单相交流调压电路设计.docx
- 文档编号:3377467
- 上传时间:2022-11-22
- 格式:DOCX
- 页数:9
- 大小:140.25KB
单相交流调压电路设计.docx
《单相交流调压电路设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《单相交流调压电路设计.docx(9页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
单相交流调压电路设计
中北大学
电子技术课程设计任务书
2012/2013学年第一学期
学院:
信息与通信工程学院
专业:
电气工程及其自动化
学生姓名:
XXX
学号:
XXXXXXXX
课程设计题目:
单相交流调压电路设计
起迄日期:
12月24日~01月4日
课程设计地点:
电气工程系软件实验室
指导教师:
XXX
系主任:
XXX
下达任务书日期:
2012年12月24日
课程设计任务书
1.设计目的:
1.加深理解《电力电子技术》课程的基本理论
2.掌握电力电子电路的一般设计方法,具备初步的独立设计能力
3.学习MATLAB仿真软件及各模块参数的确定
2.设计内容和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等):
设计条件:
1.电源电压:
交流100V/50Hz
2.输出功率:
500W
3.触发角
4.阻感负载
根据课程设计题目和设计条件,说明主电路的工作原理、计算选择元器件参数。
设计内容包括:
1.整流变压器额定参数的计算
2.晶闸管电流、电压额定参数选择
3.触发电路的设计
3.设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕:
1.根据设计题目要求的指标,通过查阅有关资料分析其工作原理,确定各器件参数,设计电路原理图;
2.利用MATLAB仿真软件绘制主电路结构模型图,设置相应的参数。
3.用示波器模块观察和记录电源电压、触发信号、晶闸管电流和电压,负载电流和电压的波形图。
课程设计任务书
4.主要参考文献:
[1].王兆安.电力电子技术.机械工业出版社.2009
[2].李传琦.电力电子技术计算机仿真实验.电子工业出版社.2005
[3].洪乃刚.电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真.机械工业出版社.2006
[4].钟炎平.电力电子电路设计.华中科技大学出版社.2010
5.设计成果形式及要求:
1.电路原理图及各器件参数计算
2.MATLAB仿真
3.编写课程设计报告。
6.工作计划及进度:
2012年12月24日~12月25日设计电路,计算参数
12月26日~12月31日对设计的电路进行MATLAB仿真
2013年01月01日~01月04日编写课程设计说明书,答辩或成绩考核
系主任审查意见:
签字:
年月日
目录
1绪论……………………………………………………………………………………1
1.1设计的目的…………………………………………………………………………1
1.2设计的意义…………………………………………………………………………1
1.3本人所做的工作及电路的主要功能………………………………………1
2系统总体方案………………………………………………………………………2
2.1总体框图……………………………………………………………………………2
2.2单项交流调压电路设计的原理…………………………………………2
2.3触发电路及参数计算………………………………………………………3
3硬件电路设计及描述………………………………………………………4
3.1主电路的设计………………………………………………………………………4
4电路仿真及结果分析………………………………………………………5
4.1电路仿真………………………………………………………………………………5
4.2结果分析………………………………………………………………………………5
5课程设计体会………………………………………………………………6
参考文献……………………………………………………………………7
第一章绪论
1.1设计的目的
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。
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。
1.2设计的意义
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
1.3本人所做的工作及电路的主要功能
在研究单项交流调压电路理论基础上,进行原理图的设计以及参数的计算设定。
使所达到的功能与课程设计的要求相符。
然后采用Matlab的可视化仿真工具Simulink建立单项交流调压电路理论的仿真模型,对输出电压、控制角、故障现象以及负载特性等进行了动态仿真与研究,得到相应的实验波形图,并观察是否与理论值的差异。
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。
第二章系统的整体方案
2.1电路的设计及框架图
电路采用单项交流调压器带阻感负载时的电路图如下所示,在负载和交流电源间用两个反并联的晶闸管T1,T2相连
2.2电路的设计原理
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上图所示。
当电源电压U1在正半周时,晶闸管VT1承受正向电压,但是没有触发脉冲晶闸管VT1没有导通,在α时刻来了一个触发脉冲,晶闸管VT1导通,晶闸管VT2在电源电压是正半周时承受反向电压截止,当电源电压反向过零时,由于负载电感产生感应电动势阻止电流变化,故电流不能马上为零,随着电源电流下降过零进入负半周,电路中的电感储存的能量释放完毕,电流到零,晶闸管VT1关断。
当电源电压U1在负半周时,晶闸管VT2承受正向电压,但是没有触发脉冲晶闸管VT2没有导通,在π+α时刻来了一个触发脉冲,
晶闸管VT2导通,晶闸管VT1在电源电压是负半周时承受反向电压截止,当电源电压反向过零时,由于负载电感产生感应电动势阻止电流变化,故电流不能马上为零,随着电源电流下降过零进入负半周,电路中的电感储存的能量释放完毕,电流到零,晶闸管VT2关断。
参数计算
触发脉冲电源频率为50Hz,T=0.02s,
时则晶闸管VT1在0.001666s触发,晶闸管VT2在0.011666s时触发。
晶闸管额定电压
晶闸管电压有效值
根据
得额定电流
负载电压有效值
负载测列出电路微分方程
负载功率因素角
解得
功率因数
三硬件电路的设计及描述
3.1主电路的设计
四电路仿真及结果分析
4.1电路仿真
4.2结果分析
以上仿真波形分别是电源电压,脉冲,晶闸管电流及电压,负载电流及电压。
根据把a=30代入下面公式
得
可以看出,仿真结果与计算结果相符在Simulink环境下利用电力系统模块中的电力电子器件组成的单项交流调压电路,并对电路进行理论分析与仿真实验。
结果表明,单项交流调压电路有调压效果。
五课程设计体会
通过本次课程设计让我对电力电子的理论知识得到了深化和理解,不但提高了自己的查找资料能力,同时也提高了独立思考、独立收集资料、独立设计的能力。
通过课设使我能够较全面地巩固和应用本课程中所学的基本理论和基本方法,并初步掌握单相交流调压电路设计以及相关的知识。
本课设主要利用晶闸管触发电路、,达到输出交流电压可调的目的。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 单相 交流 调压 电路设计
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)