电力电子变流技术课程设计-单相交流调压电路的设计

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1、郑州航空工业管理学院电力电子变流技术课程设计2008级电气工程及其自动化专业班级题目单相交流调压电路的设计姓名学号指导教师职称二О一一年六月廿二日-9-目录一设计条件…………………………………………………………2二设计任务…………………………………………………………2三设计要求…………………………………………………………2四相关元件及参数的选定…………………………………………34.1晶闸管选型………………………………………………34.2控制角移相范围的计算………………………………………44.3触发电路自振荡频率及电位器电容器C的选择……5五电路图……………………………

2、……………………………………55.1主电路……………………………………………………………55.2触发电路…………………………………………………………6六设计总结………………………………………………………………7七参考文献………………………………………………………………9-9-内容摘要用晶闸管组成的交流调压控制电路，可以方便地调节输出电压的有效值。单相交流电的调压与自耦变压器调压相比，交流调压电路控制方便，调节速度快，装置重量轻、体积小，有色金属消耗也少。可用于灯光调节、交流稳压器，异步电动机降压软启动和调压调速等，也可以用作调节变压器一次侧电压。用晶闸管一次侧调压，省

3、去了效率低下的调压变压器，有利于简化结构、降低成本和提高可靠性。一、设计条件1、电网：220V，50Hz2、负载：阻感负载，电阻和电感参数自定，阻抗角不要太大，可在10～30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=0.5～0.8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（见教材第2章第4节）4、主电路图的设计：包括触发电路及主电路三、设计要求-9-1、根据设计条件计算晶闸管可能流过的最大有效电流，选择晶闸管的额定电流。2、分

4、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、为了保证调压装置能够正常工作，应使得控制角大于负载阻抗角，根据这个条件合理选择触发电路的自振荡参数（电位器Re及电容C）。5、画出完整的主电路图。四、调压电路相关元件和参数的选定取阻抗角，负载电阻。由，可得，所以4.1晶闸管选型（1）晶闸管承受的正反压由波形图可得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=311V，取安全裕量值为3，则=933V；-9-（2）晶闸管可能流过的最大有效电流当可得到的上限值（P102），用标么值表示为由此可以得到流

5、过晶闸管的最大电流有效值为（其中）考虑到安全裕量，查课本P12表1-1选定通态平均电流为10A的晶闸管，其相关参数见下表10100~~2000-40~100其门极参数查课本P13表1-4，相关参数如下表105104.2控制角移相范围的计算对于阻感性负载其控制角，导通角，阻抗角三者有关系如下：；对此式有如下讨论：当时，，正负半波电流断续，越大，越小，此时负-9-电流既不连续，又非正弦。当时，由上式可以算出每个晶闸管的导通角，此时每个晶闸管轮流导通，负载电流处于连续状态，输出完整的正弦波。当时，此时分两种情况，一种情况是门极窄脉冲触发，此时电路中会形成单相半波整流现象，会

6、形成很大的直流分量，无法维持电路的正常工作；另一种情况是门极用宽脉冲或脉冲列触发，这种情况下电路的工作情况和两只晶闸管被短接时一样，也就是电路在的工作状态。根据以上分析，当时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，所以电路中的范围为。4.3触发电路自振荡频率及电位器电容器C的选择触发电路在时产生触发脉冲，又，，取，则有；即自振荡触发电路的周期，所以自振荡触发电路的频率为，取，则取五、调压电路的设计1主电路的设计-9-对于交流调压电路主电路负载为阻感负载时，电路图如下（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

7、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所示，其中变压器的变比应选为11:1-9-将两电路中的u1点相接就得到完整的电路,如下图所示六、设计总结1．设计结论交流调压电路是采用相位控制方式的交流电力控制电路，通常是将两个晶闸管反并联后串联在每相交流电源与负载之间。在电源的每半个周期内触发