲触发晶闸管,在α=wt 时刻1T 被触发导通,由于其导通角

大于180

,在负半周)(πα+=wt 时刻为2T 发出出发脉冲时,1T 还未关断,2T 因

受反压不能导通,1T 继续导通直到在)(πα+=wt 时刻因1T 电流过零关断时,2T 的窄脉冲

2

G u 已撤除,2T 仍然不能导通,直到下一周期1T 再次被触发导通。这样就

形成只有一个晶闸管反复通断的不正常情况,这一现象称为“半相半波整流现象”负载电流i 。始终为单一方向,在电路中产生较大的直流分量;因此为了避免这种情况发生,应采用宽脉冲或脉冲列触发方式。

图1-4φα<下窄脉冲触发方式时输出波形

1.2.2晶闸管的介绍

晶体闸流管简称晶闸管,也称为可控硅整流元件(SCR),是由三个PN结构成的一种大功率半导体器件。在性能上,晶闸管不仅具有单向导电性,而且还具有比硅整流元件更为可贵的可控性,它只有导通和关断两种状态。

三、晶闸管的工作原理分析在

分析SCR的工作原理时,常将其等效为两个晶体管V1和V2串级而成。

此时,其工作过程如下:

如果IG(门极电流)注入V2基极,V2导通,产生IC2(β2IG )。它同时为V1的基极电流,使V1导通,且IC1= β 1IC2,IC1加上IG进一步加大V2的基极电流,从而形成强烈的正反馈,使V1.V2很快进入完全饱和状态。此时SCR 饱和导通,通过SCR的电流由R确定为EA/R。UAK之间的压降相当于一个PN结加一个三极管的饱和压降约为1V。此时,将IG调整为0,即UGK<0,也不能解除正反馈,G极失去控制作用。

晶闸管静态工作特性:只有当晶闸管承受正向电压并且有门极触发电流的情况下才能导通。导通后,门极失去控制作用,不论门极触发电流是否存在,都保持导通,只有通过外电路使得流过晶闸管的电流为零才能让晶闸管关断。

1.3负载电流分析

为了分析负载电流o i 的表达式及导通角θ与α、φ之间的关系,假设电压坐标原点如图所示,在αω=t 时刻晶闸管T 1导通,负载电流i 0应满足方程

L

0Ri d d t

io

+=i u =i U 2sin t ω 其初始条件为 i 0|αω=t =0,

解该方程,可以得出负载电流i 0在α≤t ω≤θα+区间内的表达式为 i 0=

])sin()[sin()

(2tan /)(2φαωφαφωω-----+t i e t L R U .

当t ω=θα+时,i 0=0,代入上式得,可求出θ与α、φ之间的关系为

sin (θα+-φ)=sin (α-φ)e φθtan /-

利用上式,可以把θ与α、φ之间的关系用下图的一簇曲线来表示。

图1-6θ与α、φ之间的关系曲线

图中以φ为参变量,当φ=00时代表电阻性负载,此时θ=180 -α;若φ为某一特定角度,则当α≤θ时,θ=180 ,当α>φ时,θ随着α的增加而减小。

上述电路在控制角为α时,交流输出电压有效值U O 、负载电流有效值I o 、晶闸管电流有效值I T 分别为

U o =U i π

θααθ)

22sin(2sin +-+

I 0=2I m ax

o I

T

*

I T =2 I m ax

o I

T

*

式中,I m ax o 为当α=0时,负载电流的最大有效值,其值为

I

m ax

o =22)(l R U i

ω+

I

T

*为晶闸管有效值的标玄值,其值为

I T *

=φπθφαθπθcos 2)2cos(sin 2++-

由上式可以看出,I T *

是α及φ的函数下图给出了以负载阻抗角φ为参变量时,晶闸管电流标幺值与控制角α的关系曲线。

1-7晶闸管电流标幺值与控制角α的关系曲线

当α、φ已知时,可由该曲线查出晶闸管电流标幺值,进而求出负载电流有效值I 0

及晶闸管电流有效值I T

1.4单相交流调压主电路及触发电路图如下:

1.5仿真参数设置

1.建立一个仿真模型的新文件。在 MATLAB 的菜单栏上新建一个Model文件这时出现一个空白的仿真平台,在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。

2.在simulink菜单下面找到simpowersystems和simulink从中找出所需的晶闸管,交流电源,电压表,电流表,示波器,阻感负载等。

3.将找到的模型正确的连接起来,如下图所示

4.参数设置

⑴触发脉冲参数设置如下图所示:

其中将周期(period)设置为0.02

触发脉冲宽度(pulse width)设置为5

相位滞后(phase delay)脉冲一触发角可设为A=0-0.01之间的任意数,脉冲二的触发角为B=A+0.01,他们之间的对应关系如下

⑵负载参数设置

如果负载为电阻性负载,则将电感(inductance )

设为0,电容(capacitance )设为inf,电阻设置为200Ω。如果主电路改接电阻电感负载,R 可以再100~200Ω范围内调节,取R=100,确定阻抗角a 为30 °, 由公式)arctan(R wL =?计算可得L=0.184H 。

⑶电源参数设置

电源电压设为220V ,频率设为50Hz,相位角设为0,采样时间设为0。 ⑷仿真器设置

为便于观察波形,将仿真时间设为0.06(三个周期)

仿真算法(solver )设为ode23t ,其他参数设为默认,设置好后的参数如下图所示:

2.仿真

参数设置好后,点击(start simulink )开始仿真,为便于比较,先将负载设为电阻性负载,改变触发角,观察波形变化,不同触发角时的波形如下

2.1电阻性负载仿真波形

R=200,触发角为60°

R=200,触发角为180°

2.1.1波形分析

以上各图分别为电阻性负载触发角A为0°,60°, 120°,150°时所得的

仿真波波形,,图中第一个波形为触发脉冲的波形,第二个为晶闸管两端电压的

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。此时负载

α=φ=0时,负载电流时连续为电阻性负载时,阻抗角为零,当触发角为零时即

α>0时,电流不连续。说明α=φ为电流连续的临界条件。负载电压的,当触发

和负载电流波形一致,随着触发角的增大,波形的占空比减小,当触发角为度时

180°时,负载电压.电流波形为一条直线,由此可以说明单相交流调压电路带电

阻性负载时的触发角α的取值范围为0°-180°。

2.2阻感性负载(H=0.184)

(1)将负载设为阻感性,电阻取100Ω,电感值设为0.184H,阻抗角为30°改

变触发角,观察仿真波形。用脉冲宽度为10的宽脉冲触发。

R=100欧姆,L=0.184H,触发角为0°

R=100Ω,L=0.184H,触发角为150°

(2)负载依然是阻感性,电阻取100Ω,电感取0.551H,此时阻抗角为60°,改变触发角,观察仿真波形,用脉冲宽度为1的窄脉冲触发。

R=100Ω,L=0.551H,触发角为60°

2.2.1波形分析

以上(1)中阻抗角为30°,图为触发角α为0°,30°,150°时所得的仿真波波

形,(2)中阻抗角为60°,图为触发角α为0°,60°,120°所得的仿真波形。

第一个波形为触发脉冲的波形,第二个晶闸管两端电压的波形,第三个波形为负

α=φ时电流是连续的,α>φ时载电流的波形,第四个波形为负载电压的波形。

α<φ的时候,如果触发脉冲为宽脉冲(如1中),则电流是连电流都不连续,在

α=φ是电流连续的条续的,如果触发脉冲为窄脉冲,则电流不连续。由此说明

α<φ也可以得到连续的电流,其他情况下的电件,并且在宽脉冲的触发的时候

流都是不连续的。

随着触发角的增大,负载两端电流和电压波形的占空比逐渐减小。电流和电

压有效值减小,由于电感的影响电流波形滞后于电压波形,这是因为电感的储能

作用。当触发脉冲到来时,正向晶闸管导通,电压发生跳变,由于电感的作用,

电流只能从零开始变化,同时电感开始储能。当电源电压变为负时正向晶闸管并

不能关断,直到电感中的储能释放完,这就是负载两端电压和电流波形不一致的

原因。并且可以知道触发角的取值为0-180°。

2.3.实验结果分析

(1)在主电路负载R=200Ω,L=0H的电阻性负载时,触发角为零的时候晶闸管两端电压的波形在在正负半周都是一条靠近X轴的直线,是因为电阻性负载在触发角为零的时候两个晶闸管是轮流导通的,其两端电压就是晶闸管的临界导通电压。

(2)在主电路负载R=100Ω,L=0.551的阻感性负载时(此时阻抗角为60°),在触发角为零的时候,在窄脉冲的触发下,晶闸管两端电压在正半周时基本为零,

α<φ的时候,在窄脉冲的触发下,电流电压不连续,基本上没有负值,说明在

只有晶闸管VT1导通,晶闸管VT2基本上是一直处于截止状态的。说明晶闸管只有在正向电压下加门极电流触发才能导通。

(3)由以上的工作波形可得晶闸管不仅具有单向导电性,并且晶闸管的导通电压比较小,控制特性好,可以很好的充当开关。

3.触发电路的设计

在单相交流调压电路中,触发电路很重要,所以我们必须的对器件KJ004

作一个深入的了解

KJ004可控硅移项触发电路适用于单相、三相全控桥式供电装置中,作可控硅的双路脉冲移相触发。KJ004器件输出两路相差180度的移项脉冲,可以方便地构成全控桥式触发器线路。该电路具有输出负载能力大,移项性好,正负半周脉冲相位均衡性好、移相范围宽、对同步电压要求低,有脉冲列调制输出端等功能与特点。

下面我们看一下KJ004的内部原理图

基于matlab的单相交流调压电路的设计与仿真

目录 前言 (2) 1.主电路设计 (3) 1.1.设计内容及技术要求 (3) 1.2设计内容 (3) 1.3.工作原理 (3) 1.4.建模仿真 (9) 2.仿真 (11) 2.1.电阻性负载仿真波形 (11) 2.1.1.波形分析 (16) 2.2.阻感性负载(H=0.01) (16) 2.2.1.波形分析 (20) 2.3.阻感性负载(H=0.1) (20) 2.3.1.波形分析 (23) 3.触发电路的设计 (23) 4.保护电路的设计 (25) 4.1过电压的产生及过电压保护 (25) 4.2.晶闸管的过电流保护 (26) 5.设计体会 (27) 参考文献 (28)

前言 本次课程设计主要是研究单相交流调压电路的设计。由于交流调压电路的工作情况与负载的性质有很大的关系,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。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。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,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,随电机负载大小自动调压,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。

单相三相交流电路计算公式归纳

《单相、三相交流电路》功率计算公式

三相电源一般都是对称的,多用三相四线制 三相负载包括:星型负载和三角形负载 不对称时:各相电压、电流单独计算,对称时:只需计算一相。 千瓦电流值:220v阻性: 1000w/220v=4.5A 220v感性:1000w/(220*0.8)=5.5A 380v阻性:1000w/3/220v=1.5A 380v感性:I线=1000w/(380*1.7*0.8)=1.9A 三相四线制中的零线截面通常选为相线截面的1/2左右。在单相线路中,零线与相线截面相同。 U相220v×√3=U线380v U相380v×√3=U线660v 220v×3=660v (三角:线电压=相电压=380v) 相电流:(负载上的电流),用Iab、Ibc、Iac表示。相电压:任一火线对零线的电压U A、U B、U C 线电流:(火线上的电流),用I A、I B、I C表示。线电压:任意两火线间的电压U AB、U BC、U CA 星形:I线(IA、IB、IC)=I相(Iab、Ibc、Iac),U线=380V(UAB、UBC、UCA)=√3×U相(UA、UB、UC=220V), P相=U相×I相, P总=3P相=√3×U线×I相=√3×U线×I线; 三角:I线(IA、IB、IC)=√3×I相(Iab、Ibc、Iac),U线=380V(UAB、UBC、UCA)=U相(UA、UB、UC),P相=U相×I相,P总=3P相=√3×I线×U相=√3×I线×U线。

单相电有功功率:P= U相I相cosφ 1千瓦=4.5-5.5A 三相电有功功率: P总=3U相I相cosφ=3x220xI相cosφ P总=√3U线I线cosφ=1.732x380xI线cosφ三相电1千瓦线电流:IA、IB、IC:=P总/√3U线cosφ=1000kw/(380x√3x0.8)=2A 铜线的安全截流量为5-8A/平方毫米,铝线的安全截流量为3-5A/平方毫米。 在单相电路中,每1平方毫米的铜导线可以承受1KW功率负载; 三相平衡电路,每1平方毫米的铜导线可以承受2-2.5KW的功率。 相电压:三根火线中任意相线与零线之间的电压叫相电压Ua.Ub,Uc 线电压:三相电路中A、B、C三相引出线相互之间的电压,又称线电压。 不论星形接线还是三角形接线,三个线电压分别是UAB、UBC和UCA,

电力电子课程设计单相交流调压电路

电力电子课程设计单相交流调压电路电力电子 课程设计说明书 题目: 单相交流调压电路课程设计 院系: 水能 专业班级: 学号: 学生姓名: 摘要 交流调压电路广泛用于灯光控制(如调光灯和舞台灯光控制)及异步电动机的软启动,也用于异步电动机调速。在电力系统中,这种电路还常用于对无功功率的连续调节。此外,在高电压小电流或低电压大电流直流电源中,也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。在这些电源中如采用晶闸管相控整流电路,高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联;同样,低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联。这都是十分不合理的。采用交流调压电路在变压器一次侧调压,其电压、电流值都比较适中,在变压器二次侧只要用二极管整流就可以了。这样的电路体积小、成本低、易于设计制造。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。用在电热制、交流电动机速度控制、灯光控制和交流稳压器等合。与自耦变压器调压方法相比,交流调压电路控制简便,调节速度快,装置的重量轻、体积小,有色金属耗也少。 目录

1、电路设计的目的及任 务 .................................................................... 1 1.1课程设计的目的与要 求 (1) 1.2课程设计的内 容 ..................................................................... (1) 1.3仿真软件的使 用 ..................................................................... (2) 1.4设计方案选 择 ..................................................................... ....... 2 2、单相交流调压主电路设计及分 析 (3) 2.1 电阻性负 载 ..................................................................... (3) 2.1.1 电阻性负载的交流调压器的原理分析 (3) 2.1.2 结果分 析 ..................................................................... (6)

实验三--单相交流调压电路实验

信息科技大学 电力电子技术实验报告 实验项目:单相交流调压电路实验 学院:自动化 专业:自动化(信息与控制系统) /学号:贾鑫玉/2012010541 班级:自控1205班 指导老师:白雪峰 学期: 2014-2015学年第一学期

实验三单相交流调压电路实验 一.实验目的 1.加深理解单相交流调压电路的工作原理。 2.加深理解交流调压感性负载时对移相围要求。 二.实验容 1.单相交流调压器带电阻性负载。 2.单相交流调压器带电阻—电感性负载。 三.实验线路及原理 本实验采用了锯齿波移相触发器。该触发器适用于双向晶闸管或两只反并联晶闸管电路的交流相位控制,具有控制方式简单的优点。 晶闸管交流调压器的主电路由两只反向晶闸管组成。 四.实验设备及仪器 1.教学实验台主控制屏 2.NMCL—33组件 3.NMEL—03组件 4.NMCL-05(A)组件或NMCL—36组件 5.二踪示波器 6.万用表 五.注意事项 在电阻电感负载时,当α

单相交流电路

单相交流电路(9学时) 重点掌握电阻、电容、电感加正弦交流电的各物理关系式。掌握单相交流电路的分析方法;三角形的概念,功率因数提高的概念以及相量图的分析方法,掌握串联谐振的基本概念。 3—1 正弦交流电与正弦量的表示法(2学时) 教学目的:1.掌握正弦交流电的三要素、相位差; 2.掌握正弦交流电的表示方法。 教学重点:掌握正弦交流电的三要素、相位差及正弦交流电的相量表示方法。教学难点:正弦交流电的相量表示方法。 教学方法:课堂讲授 教学过程: 一、回顾直流量的特点,比较直流量和正弦交流量的区别。 二、正弦量的三要素 波形图 1.最大值与有效值I 推导最大值与有效值的关系,得出: 因此,正弦量又可表示成: 2.频率f与周期T , 我国的工频为50Hz 。 角频率与频率和周期的关系: 3.初相位 1.相位差

设, ,即等于初相位之差。 若,说明u超前i;,说明u滞后i。 注意:相位差是指两个同频率正弦量之间相位差。 结论:三要素已知,可以唯一地确定一个正弦量;换句话,要完整表示一个正弦量,须知道三要素。 三、正弦交流电的相量表示 1.复数表示法:代数形式、三角形式和指数形式 举例:已知复数的代数形式为:,求它的指数形式。

2.复数的运算: 加减运算: 乘除运算: 3.正弦量的相量表示法:相量的指数表示法和相量图。 相量图 举例:已知,,求u、i的相量形式和相量图。 解: 作业: 书后习题3 - 1 、3 – 2。 3—2 单一元件的交流电路(2学时) 教学目的:1.掌握纯电阻交流电路中电流和电压的关系、功率; 2.掌握纯电感交流电路中电流和电压的关系、功率; 3.掌握纯电容交流电路中电流和电压的关系、功率。 教学重点:纯电感、纯电容交流电路中电流和电压的关系、功率关系。 教学难点:纯电感、纯电容交流电路中电流和电压的关系。 教学方法:课堂讲授 教学过程:

单相交流调压电路

单相交流调压电路 一、工作原理 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所示。之所产生的滞后由于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ɑ、负载阻抗角φ都有关系。其中负载阻抗角)arctan(R wL =?,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φ。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φαφαφα<=>,,三种工况分别进行讨论。 (1)φα>情况 图1 电路图(截图) 图2 工作波形图φα>(截图)

上图所示为单相反并联交流调压电路带感性负载时的电路图,以及在控制角 触发导通时的输出波形图,同电阻负载一样,在i u 的正半周α角时, i T 触发导通,输出电压o u 等于电源电压,电流波形o i 从0开始上升。由于是感性负载,电流o i 滞后于电压o u ,当电压达到过零点时电流不为0,之后o i 继续下降,输出电压o u 出现负值,直到电流下降到0时,1T 自然关断,输出电压等于0,正半周结束,期间电流o i 从0开始上升到再次下降到0这段区间称为导通角0θ。由后面的分析可知,在φα>工况下,ο180<φ因此在2T 脉冲到来之前1T 已关断,正负电流不连续。在电源的负半周2T 导通,工作原理与正半周相同,在o i 断续期间,晶闸管两端电压波形如图2所示。 为了分析负载电流o i 的表达式及导通角θ与α、φ之间的关系,假设电压坐标原点如图所示,在αω=t 时刻晶闸管T 1导通,负载电流i 0应满足方程 L 0Ri d d t io +=i u =i U 2sin t ω 其初始条件为: i 0|αω=t =0, 解该方程,可以得出负载电流i 0在α≤t ω≤θα+区间内的表达式为 i 0=])sin()[sin()(2tan /)(2φαωφαφωω-----+t i e t L R U . 当t ω=θα+时,i 0=0,代入上式得,可求出θ与α、φ之间的关系为 sin (θα+-φ)=sin (α-φ)e φθtan /- 利用上式,可以把θ与α、φ之间的关系用下图的一簇曲线来表示。

单相交流电路的分析

新疆大学 课程设计报告 所属院系:电气工程学院 专业:电气工程及其自动化 课程名称:电路 设计题目:单相交流电路的分析 班级:电气 13-2 学生姓名: 学生学号: 指导老师 : 李劲 完成日期: 2016年6月20

足 过程 电气短学期课程设计任务

单相交流电路的分析 应用谐振现象选择信号是电子技术中经常采用的方法。日常生活中我们听广播,看电视能选择不同的电台,电视频道,就是借助能选择信号的谐振电路,我们在学习有关谐振电路时,对谐振现象的物理模型以及谐振电路如何对信号具有选择性比较难理解,而且传统试验仪仅采用有手动描点法测定RLC串联电路的相关参数。 含电感,电容和电阻元件的单口网路,在某些工作频率上,出现端口电压和电流波形相位相同的情时,称为电路发生谐振。能发生谐振的电路,称为谐振电路。谐振电路在电子和通信中得到了广泛应用。 单相交流电作用下,RL串联电路的电压、电流之间的关系,RC串联电路的电压、电流之间的关系,RLC串联电路的电压、电流之间的关系。并用向量图的形式直观的表示其电压电流之间的关系。 串联谐振是指所研究的串联电路部分的电压和电流达到同相位,即电路中电感的感抗和电容的容抗在数值上时相等的,从而使所研究电路呈现纯电阻特性,在给定端电压的情况下,所研究的电路中将出现最大电流,电路中消耗的有功功率也最大。 设计方案 设计原理 一个优质电容器可以认为是无损耗的(即不计其漏电阻),而一个实际线圈通常具有不可忽略的电阻。把频率可变的正弦交流电压加至电容器和线圈相串联的电路上。若R、L、C和U的大小不变,阻抗角和电流将随着信号电压频率的改变而改变,这种关系称之为频率特性。当信号频率为f=1/2 LC 时,即出现谐振现象,且电路具有以下特性:将出现最大电流,电路中消耗的有功功率也最大。 要求: (1)分别验证单一参数电阻、电感、电容两端的电压及流过的电流间的大小关系、相位关系。 (2)以RLC串联电路为例,验证总电压、总电流与阻抗的关系(包括大小和相位)。 (3)用瓦特计测量单相电路的功率。 (4)对仿真结果进行分析、讨论。

单相交流调压电路仿真

目录 一、单相交流调压电路(电阻负载) (1) 1 原理图 (1) 2 建立仿真模型 (1) 3 仿真波形 (4) 4 小结 (6) 二、单相交流调压电路(阻感负载) (6) 1 原理图 (6) 2建立仿真模型 (7) 3 仿真波形 (8) 4 小结 (9)

一、 单相交流调压电路(电阻负载) 1 原理图 图1-1为纯电阻负载的单相调压电路。图中晶闸管VT1和VT2反并联连接与负载电阻R 串联接到交流电源U 2上。当电源电压正半周开始时出发VT1,负半周开始时触发VT2,形同一个无触点开关,允许频繁操作,因为无电弧,寿命特长。在交流电源的正半周αω=t 时,触发导通VT1,导通角为1θ= απ-;在负半周αω=t +π时,触发导通VT2,导通角为2θ= απ-。负载端电压U 为下图所示斜线波形。这时负载电压U 为正弦波的一部分,宽度为(απ-),若正负半周以同样的移相角α触发VT1和VT2,则负载电压U 的宽度会发生变化,那么负载电压有效值也将随α角而改变,从而实现交流调压。 图1 -1单相交流调压电路的电路(电阻负载)原理图 2 建立仿真模型 根据原理图用MATLAB 软件画出正确的仿真电路图,如图1-2。

图1-2 单相交流调压电路电路(电阻负载)的MATLAB仿真模型 仿真参数,算法(solver)ode15s,相对误差(relativetolerance)1e-3,开始时间0.0结束时间2.0如图1-3。 图1-3 仿真时间参数 电源参数,如图1-4。

图1-4 交流电源参数触发脉冲参数设置,如图1-5、1-6。 图1-5 触发脉冲参数

单相交流调压电路课程设计完整版

单相交流调压电路课程 设计 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

《电力电子技术》课程设计设计题目: 单相交流调压电路 院(系): 能源工程学院 专业年级: 13级电气二班 姓名: 徐刚刚 学号: 指导教师: 荆红莉 2015年12月 28日

课程设计(论文)任务及评语 院(系):能源工程学院教研室:电气工程及其自动化 : 成 绩 : 平 时 20% 论 文 质 量 60% 答 辩 20% 以 百 分 制 计 算 前 言 电 力 电 子 技 术 是研究采用电力电子器件实现对电能的交换和控制的科学,是20世纪50年代诞生, 70年代迅速发展起来的一门多学科互相渗透的综合性技术学科。这些技术包括以节约 能源、提高照明质量为目的的绿色照明技术;以节约能源、提高运行可靠性并更好地 满足产要求为目的的交流变频调速技术,以提高电力系统运行的稳定性、可控制性为

目的,并可有效节能的灵括(柔性)交流输电技术等等。随着电力半导体制造技求、徽电子技术、汁算机技术,以及控制理论的不断进步。电力电子技求向着大功率、高频化及智能化方向发展,应用的领域将更加广阔。 交流调压电路广泛应用于灯光控制,如调光台灯和舞台灯光控制及其异步电动机的软启动,也应用于异步电机调速。在电力系统中,这种电路也用于对无功功率的调节。 目录

1 单相交流调压电路的设计 设计目的和要求分析 =210伏。要求分设计一个单相交流调压电路,要求触发角为60度。输入交流U 2 析: 1. 单相交流调压主电路设计,原理说明; 2.触发电路设计,每个开关器件触发次序与相位分析; 3.保护电路设计,过电流保护,过电压保护原理分析; 4.参数设定与计算(包括触发角的选择,输出平均电压,输出平均电流,输出有功功率计算,输出波形分析,器件额定参数确定等可自己添加分析的参数); 5. 相关仿真结果。 由以上要求可知该系统设计可分为四个部分:交流调压主电路设计、触发电路设计、保护电路设计及相关计算和波形分析部分。 2 设计方案选择 本系统主要设计思想是:采用两个晶闸管反向并联加负载为主电路,外加触发电路;触发电路控制晶闸管的导通,从而控制输出。其系统框图如下所示: 3 控制电路。在每半个周波内通过对晶间管开通相位的控制,以方便地调节输出电压的有效值,这种电路称为交流调压电路。这种电路还用干对无功功率的连续调节。此外,在高电压小电流或低电压大电流直流电源中,也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。采用晶闸管相控整流电路,高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联;同样,低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联,这都是十分不经济的。采用交流调压电路在变压器一次侧调压,其电压电流值都不太大也不太小,在变压器二次侧只要用二极管整流就可以了。但这种交流调压电路控制方便,体积小、投资省计制造简单。因此广泛应用于需调温的工频加热、灯光调节及风机、泵类负载的异步电

单相交流调压电路的性能研究

单相交流调压电路的性能研究 摘要:随着用电设备种类的增加、功能的多样化,它们对电源的要求也就各不相同,普通的市交流电已经不能满足这些要求。因此,就需要对市交流电压进行调整以获取需要的电压。目前,较为常用的交流调压技术手段除了老式的电感式调压器外,主要就是采用晶闸管交流调压装置。交流调压电路是一个带有双向晶闸管的单相交流调压电路,其功能与一般的单相交流调压电路类似,但是它的控制电路与其他电路的控制电路相比起来要简单的多,更容易控制,故使用起来更加方便。 关键词:交流调压电路;单相交流调压电路;单相交流调压电路的谐波分析 0.前言 交流调压电路广泛应用于灯光控制(如调光台灯和舞台灯光控制)及异步电动机的软启动,也用于异步电动机调速。在电力系统中,这种电路还常用于对无功功率的连续调节。此外,在高电压小电流或低电压大电流直流电源中,也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。交流调压电路可分为单相交流调压电路和三相交流调压电路。前者是后者的基础,所以对单相交流调压电路的性能研究十分重要。 1.交流调压电路 把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中,通过对晶闸管的控制就可以控制交流输出,这种不改变交流电的频率电路称为交流电力控制电路。在每半个周波那通过对晶闸管开通相位的控制,可以方便地调节输出电压的有效值,这中电路称为交流调压电路。交流调压电路分为单相交流调压电路和三相交流调压电路。 2.单相交流调压电路 2.1单相交流调压电路的电路图 图1 单相交流调压电路图 2.2电阻负载

图2 电阻负载单相交流调压电路及其波形 在上图中晶闸管VT1 VT2 也可以用双向晶闸管代替。在电源U 的正半周内,晶闸管V 承受正向电压,当ωt=α时触发V 使其导通则负载上得到缺α角的正弦半波电压,当电源电压过0时,V 管电流下降为0而关断,在电源电压U 的负半周,V 晶闸管承受正向电压,当ωt=α+π时,触发V 使其导通,则负载上得到缺α角的正弦负半波电压,改变α角大小,就改变了输出电压有效值大小。 负载电压电压有效值为 ( ) ()π απαπ ωωπ πα -+ == ?2sin 21d sin 21 1 2 1o U t t U U 负载电流有效值 π απαπ -+ = = 2sin 21R U R U I o o 晶闸管电流有效值 ()) 22sin 1(2 1sin 22112 1π απ αωωππα+ - =??? ? ?? = ?R U t d R t U I T 电路功率因数 π απαπ λ-+ = = = = 2s i n 211 o o 1o o U U I U I U S P 由图和公式可以看出α移项范围从0到π,α=0时,相当于晶闸管一直接通,输出电压为最大值,U o =U I ,随着α的增大,U o 降低,直到α=π时,U o =0,此外,α=0时,功率因 数λ=1,随着α的增大,输入电流落后于电压并且发生畸变,λ也随之降低。 2.3阻感负载

第2章单相交流电路复习练习题

第2章单相交流电路复习练习题 一、填空 1.纯电容交流电路中通过的电流有效值,等于加在电容器两端的 电压 除以它的 容抗 。 2.在RLC 串联电路中,发生串联谐振的条件是 感抗 等于 容抗 。 3.确定正弦量的三要素有 最大值 、 角频率 、 初相角 。 4.纯电感交流电路中通过的电流有效值,等于加在电感两端的 电压 除以它的 感抗 。 5.纯电阻交流电路中通过的电流有效值,等于加在电阻两端的 电压 除以它的 电阻 。 6.在RL 串联交流电路中,通过它的电流有效值,等于 电压 除以它的 阻抗值 。 7.在感性负载的两端适当并联电容器可以使 功率因数 提高,电路的总 电流 减小。 8、任何一个正弦交流电都可以用 有效值 相量和 最大值 相量来表示。 9、已知正弦交流电压V )60314sin(2380?-=t u ,则它的有效值是 380 V ,角频率是 314 rad/s 。 10、实际电气设备大多为 感 性设备,功率因数往往 较低 。若要提高感性电路的功率因数,常采用人工补偿法进行调整,即在感性线路(或设备)两端并联 适当的电容器 。 11、电阻元件正弦电路的复阻抗是 R ;电感元件正弦电路的复阻抗是 jX L ;电容元件正弦电路的复阻抗是 -j X C ;RLC 串联电路的复阻抗是 R +j (X L -X C ) 。 12、各串联元件上 电流 相同,因此画串联电路相量图时,通常选择 电流 作为参考相量;并联各元件上 电压 相同,所以画并联电路相量图时,一般选择 电压 作为参考相量。 13、电阻元件上的伏安关系瞬时值表达式为 i =u /R ,因之称其为即时元件;电感元件上伏安关系瞬时值表达式为 dt di L u L = ,电容元件上伏安关系瞬时值表达式为 dt du C i C C = ,因此把它们称之为动态元件。 14、能量转换过程不可逆的电路功率常称为 有功功率 功率;能量转换过程可逆的电路功率叫做 无功功率 功率;这两部分功率的总和称为 视在 功率。 15、负载的功率因数越高,电源的利用率就 越高 ,无功功率就 越小 。 16、只有电阻和电感元件相串联的电路,电路性质呈 电感 性;只有电阻和电容元件相串联的电路,电路性质呈 电容 性。 17、当RLC 串联电路发生谐振时,电路中阻抗最小且等于 电阻R ;电路中电压一定时电流最大,且与电路总电压 同相 。 18.已知正弦交流电压V )60314sin(2380?-=t u ,则它的频率为 50 Hz ,初相角是 60 o。 19.在电阻元件的的电路中,已知电压的初相角为40o,则电流的初相角为 40 o。 20.在电感元件的的电路中,已知电压的初相角为40o,则电流的初相角为 -60 o。 21.在电容元件的的电路中,已知电压的初相角为40o,则电流的初相角为 130 o。

单相交流调压电路课程设计

新疆工业高等专科学校电气系课程设计说明书 题目:单项交流调压电路(反并联)设计(纯电阻负载) 专业班级: 学生姓名: 指导教师: 完成日期:2012-6-8

新疆工业高等专科学校 电气系课程设计任务书 2012学年2学期2012年6月6日专业供用电技术班级课程名称电力电子应用技术 设计题目单项交流调压电路(反并联)设计(纯电阻 负载) 指导教师 起止时间2012-6-4至2012-6-8周数一周设计地点新疆工程学校设计目的: 设计任务或主要技术指标: 设计进度与要求: 主要参考书及参考资料: 教研室主任(签名)系(部)主任(签名)年月日

新疆工业高等专科学校电气系 课程设计评定意见 设计题目:单相交流调压(反并联)设计(纯电阻负载) 学生姓名:专业班级供电 评定意见: 评定成绩: 指导教师(签名):年月日 评定意见参考提纲: 1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。 2.学生的勤勉态度。 3.设计或说明书的优缺点,包括:学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。

前言 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。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。

【开题报告】交流单相在线式不间断电源

开题报告 电气工程及其自动化 交流单相在线式不间断电源 一、选题的背景与意义 随着社会的发展,人类对电能的需求正日益增加,同时对电能质量以及供电安全性的要求也越来越高。现代社会中,电能是一种使用最为广泛的能源,其应用程度是衡量一个国家发展水平的重要标志之一。在银行、证券、通信、工业自动化生产线、办公自动化、医疗、甚至物业管理等各行业中,供电故障将有可能带来巨大的经济损失。特别是随着Internet高速发展和信息化、网络化建设步伐的加快,数据安全成为各行业普遍关注的问题,供电故障对数据的安全性无疑是致命的。使用不间断电源(UPS, Uninterruptible Power System),确保关键用电设备的安全性是解决上述问题的最重要的方法之一。 自二十世纪六十年代出现了新型的交流不间断供电系统以来。以美国为代表的发达国家相继展开对UPS的研究、生产、应用工作。发展至今,己研究制造出形形色色种类繁多的各式UPS,由从前的简单用途(开始只给计算机供电)发展到今天几乎深入到国民经济的各个领域,如科研、国防、航天、通讯、医疗卫生、工农业生产、银行证券、商贸销售、交通运输等等。 在巨大的市场需求推动下,UPS进入高速发展时期,在此期间形成了许多著名的专业UPS研究生产厂商。如来自欧洲的梅兰日兰,来自美国的爱克赛、APC等。 于此同时,作为UPS消费大国的中国,不论是大功率UPS市场还是小功率UPS市场,我国的国产UPS市场占有率都小于50%,甚至30%都不到。上世纪九十年代以来,国内一些优秀品牌(例如:四通UPS)在UPS市场异军突起,取得了一些令人瞩目的成绩,凭借在技术上的不断追求和本土化的生产服务优势,逐渐成为中小功率UPS市场的主力军。洋品牌在技术上有一定优势,同时价格也较为昂贵,在中大功率UPS市场(10KVA以上)上,洋品牌凭借长期的技术积累优势更加明显。由此可见,与国外相对成熟繁荣的现状相比,我国在UPS研究与生产领域都还处于弱势阶段,因此提高我国自主生产的UPS产品的市场竞争力,加强对UPS技术的研究和开发就显得尤为重要了。

单相交流调功电路正文

1概述 1.1晶闸管交流调功器 交流调功器:是一种以晶闸管为基础,以智能数字控制电路为核心的电源功率控制电器,简称晶闸管调功器,又称可控硅调功器,可控硅调整器,可控硅调压器,晶闸管调整器,晶闸管调压器,电力调整器,电力调压器,功率控制器。具有效率高、无机械噪声和磨损、响应速度快、体积小、重量轻等诸多优点。 1.2 交流调压与调功 交流调功电路的主电路和交流调压电路的形式基本相同,只是控制的方式不同,它不是采用移相控制而采用通断控制方式。交流调压是在交流电源的半个周期内作移相控制,交流调功是以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断,即负载与交流电源接通几个周波,再断开几个周波,通过改变接通周波数和断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。如图3-21所示,这种电路常用于电炉的温度控制,因为像电炉这样的控制对象,其时间常数往往很大,没有必要对交流电源的各个周期进行频繁的控制。只要大致以周波数为单位控制负载所消耗的平均功率,故称之为交流调功电路。 1.3 过零触发和移相触发 过零触发是在设定时间间隔内,改变晶闸管导通的周波数来实现电压或功率的控制。过零触发的主要缺点是当通断比太小时会出现低频干扰,当电网容量不够大时会出现照明闪烁、电表指针抖动等现象,通常只适用于热惯性较大的电热负载。 移相触发是早期触发可控硅的触发器。它是通过调速电阻值来改变电容的充放电时间再来改变单结晶管的振荡频率,实际改变控制可控硅的触发角。早期可控可是依靠这样改变阻容移相线路来控制。所为移相就是改变可控硅的触发角大小,也叫改变可控硅的初相角。故称移相触发线路。

2系统总体方案 2.1交流调功电路工作原理 单相交流调功电路方框图如图2.1.1所示。 图2.1.1 交流调功电路的主电路和交流调压电路的形式基本相同,只是控制的方式不同,它不是采用移相控制而采用通断控制方式。交流调压是在交流电源的半个周期内作移相控制,交流调功是以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断,即负载与交流电源接通几个周波,再断开几个周波,通过改变接通周波数和断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。如图2.1.2所示,这种电路常用于电炉的温度控制,因为像电炉这样的控制对象,其时间常数往往很大,没有必要对交流电源的各个周期进行频繁的控制。只要大致以周波数为单位控制负载所消耗的平均功率,故称之为交流调功电路。 图2.1.2 LO AD BCR TLC336A1 A2 g u 脉宽可调矩形波信号发生器

单相交流电习题

单相交流电重点习题 一、选择题 1. 交流电每秒钟变化的角度叫() A. 频率 B. 角频率 C. 周期 D. 初相位 2. 交流电的周期越长,说明交流电变化得() A.越快 B.越慢 C.不变 D.不一定 3. 我国规定,动力、照明的频率为() A. 1KHz B. 100Hz C. 50Hz D. 5Hz 4. 在e = E m·Sin (ωt+φ)中,瞬时值为() A. t B.φ C. E m D. e 5. 在交流电路中,由万用表测得的数值一般是() A. 瞬时值. B. 有效值. C. 最大值. D. 平均值. 6. 某汽轮发电机有一对磁极,如果需产生的电动势为50HZ,则发电机电枢的转速为() A.3000转/分 B. 1500转/分 C.100转/分 D. 50转/分 7.表示正弦交流电变化快慢的参数为() A .初相位. B. 频率. C. 瞬时值. D. 最大值. 8.一般电器所标或仪表所指出的交流电压、电流的数值是() A. 最大值 B. 有效值 C. 平均值 D. 瞬时值 9.某一灯泡上写着额定电压为220V,这是指() A. 最大值. B. 有效值. C. 瞬时值. D. 平均值. 10.正弦交流电的最大值等于有效值的() A. √2倍 B. 2倍 C. 1/ √2倍 D. 1/2倍 11.已知两个正弦量为u1 =20 Sin (314t +30o) V , u2 = 40 Sin (314t – 60o) V , 则,() A. u1比u2超前30o B. u1比u2滞后30o C. u1比u2超前90o D. 不能判断相位差 12.两个同频率正弦交流电的相位差等于180o时,则它们相位关系是() A. 同相位 B. 反相位 C. 相位相等 13.两个正弦交流电流的瞬时表达式为:i1=10Sin(314t+30o)A, i2=15Sin(314t+45o)A 。这两个式子中相同的物理量是()A. 最大值. B. 有效值. C. 周期. D. 初相位. 14.把110V的交流电压加在55Ω的电阻上,则电阻上() A. U=110V,I=2A B. U m=110V,I m=2A C. U m=110V,I=2A D. U=110V,I m=2A 15. 已知一个电阻上的电压为u=10 √2 Sin (314t – 90o) V,测得电阻上所消耗的功率为20W,则这个电阻的阻值为() A. 5Ω B.10Ω C. 20Ω D. 40Ω 16. 在纯电容正弦交流电路中,增大电源频率时,其它条件不变,电路中电流将() A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 都有可能. 17.在纯电感正弦交流电路中,电压有效值不变,增大电源频率时,电路中电流将() A. 增大. B. 减小. C. 不变. D. 都有可能. 18.若电路中某元件两端的电压u =36 Sin (314 t–180o) V, i1 =4 Sin(314t+ 180o)A,则该元件是() A. 电阻 B. 电感 C. 电容 D. 电压 19.若电路中某元件两端的电压u =10 Sin (314 t + 45o) V, i1 =5Sin(314t+ 135o)A,则该元件是() A. 电阻 B. 电感 C. 电容 D. 电压 20. 在R、L串联电路中,有() A. Z=R+X L B. Z=R2+(ωL)2 C. Z= √R2+(ωL)2 D. Z=R2+1/(ωL)2 21. 在R、C串联电路中,有() A. Z=R–ωC B. Z=√R2+(ωC)2 C. Z= √R2–(1/ωC)2 D. Z= √R2+(1/ωC)2 22.如图所示是RLC串联电路的矢量图,由矢量图可知,该电路的性质是() A.感性电路. B.容性电路. C.阻性电路. D. 无法判断. 23.如图是电流、电压的旋转矢量图,由矢量图可知() A.电流超前电压75o. U U I I 请浏览后下载,资料供参考,期待您的好评与关注!

实验3三相交流调压电路实验

实验3 三相交流调压电路实验 一、实验目的 (1) 了解三相交流调压触发电路的工作原理。 (2) 加深理解三相交流调压电路的工作原理。 (3) 了解三相交流调压电路带不同负载时的工作特性。 二、实验所需挂件及附件 三、实验线路及原理 交流调压器应采用宽脉冲或双窄脉冲进行触发。实验装置中使用双窄脉冲。实验线路如图3-1所示。

图中晶闸管均在DJK02上,用其正桥,将D42三相可调电阻接成三相负载,其所用的交流表均在DJK01控制屏的面板上。 四、实验内容 (1)三相交流调压器触发电路的调试。 (2)三相交流调压电路带电阻性负载。 (3)三相交流调压电路带电阻电感性负载(选做)。 图3-1三相交流调压实验线路图 五、预习要求 (1)阅读电力电子技术教材中有关交流调压的内容,掌握三相交流调压的工作原理。 (2)如何使三相可控整流的触发电路用于三相交流调压电路。 六、实验方法 (1)DJK02和DJK02-1上的“触发电路”调试

①打开DJK01总电源开关,操作“电源控制屏”上的“三相电网电压指示”开关,观察输入的三相电网电压是否平衡。 ②将DJK01“电源控制屏”上“调速电源选择开关”拨至“直流调速”侧。 ③用10芯的扁平电缆,将DJK02的“三相同步信号输出”端和DJK02-1“三相同步信号输入”端相连,打开DJK02-1电源开关,拨动“触发脉冲指示”钮子开关,使“窄”的发光管亮。 ④观察A、B、C三相的锯齿波,并调节A、B、C三相锯齿波斜率调节电位器(在各观测孔左侧),使三相锯齿波斜率尽可能一致。 ⑤将DJK06上的“给定”输出U g直接与DJK02-1上的移相控制电压U ct 相接,将给定开关S2拨到接地位置(即U ct=0),调节DJK02-1上的偏移电压电位器,用双踪示波器观察A相同步电压信号和“双脉冲观察孔”VT1的输出波形,使α=180°。 ⑥适当增加给定U g的正电压输出,观测DJK02-1上“脉冲观察孔”的波形,此时应观测到单窄脉冲和双窄脉冲。 ⑦将DJK02-1面板上的U 端接地,用20芯的扁平电缆,将DJK02-1的 lf “正桥触发脉冲输出”端和DJK02“正桥触发脉冲输入”端相连,并将DJK02“正桥触发脉冲”的六个开关拨至“通”,观察正桥VT1~VT6晶闸管门极和阴极之间的触发脉冲是否正常。 (2)三相交流调压器带电阻性负载 使用正桥晶闸管VT1~VT6,按图3-21连成三相交流调压主电路,其触发脉冲己通过内部连线接好,只要将正桥脉冲的6个开关拨至“接通”,“U lf”端接地即可。接上三相平衡电阻负载,接通电源,用示波器观察并记录α=30°、60°、90°、120°、150°时的输出电压波形,并记录相应的输出电压有效值,填入下表:

完整word版单相交流调压电路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 )(截图单相交流调压电路的电路原理图(电阻性负载)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: - 1 -

MATLAB仿真模型单相交流调压电路的模型参数设置2.1A.Pulse Generator B.Pulse Generator 1

- 2 - 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 °,MATLAB仿真波形如下: a. 触发角α=0

α=0°单相交流调压电路仿真结果(截图) °,MATLAB仿真波形如下: b. 触发角α=60 )截图°单相交流调压电路仿真结果α =60(- 3 -

°,MATLAB仿真波形如下: c. 触发角α=120 )截图°单相交流调压电路仿真结果(α=1204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 )截图( 单相交流调压电路的电路原理图(阻感性负载) - 4 - 1.2 工作原理

晶闸管单相交流调压及调功电路课程设计

目录 绪论 (1) 1 调压调功原理简介 (2) 2 交流调压电路波形及相控特性分析 (3) 2.1 带电阻性负载 (3) 2.1.1 原理 (3) 2.1.2 计算与分析 (3) 2.2 带阻感性负载 (4) 2.2.1 原理分析 (4) 2.2.2 计算与分析 (4) 2.2.3 α<φ的情况 (6) 3 方案设计 (7) 3.1 主电路的设计 (7) 3.1.1 主电路图 (7) 3.1.2 参数计算 (7) 3.1.3 调功电路的设计 (8) 3.2 触发电路的设计 (9) 3.2.1 芯片介绍 (9) 3.2.2 触发电路图 (10) 3.3 保护电路的设计 (11) 3.3.1 原理 (11) 3.3.2 计算 (12) 3.3.3 保护电路图 (13) 4 电阻炉负载过零控制特性分析 (14) 5 MATLAB仿真 (15) 6个人小结 (17) 参考文献 (18)

绪论 交流-交流变流电路,即把一种形式的交流变成另一种形式交流的电路。在进行交流-交流变流时,可以改变相关的电压(电流)、频率和相数等。交流-交流变流电路可以分为直接方式(无中间直流环节方式)和间接方式(有中间直流环节方式)两种。而间接方式可以看做交流-直流变换电路和直流-交流变换电路的组合,故交-交变流主要指直接方式。其中,只改变电压、电流或对电路的通断进行控制,而不改变频率的电路称为交流电力控制电路,改变频率的电路称为变频电路。采用相位控制的交流电力控制电路,即交流调压电路;采用通断控制的交流电力控制电路,即交流调功电路和交流无触点开关。 交流调压电路广泛用于灯光控制(如调光台灯和舞台灯光控制)及异步电动机的软启动也用于异步电动机调速。在电力系统中,这种电路还常用于对无功功率的连续调节。此外,在高电压小电流或低电压大电流直流电源中,也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。在这些电源中如果采用晶闸管相控整流电路,高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联,低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联,十分不合理。采用交流调压电路在变压器一次侧调压,其电压、电流值都比较适中,在变压器二次侧只要用二极管整流就可以了。这样的电路体积小、成本低、易于设计制造。其分为单相和三相交流调压电路,前者是后者基础,这里只讨论单相问题。 交流调功电路常用于电炉的温度控制,其直接调节对象是电路的平均输出功率。像电炉温度这样的控制对象,其时间常数往往很大,没有必要对交流电源的每个周期进行频繁的控制,只要以周波数为单位进行控制就足够了。通常控制晶闸管导通的时刻都是在电源电压过零的时刻,这样,在交流电源接通期间,负载电压电源都是正弦波,不对电网电压电流造成通常意义的谐波污染。

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