单相交流调压器的设计

武汉理工大学《电力电子技术》课程设计报告书

课程设计任务书

学生姓名： 邓林杰 专业班级： 自动化0806班 指导教师： 刘芙蓉 工作单位： 自动化学院 题 目: 单相交流调压器的设计 初始条件：

技术要求：

设计一单相交流晶闸管调压电路，要求用作控制从200V单相交流电源送至电阻为5Ω、电感为15ml的串联负载电路的电压电流。

要求完成的主要任务:

1、 方案设计

2、 完成主电路的原理分析,各主要元器件的选择 3、 触发电路的设计

4、 利用matlab仿真软件建模并仿真，获取电压电流波形，依据控

制角与负载阻抗角的关系，对结果进行分析 5、 撰写设计说明书

时间安排：1周

布置题目 电路设计 撰写说明书 0.5天 1天 1天 熟悉题目、收集资料 绘图仿真 答辩 0.5天 1．5天 0．5天

指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日

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目录

1 设计任务及设计目的................................................ 4

1.1 电路设计任务.................................................................................................. 4 1.2 电路设计的目的.............................................................................................. 4 2 主电路的设计............................................................................................................ 5

2.1 主电路的原理分析.......................................................................................... 5 2.2 主电路器件的选择.......................................................................................... 5 3 触发电路的设计........................................................................................................ 8

3.1 晶闸管触发电路的简单介绍.......................................................................... 8 3.2 晶闸管的工作原理.......................................................................................... 8 3.3 触发电路.......................................................................................................... 8 4 总的电路图....................................................... 11 5 仿真波形......................................................... 12

5.1 触发角为0°时的仿真波形......................................................................... 12 5.2 触发角为30°时的仿真波形....................................................................... 13 5.3 触发角为60°时的仿真波形....................................................................... 14 5.4 触发角为90°时的仿真波形....................................................................... 15 5.5 触发角为120°时的仿真波形..................................................................... 16 5.6 触发角为150°时的仿真波形..................................................................... 17 6 结果分析 .................................................................................................................18 心地体会 ....................................................................................................................19 参考文献......................................................................................................................20

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摘要

本次实验的题目是单相交流调压电路的设计，主要是设计出主电路和触发电路，通过触发电路触发主电路中的反并联的晶闸管来控制负载电压电流。触发电路产生的触发脉冲的延迟角也是可以调节的，通过对它的调节来达到对输出控制的目的。在MATLAB中连接好总电路图，用示波器观察输出结果，直观方便。MATLAB这一功能强大的软件给我们带来了很多方便，让我们对于设计电路的结果分析 更加清晰明确。本次课程设计我们学到了很多知识，知道了单相交流调压电路的组成已经触发电路的结构，知道了调压的基本原理，这对我们课堂所学的知识是个巩固和加强，让我们把课堂所学的知识真实的用到实践中，亲自动手，也增强了我们的动手能力，对我们的将来的发展起到了很好的作用。

关键字： 调压电路 MATLAB 示波器 Summary

The subject of this experiment is single-phase AC voltage regulator

circuit design, mainly to design the main circuit and trigger circuit, trigger circuit is triggered by the main circuit in the anti-parallel thyristors to control the load voltage and current.Trigger circuit generates the trigger pulse delay angle is adjustable, adjust it to achieve by the output control.In matlab the total circuit connected with the oscilloscope output, easy and intuitive.Matlab This powerful software has brought us a lot of convenience, let us analyze the results for the design of the circuit is more clear.The curriculum we learned a lot, know the composition of single-phase AC voltage regulator circuit has been triggered circuit structure, know the basic principles of the regulator, which is the knowledge we learned in the classroom is to consolidate and strengthen, so wethe knowledge learned in the classroom practice of real use, hands-on, but also enhances our ability, our future has played a good role.

Keywords: trigger circuit voltage MATLAB oscilloscope

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单相交流调压器的设计

1 设计任务及设计目的

1.1 电路设计任务

1 方案设计

2 完成主电路的原理分析，各主要元器件的选择 3 触发电路的设计

4 利用MATLAB仿真软件建模并仿真，获取电压电流波形，依据控制 角与负 载阻抗角的关系，对结果进行分析

1.2 电路设计的目的

电力电子技术是我们大三下学期学的一门很重要的专业课，课本上讲了很多电路，比如各种单相整流电路，逆变电路，三相整流电路，三相逆变电路，基本斩波电路等各种电路，通过对这些电路的学习，让我们知道了如何将交流变为直流，又如何将直流变为交流。并且通过可控整流调节输出电压的有效值，以达到我们的目的。而本次单相交流调压电路的设计，我们需要用晶闸管的触发电路来实现调节输入电压的有效值，然后加到负载上。本次课程设计期间，我们自己通过在网上搜索相关的资料，到图书馆查阅书籍，以及同学之间的相互帮助，让我们学到了很多知识。通过对主电路的设计与分析，对晶闸管触发电路的设计与分析，了解了他们的工作原理，知道了该电路是如何实现所要实现的功能的，这让我们受益匪浅。通过对设计报告的撰写，电路的设计，提高了我们的能力，为我们以后的毕业设计以及今后的工作打下了坚实的基础。

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2 主电路的设计

2.1 主电路的原理分析

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，本次实验对阻感负载予以重点讨论。图中的2个晶闸管也可以用一个双向晶闸管代替。在交流电源u1的正半周和负半周，分别对2个晶闸管的移相控制角进行控制就可以调节输出电压。单相交流调压电路的主电路图如下图

图2-1 单相交流调压主电路

2.2 主电路器件的选择

主电路中所用到得器件比较少，主要是200V单相交流电源，2个反并联的晶闸管，还有一个阻感负载。其中2反并联的晶闸管可用一个双相晶闸管代替，阻感负载可以用一个电阻和一个电感串联，也可以用一个串联谐振代替2个反并联的晶闸管。 晶闸管的选择：

1 选择正反向电压

可控硅在门极无信号，控制电流Ig为0时，在阳(A)一一阴(K)极之间加(J2)处于反向偏置，所以，器件呈高阻抗状态，称为正向阻断状态，若增大UAK而

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