单相交流调压电路的课程设计.doc
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单相交流调压电路的课程设计.doc
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电力电子技术课程设计说明书
单相交流调压电路的设计
院、部:
电气与信息工程学院
学生姓名:
李啸龙
指导教师:
肖文英职称副教授
专业:
自动化
班级:
1101班
完成时间:
2014年5月
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
关键词:
交流;调压;电动机调速;电力系统;变压器;
ABSTRACT
Acvoltagecircuitiswidelyusedinlightingcontrol(suchasdimmerandstagelightingcontrol)andasynchronousmotor,alsousedinthesoftstart-upinductionmotordrive.Inthepowersystem,thecircuitisalsooftenusedtoreactivepowerofcontinuousadjustment.Inaddition,inhighvoltageandlowvoltage,current,orsmallcurrentdcpowersupply,oftenalsoadoptacvoltagetransformervoltageregulatingcircuit.Inthesepowersuchasusingthyristorrectifiercircuitcontrolofhighvoltage,lowcurrentcontrolleddcpowerneedsmanythyristorseries,Similarly,lowvoltagedccurrentneedsmanythyristorparallel.Thisisveryreasonable.Adoptacvoltagetransformervoltagecircuitintheside,thevoltageandcurrentaremoderate,asintransformerwithdioderectifierside.Thiscircuit,smallvolume,lowcost,easytodesignandmanufacture.
Single-phaseacvoltagecircuitofsingle-phaseacvoltageistoadjustthecircuit.Usedinelectricheatingsystem,acmotorspeedcontrol,lightingcontrolandacstabilizeretc.Sincethevoltagetransformerwithdecouplingmethod,exchangeregulatingcircuitcontrolandspeedregulation,thedevice,lightweight,smallsize,non-ferrousmetalconsumptionisless
Keywords:
communication;Voltageregulation;Motordrive;Powersystem;Transformer;
目录
1单相交流调压电路设计目的及务······························5
1.1设计目的··············································5
1.2设计要求及分析·······································5
1.3设计方案选择········································5
2单相交流调压主电路设计及分析······························5
2.1电阻负载···············································6
2.1.1建立模型仿真·······································6
2.1.2仿真参数设置·······································6
2.1.3结果分析··········································10
2.2阻负载感············································11
3触发电路·················································16
4保护电路·················································18
4.1保护电路设计········································18
4.2过电压的产生及过电压保护····························18
4.3晶闸管过电流保护····································19
5总电路图·················································21
6单相交流调压电路参数设定与计算···························21
6.1单相交流调压变流器参数设定··························21
6.2单相交流调压变流器电路分析··························21
6.3输出平均电压、电流及输出有功功率····················22
7总结与体会···············································24
参考文献···················································25
致谢·······················································26
附录·······················································27
1单相交流调压电路设计目的及任务
1.1设计目的
电力电子技术是专业技术基础课,做课程设计是为了让我们运用学过的电路原理的知识,独立进行查找资料、选择方案、设计电路、撰写报告、制作电路等,进一步加深对变流电路基本原理的理解,提高运用基本技能的能力,为今后的学习和工作打下良好的基础,同时也锻炼了自己的实践能力。
1.2设计要求及分析:
设计一个单相交流调压电路,要求触发角为45度.反电势负载E=40伏,输入交流U2=210伏。
分有LB和没有LB两种情况分析.L足够大,C足够大
(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);
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。
下面分别做详细的介绍。
1.3设计方案选择
本课程设计方法:
采用两个普通晶闸管反向并联设计单相交流调压电路。
2.单相交流调压主电路设计及分析
所谓交流调压就是将两个晶闸管反并联后串联在交流电路中,在每半个周波内通过控制晶闸管开通相位,可以方便的调节输出电压的有效值。
交流调压电路广泛用于灯光控制及异步电动机的软启动,也用于异步电动机调速。
此外,在高电压小电流或低电压大电流之流电源中,也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。
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,因此下面就反电势电阻负载予以重点讨论。
2.1电阻负载
图1、图2分别为反电势电阻负载单相交流调压电路图及其波形。
图中的晶闸管VT1和VT2也可以用一个双向晶闸管代替。
在交流电源U2的正半周和负半周,分别对VT1和VT2的移相控制角进行控制就可以调节输出电压。
图1反电势电阻负载单相交流调压电路图图2输入输出电压及电流波形图
2.1.1建立模型仿真
根据原理图用MATALB软件画出正确的仿真电路图2-3,
2.1.2仿真参数设置
设置触发脉冲α分别为30°、60°、90°、120°。
与其产生的相应波形分别如图2-4、图2-5、图2-6、图2-7。
在波形图中第一列波为晶闸管电流波形,第二列波为晶闸管电压波形,第三列波为负载电流波形,第四列波为负载电压波形。
图3matlab电阻负载仿真
图40°时,单相交流调压电路波形
图530°时,单相交流调压电路波形
图660°时,单相交流调压电路波形
图790°时,单相交流调压电路波形
图8150°时,单相交流调压电路波形
图9180°时,单相交流调压电路波形
2.1.3结果分析
上面图5---图10给出了分别为0度、30度,60度,90度、150度和180度时单相交流调压电路的纯电阻负载的电压和电流的仿真波形。
当晶闸管触发控制角=0时,U=U2,负载两端的电压U和流过其电流的波形均为正弦波。
当>0时,U、的波形为非正弦波,控制角从0~180度范围改变时,输出电压有效值U从U2下降到0,控制角对输出电压U的移相可控区域是0---180度。
把角等于0度、30度,
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- 单相 交流 调压 电路 课程设计