单相交流调压电路(电阻负载)

1、电力工程与管理 201110844 李宁军实验一：单相交流调压电路(电阻负载)一、 实验内容对单相交流调压电路的原理能够理解，并能够通过MATLAB仿真得出当为不同角度时的仿真波形。最后通过分析仿真波形来了解单相交流调压电路（电阻负载）的工作情况。电路模型由交流电源、反并联的两个晶闸管、触发模块、电阻负载组成。单相交流调压电路（电阻负载）如图1-1所示。我所要分析的问题是为不同值时，输出电压及电流的波形变化。图1-1二、 实验原理图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

2、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。三、 实验步骤在MATLAB新建一个Model，命名为zuxingfuzai，同时模型建立如下图所示图1-2 电阻负载的电路建模图四、 仿真结果仿真参数：选择ode23tb算法，将相对误差设置为1e-3，开始仿真时间设置为0，停止仿真时间设置为0.0

3、6，其他的选项为默认设置。模型参数设置参数设置为频率（Frequency）为50Hz，电 压幅值100V，“measurements”测量选“Voltage” 其他为默认设置，如图所示触发信号uG1参数设置：幅值（Amplitude）电压为12V；周期（Period）为0.02s；占空比（Pulse Width）为40%；时相延迟（Phase delay）为（*0.02/360）其他为默认设置，如图所示。触发信号uG2参数设置：幅值（Amplitude）电压为12V；周期（Period）为0.02s；占空比（Pulse Width）为40%；时相延迟（Phase delay）为【（+180）*

4、0.02/360】。其他为默认设置脉冲信号发生器相位相差180，如图所示。晶闸管参数设置：晶闸管Thyristor_VT1、Thyristor_VT2不勾选“Show measurement port” 其他均为默认设置RLC元件参数设置：电阻（Resistance）R=10，电感（Inductance）H=0H，电容（Capacitance）C=inf，其他设置选项默认设置。设置Pulse1触发脉冲角1分别为0°、30°、60°、90°、120°Pulse2触发脉冲角2对应为180°、210°、240°、270&

5、#176;、300°产生的相应波形分别如图所示。说明：第一列为电源电压u1。第二列为脉冲信号Ug1波形，第三列为脉冲信号Ug2波形，第四列为负载电流i0波形，第五列为电压u0波形，第六列为晶闸管两端电压uVT波形。当=0°电阻负载时的仿真波形如下：当=30°电阻负载时的仿真波形如下：当=60°电阻负载时的仿真波形如下：当=90°电阻负载时的仿真波形如下：当=120°电阻负载时的仿真波形如下：小结：有以上的这些波形图可以知道，当为电阻负载时，移相角范围为0至180度，当移相角大于180°时，输出的电压u0、电流i0和晶闸管两端

6、的电压uVT在没有什么变化。实验二：单相交流调压电路（阻感负载）一 实验内容对单相交流调压电路的原理能够理解，并能够通过MATLAB仿真得出当为不同角度时的仿真波形。最后通过分析仿真波形来了解单相交流调压电路（阻感负载）的工作情况。电路模型由交流电源、反并联的两个晶闸管、触发模块、电阻负载、电感组成。图2-1单相交流调压电路（阻感负载）如图2-1所示。我所要分析的问题是为不同值时，输出电压及电流的波形变化。二、实验原理当电源电压U2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

7、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U2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。三、实验步骤在MATLAB新建一个Model，命名为zuganf

8、uzai，同时模型建立如下图所示图2-2 阻感负载的电路建模图五、 仿真结果在交流电源U1的正半周和负半周，分别对VT1和VT2的触发延迟角进行控制，使得输出电压波形为正弦电压的一部分，从而实现调节输出电压的目的，负载阻抗角=arctan(L/R),负载电压相位滞后于晶闸管输出电压相位，把=0°的时刻定在电源电压过零的时刻，显然阻感负载下稳态时的移相范围为。仿真参数：仿真参数设置如电阻负载各项设置，无疑不同的是电感的参数设置。电感参数设置如下：设置Pulse1触发脉冲角1分别为0°、30°、60°、90°、120°Pulse2触发脉冲

9、角2对应为180°、210°、240°、270°、300°产生的相应波形分别如图所示。说明：第一列为电源电压u1。第二列为脉冲信号Ug1波形，第三列为脉冲信号Ug2波形，第四列为负载电流i0波形，第五列为电压u0波形，第六列为晶闸管两端电压uVT波形。当=0°电阻负载时的仿真波形如下：当=30°电阻负载时的仿真波形如下：当=60°电阻负载时的仿真波形如下：当=90°电阻负载时的仿真波形如下：当=120°电阻负载时的仿真波形如下：小结：由以上的波形可以看得出来，当触发角范围为<时，电压输出波形和电压波形相同，晶