单相调压电路设计

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1、电力电子技术课程设计—单相调压电路设计姓名：学号：班级：时间：指导教师：目录27一.仿真软件MATLAB简介…………………………………………………………2二.设计目的………………………………………………………………………………………………………2三.单相交流电调压电路原理…………………………………………………………………………..2四.设计原理………………………………………………………………………………………………………5五.MATLAB仿真………………………………………………………………………………………………..6六.当电感值和晶闸管开通角变化时的负载电压和

2、触发脉冲波形………………..8七.谐波分析…………………………………………………………………………………………………..19八.Protel简介………………………………………………………………………………………………….19九.印刷电路板………………………………………………………………………………………………….24十.小结………………………………………………………………………………………………………………25十一.教材及参考书…………………………………………………………………………………………..25十二.附录…………………………………………………………………

3、………………………………………..26单相调压电路设计27一.仿真软件MATLAB简介MATLAB是集数值计算、符号运算及图形处理等强大功能于一体的科学计算工具，作为强大的科学计算平台，它几乎可以满足所有的计算要求。另外，MATLAB还针对许多专门的领域开发出了功能强大的模块集或工具箱，如：电力系统仿真工具箱(SimPowerSystems)等。一般来说，它们都是由特定领域的专家开发出来的，用户可以直接使用工具箱学习、应用和评估不同的模型而不需要自己编写代码。当今社会的发展如此迅猛，高性能、低成本以及生产和更新换代周期短已经成为现代企业对产品设计的最基本要求，模

4、型化、模块化以及动态仿真是产品设计者对设计工具的最基本要求，而MATLAB中的Simulink是其中可以完全满足此要求的几个工具软件之一。MATLAB提供的Simulink仿真软件实际上提供了一个系统级的建模与动态仿真的图形用户环境，并且凭借MATLAB在科学计算上的强大功能，建立了从设计构思到最终要求的可视化桥梁，大大弥补了传统设计和开发工具的不足。Simulink是用模块组合的方法来使用户能够快速、准确地创建动态系统的计算机模型，特别对于复杂的非线性系统，效果更为明显。Simulink模型可以用来模拟线性或非线性、连续或离散或两者的混合系统。另外，Simul

5、ink还为用户提供一套图形动画的处理方法，使用户可。以方便地观察到仿真的整个过程。它还能够用MATLAB自身语言或c、c++语言、FORTRAN语言，根据s函数的标准格式写成用户自己定义的功能模块，其扩充性非常强。其中电力系统仿真工具箱功能强大，工具箱内部的元件库提供了经常使用的各种电力元件数学模型，并且提供了可以自己编程的方式创建适合的元件模型。二．设计目的1.通过对单相调压电路的设计，掌握单相调压电路的工作原理，综合运用所学知识进行单相调压电路和系统设计的能力。2.了解与单相调压电路拓扑、控制方法。3.理解和掌握单相调压电路及系统的主电路、控制电路和保护电路

6、的设计方法，掌握元器件的选择计算方法。4.具有一定得电力电子电路及系统实验和调试的能力。三．单相交流电调压电路原理　　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。用在电热控制、交流电动机速度控制、灯光控制和交流稳压器等场合。与自耦变压器调压方法相比，交流调压电路控制方便，调节速度快，装置的重量轻、体积小，有色金属消耗也少。结构原理　交流调压电路的一般结构如图1a所示。按一定的规律控制交流开关S1的通断，即可控制输出的负载电压u0。按单相交流调压电路的控制方式有周波控制调压、相位控制调压和斩波控制调压。采用前两种控制方式的单相交流调压电路如图1b所示。图1

7、c所示。是斩波控制的单相交流调压电路，图中的双向开关S2是续流开关。　　27(1)周波控制调压适用于负载热时间常数较大的电热控制系统。控制图1b所示。中晶闸管导通时间与关断时间之比，使交流开关在某几个周波连续导通，某几个周波连续关断，如此反复循环地运行，其输出电压的波形如图2所示。改变导通的周波数和控制周期的周波数之比即可改变输出电压。为了提高输出电压的分辨率，必须增加控制周期的周波数。为了减少对周围通信设备的干扰，晶闸管在电源电压过零时开始导通。在负载容量很大时，开关的通断将引起对电网的冲击，产生由控制周期决定的分数次谐波，这些分数次谐波引起电网电压闪变。这是

8、其缺陷。27（2）相位控