单相交流调压电路的设计修改

1、请输入学校名称请输入专业论文请输入论文标题姓 名： 请输入姓名学 号： 请输入学号指导教师：请输入指导教师2022年3月9日8前言 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。 交流调压电路广

2、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。一、设计条件：（1） 电网：220V，50Hz（2） 负载：阻感负载，电阻和电感参数自定，阻抗角不要太大，可在1030度之间（3） 采用两个晶闸管反向并联结构（4） 采用单节晶体管简易触发电路，单节晶体管分压比=0.50.8之间自选（5） 同步变压器的参数自定二、设计任务：（1） 晶闸管的选型。（2） 控制角移相范围的计算。（3） 触发电路自振荡频率的选择：电位器Re及电容C的参数选择 （4） 主电路图的设计：包括触发电路及主电路3、 具体要求： （1）计算晶闸

3、管可能流过的最大有效电流，选择晶闸管的额定电流 （2）分析晶闸管可能承受到的最大正向、反向电压，选择晶闸管的额定电压。 （3）计算负载阻抗角，得到控制角的实际移相范围 （4）合理选择触发电路的自振荡参数 （5）画出完整的主电路图。4、 调压电路相关元件及参数选定 取负载阻抗R=100,阻抗角=18°，由tan=，=2f=314，得L=0.103 H故Z=R+jL=100+j30.5=33.84.1晶闸管选型   （1）晶闸管承受的正反压 由图b的波形图可以看出晶闸管可能承受的最大正向电压为，最大反向电压为，又因为=220V，=311.08V，故

4、晶闸管的额定电压为=（23）×311.08，取安全裕量值为2.6，则=2.6×311.08=808.9V （2）用标么值求晶闸管可能流过的最大有效电流，并计及=180°，= ，可得到的上限值，即故流过晶闸管的最大电流有效值为=0.5××=4.6A所以晶闸管的额定电流为IN=(1.52)×，取安全裕量值为2，则IN=2× =5.86A查课本选定通态电流为10A的晶闸管4.2控制角移相范围的计算控制角，导通角与负载阻抗角之间的关系为： 当=时，由上式可以算出每个晶闸管的导通角=180°，此时每个晶闸管轮流导通180&#

5、176;，相当于两个晶闸管轮流被短接，负载电流处于连续状态，输出完整的正弦波。当>时，<180°，正负半波电流断续，越大，越小，波形断续越严重。当<时，>180°，电路中会形成单相半波整流现象，会形成很大的直流分量，无法维持电路的正常工作。 根据以上分析，当<并采用宽脉冲触发时，负载电压电流总是完整的正弦波，改变控制角，负载电流电压的有效值不会随之改变，故电路失去交流调压的作用，所以在感性负载时为了达到交流调压的目的控制角的实际移相范围为。在本次设计的电路中的范围为18° 4.3触发电路振荡频率f及电位器Re电容器C的计算p

6、a由于控制角的移相范围18° ，故取=60°由=t=2ft可得T=t=s，又因为f=，=0.5，代入数据可得C=0.0048F 取Re=48K ,C=100uF  5、 主电路图的设计 5.1、主电路设计 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。主电路采用两个晶闸管反并联与负载电阻R电感L串联组成主电路。（a） 阻感负载单相交流调压电路 （b）阻感性负载的波形图工作原理： 当电源电压在正半周时，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，在时刻来了一个触发

7、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+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

8、。5.2、触发电路的设计  晶闸管触发电路应满足下列要求：触发脉冲应有足够的频率，触发脉冲的电压和电流应大于晶闸管要求的值，并留有一定的裕量。触发脉冲的相位应能够在规定范围内移动。触发脉冲与晶闸管主电路路电源必须同步，两者频率应该相同而且要有固定的相位关系，使每一周期都能在同样的相位上触发。触发脉冲的波形要符合要求。 根据题目所给定的设计条件，选择单结晶体管简易触发电路如下图（1）所示， 其中变压器的变比应选为11:1， 图（1） 将两电路中的点相接就得到完整的电路,如下图（2）所示 图（2）六、设计总结  通过一个学期对电子变流技术的学习，我对电力电子这门课程有

9、了一定的了解，但是很少能将理论知识应用到实际的电路设计当中。而这次的课程设计，给我了一个机会。在实际设计过程中遇到了很多的问题，也曾经毫无头绪，但是，通过自己查阅相关的资料，自己独立思考， 完成了这次课程设计。  在这次课程设计中，我学到了很多课本上没有的知识，体会到很多知识在实际设计中的重要应用，并初步掌握了单相交流调压电路的相关知识。与此同时还提高了我独立思考的能力，以及和大家交流互助的能力。  本次设计让我真正的感受到了自己动手的乐趣所在， 由于我知识贮备的不足，可能还有许多细节没有处理好，设计中或许存在一些不足之处，还请老师指教，以后我会更加努力。七、参考文献 1、王兆安 电力电子变流技术 第四版 北京 机械工业出版社 20032、顶道宏 电力电子技术