单相交流调压电路仿真.doc

目 录一、单相交流调压电路（电阻负载）11 原理图12 建立仿真模型13 仿真波形34 小结5二、单相交流调压电路（阻感负载）61 原理图62建立仿真模型63 仿真波形74 小结88一、 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U2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时，触发导通VT1，导通角为= ；在负半周+时，触发导通VT2，导通角为= 。负载端电压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（），若正负半周以同样的移相角触发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 触发脉冲参数图1-6 触发脉冲参数3 仿真波形设置触发脉冲分别为0、60、120、180。与其产生的相应波形分别如图1-6、图1-7、图1-8、图1-9。在波形图中第一列波为触发脉冲波形，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1-6 =0单相交流调压电路（电阻负载）仿真结果图1-7 =60单相交流调压电路（电阻负载）仿真结果图1-8 =120单相交流调压电路（电阻负载）仿真结果图1-9 =180单相交流调压电路（电阻负载）仿真结果4 小结在电源电压正半波（0区间），晶闸管Ug1承受正向电压，在t=处触发晶闸管，晶闸管开始导通，形成负载电流Id，负载上有输出电压和电流。在t=时刻，U2=0，电源电压自然过零，晶闸管电流小于维持电流而关断，负载电流为0。在电源电压负半波（2区间），晶闸管Ug2承受正向电压，在t=+180度处触发晶闸管Ug2，Ug2导通，而Ug1受反向电压，晶闸管不导通到电压电源U2的下个周期的正半波，脉冲在t=2+处又触发Ug1晶闸管，晶闸管再次被触发导通，输出电压和电流有加在负载上，如此不断反复。二、 单相交流调压电路（阻感负载）1 原理图图2-1为阻感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与电感L串联接到交流电源U2上。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，故电流不能立即为零，此时晶闸管导通角的大小不但与控制角有关，而且与负载阻抗角有关。两只晶闸管门极的起始控制点分别定在电源电压每个半周的起始点，的最大变化范围0=180，正负半周有相同的角。如图2-1。图2-1 单相交流调压电路（阻感负载）原理图2建立仿真模型利用Simulink软件对升压式直流斩波电路（Boost）进行仿真，如图2-2图2-2 单相交流调压电路（阻感负载）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结束时间10，如图1-3。电源参数，如图1-4。触发脉冲参数，如图1-5、1-6。3 仿真波形设置触发脉冲分别为0、30、150。与其产生的相应波形分别如图2-3、图2-4、图2-5。在波形图中第一列波为触发脉冲波形，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2-3 =0单相交流调压电路（阻感负载）仿真结果图2-4 =30单相交流调压电路（阻感负载）仿真结果图2-5 =150单相交流调压电路（阻感负载）仿真结果4 小结单相交流调压电路带组感性负载时，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。以上各图为电感值由0.01增大到0.1其他参数不变时得到的波形，由上图可以看到一个很明显的