电力电子技术课程设计：单相交流调压技术

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1、课程设计说明书设计题目：单相交流调压技术专业班级：2009级电气工程及其自动化姓名：王昊学号：0915140068指导教师：褚晓锐2011年12月23日（提交报告时间）一.课程设计题目：单项交流调压技术的工程应用13二.课程设计日期:2011年12月19日三．课程设计目的：“电力电子技术”课程设计是在教学及实验基础上，对课程所学理论知识的深化和提高。因此，要求学生能综合应用所学知识，设计出具有电压可调功能的直流电源系统，能够较全面地巩固和应用本课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌整流电路设计的基本方法。培养学生独立思考、独立收集

2、资料、独立设计的能力；培养分析、总结及撰写技术报告的能力。四．课程设计要求：:按课程设计指导书提供的课题，根据第下表给出的基本要求及参数独立完成设计，课程设计说明书应包括以下内容：1、方案的经济技术论证。2、主电路设计。3、通过计算选择整流器件的具体型号。4、确定变压器变比及容量。5、确定平波电抗器。7、触发电路设计或选择。8、课程设计总结。9、完成4000字左右说明书，有系统电气原理图，内容完整、字迹工整、图表整齐规范、数据详实。设计技术参数工作量工作计划1、单相交流220V电源。2、交流输出电压Ud在0～220V连续可调。3、交

3、输出电2000W。1、方案的经济技术论证。2、主电路设计。3、通过计算选择整流器件的具体型号。4、触发电路设计。5、绘制主电路图。第一周：周一：收集资料。周二～三：方案论证。周四：主电路设计。周五：理论计算。第二周：13周一：选择器件的具体型号周二～三：触发电路设计。。周四～五：总结并撰写说明书。五．课程设计内容：设计方案图及论证输出连续可调的交流电220V交流输入调压环节触发电路将一种交流电能转换为另一种交流电能的过程称为交流-交流变换过程，凡能实现这种变换的电路为交流变换电路。对单相交流电的电压进行调节的电路。用在电热控制、交流

4、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。结构原理简单。该方案是由变压器、触发电路、整流器、以及一些电路构成的，为一台电阻炉提供电源。输入的电压为单相交流220V，经电路变换后，为连续可调的交流电。各部分电路作用220V交流输入部分作用：为电路提供电源，主要是市电输入。调压环节的作用：将交流220V电源经过变压器、整流器等电路转换为连续可调的交流电输出。13触发电路部分作用：为主电路提供触发信号。输出连续可调的交流电源部分作用：为电

5、阻炉提供电源。总体电路与分析13触发电路与变压器变比的设计闸管触发电路的作用是产生符合要求的门极触发脉冲，保证晶闸管在需要的时刻由阻断转为导通。  晶闸管触发电路应满足下列要求：13    1) 触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通，对感性和反电动势负载的变流器应采用宽脉冲或脉冲列触发，对变流器的起动、双星形带平衡电抗器电路的触发脉冲应宽于30o，三相全控桥式电路应采用宽于60o或采用相隔60o的双窄脉冲。    2) 触发脉冲应有足够的幅度，对户外寒冷场合，脉冲电流的幅度应增大为器件最大触发电流的3~5倍，脉冲前沿的陡度也需增加，一

6、般需达1~2A/μs。    3) 所提供的触发脉冲应不超过晶闸管门极的电压、电流和功率定额，且在门极伏安特性的可靠触发区域之内。    4) 应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。变压器变比的计算：当1000W全桥软开关电源采用PQ50/50芯片时先给出主功率变压器原边绕组的圈数计算公式和计算过程。考虑到UC3875的最佳工作频率，又因为采用了高频开关特性良好的MOSFET功率管，所以选取开关频率为100KHZ。首先根据功率容量Ap乘积公式来进行估算。为了多留些余地，可再减小主功率变压器的最大工作磁通密度Bm=10

7、00GS,由计算式得到：Ap=Ae*Aq=Pt*10==5.56当最大磁通密度选用1500GS时，功率容量降低到3.7。若开关频率降低到50KHZ，则功率容量乘机增大一倍约11.12，余量就小了。PQ50/50铁氧体磁芯的有效中心柱截面积为Ae=3.1416cm它的磁芯窗口面积为Aq=4.18cm,因此PQ50/50的功率容量乘积为：Ap=Ae*Aq=3.1416*418=13.2可见，在开关频率为100KHZ时，采用PQ50/50铁氧体磁芯做1000W主功率变压器，它的功率容量是合理的。再来计算原边绕组的匝数值：Np==单向晶闸管

8、交流调压电路如图所示。负载RL串接在交流回路中，流过它的电流受控于单向晶闸管VS的导通与截止。交流电压经整流后加在VS的A-K极间的电压是单向脉动电压UAK，如图所示。只要改变单向晶闸管导通角θ的大小，就可以改变负载RL两端交流电压的