单相交流调压电路性能的研究

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1、单相交流调压电路性能的研究一、实验原理：交流调压就是将一种形式的交流电变成另一种形式的交流电。在进行交流-交流变流时，可以改变相关的电压（电流）、频率和相数。交流调压电路中，把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，通过对晶闸管的控制就可以控制交流输出。在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，可以方便地调节输出电压的有效值。1.1单相交流调压原理图图1单相交流调压原理图1.2电路工作情况在电源电压u1的正负半周，分别对VT1、VT2施加电压，当VT1承受正向压降且在脉冲1到来时VT1导通，输出电压波形u0和电源电压波形一致；在u1电压过零时，负载中存储

2、的能量开始释放，直至能量全部放完，之后当VT2承受正向压降且在脉冲2到来时VT2导通，输出电压波形u0和电源电压波形一致；从复上一阶段过程。二、实验电路搭接：2.1器件查的找以下器件均是在MATLABR2011a环境下查找的，其他版本类似。有些常用的器件比如示波器、脉冲信号等可以在Simulink库下的Sinks、Sources中查找；其他一些器件可以搜索查找2.2连接说明在连接晶闸时，晶闸管a、k是电气连接端口，g是脉冲输入端，m是测量输出端参数设置。2.3参数设置1.双击交流电源把电压设置为100V，频率设为50Hz；2.双击脉冲把周期设为0.0

3、2s，占空比设为10％，延迟角设为30度，由于属性里的单位为秒，故把其转换为秒即，30×0.02/360；3.双击负载把电阻设为10Ω，电感设为0.01H；4.双击示波器把Numberofaxes设为6，同时把History选项卡下的Limitdatapointstolast前面的对勾去掉；5.晶闸管参数保持默认即可。三、仿真波形及分析：3.1α＞ψ时的仿真波形及分析图2α＞ψ时的仿真波形及分析在MATLAB命令窗口中输入以下代码：fprintf('计算电流电压相位角');fprintf('');L=0.01;R=10;f=50;a1=atan(

4、(2*pi*f*L)/R);a=a1*180/pi;fprintf('电流电压相位角为');a即可得出ψ为17.4o，由于α为30o，大于ψ，所以在脉冲1到来时，VT1立即到通，在电源电压u1过零时，VT1两端所施加的电压为零，VT2两端施加正压，此时由于阻感负载作用，电流不能立即降为零，而是慢慢放电，由于电感较小其存储的能量在脉冲2到来之前便放完，电压、电流均变为零，所以图中出现，电压和电流均有断续现象。3.2α＜ψ时的仿真波形及分析图3α＜ψ时的仿真波形及分析按上述求解ψ的方法，在L=0.1，其他参数不变，此时ψ为88.2o，显然大于α。波形如图

5、3所示，负载电感较大，其存储的能量相对较多，放电时间也就相应有所增长，在VT2脉冲到来时，其放电过程还未结束，由于脉冲2较窄，当电感放电完成后，VT2的触发脉冲也就结束了，所以即使VT2两端施加正压，由于触发脉冲没有了，所以，VT2在电源电压为负半周时，没有导通。图中箭头处为电流变为零时的点，电压本应该降为零，由于电感相对较大，可知RL较大，有个较长的冲发电过程，且有一定的脉动。四、修改参数仿真波形及分析4.1α＞ψ修改参数4.1.1修改脉冲参数把脉冲占空比调为50％，其他不变，仿真如下图4脉冲占空比为50％时的仿真波形与图2相比较，发现修改脉冲占空

6、比并不影响输出电压、电流的波形。4.1.2修改延迟角把触发延迟角增大，其他参数不变观察仿真波形：图5α为60o时仿真波形与图2相比较，发现修改脉冲触发延迟角，电压波形相当于向后推迟导通，同时电感存储的能量更少，电压、电流断续时间将会更长。5.2α＜ψ修改参数5.2.1修改脉冲参数1.把脉冲占空比调为50％，其他不变，仿真如下：图6占空比为40％时仿真波形由图可知，和图33相比，由于脉冲1和脉冲2的宽度较大，也就意味着，当电感放电完成后，VT1的脉冲已经到来，所以VT1立即导通，输出电压波形和电源电压波形一致。2.脉冲1参数不变，脉冲2脉冲占空比改为6

7、0％，其他参数不变，观察仿真波形：图7只改变脉冲2的占空比仿真波形由图可知，和图6相比，由于脉冲2的宽度较大，也就意味着，当电感放电完成后，VT2的脉冲还未结束，所以VT2立即导通，输出电压波形和电源电压波形一致。5.2.2修改负载参数修改负载参数相当于改变α和ψ之间的相对大小，此前以已论。6．实际实验现象：六、总结从以上分析可得：1.改变延迟角α可以改变输出电压的波形；2.α＞ψ时，改变占空比并不改变输出电压、电流的波形；3.α＜ψ时，改变脉冲1和脉冲2的宽度可以使VT2导通还是关断；4.改变负载参数，可以使α和ψ之间的相对大小发生变化。