单相交流调压电路
单相交流调压电路
单相交流调压电路交流-交流变流电路：把一种形式的交流变成另一种形式交流的电路。
直接方式即无中间直流环节，间接方式即有中间直流环节交流-交流变换电路可以分为间接方式（有中间直流环节）直接方式（即无中间直流环节）直接方式有交流电力控制电路和变频电路交流电力控制电路：只改变电压、电流或对电路的通断进行控制，而 不改变频率的电路。
变频电路：改变频率的电路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。
Ø交流电力控制电路交流调压电路在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制，调节输出电压有效值的电路。
交流调功电路以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断，改变通态周期数和断态周期数的比，调节输出功率平均值的电路。
交流电力电子开关：串入电路中根据需要接通或断开电路的晶闸管。
02异步电动机软起动。
04供用电系统对无功功率的连续调节。
01灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制)。
03异步电动机调速。
05在高压小电流或低压大电流直流电源中，用于调节变压器一次电压。
应用图1 阻性负载单相交流调压电路及波形电阻负载Ø在交流电源u1 的正半周和负半周，分别对VT1 和VT2的开通角α进行控制就可以调节输出电压。
基本的数量关系Ø负载电压有效值U0负载电流有效值I0--式1---式2Ø晶闸管电流有效值ITØ功率因数λ----式3----式4图1 阻性负载单相交流调压电路及波形Ø电阻性负载时，控制角 移相范围为0~π ，随着α增大，U0逐渐减小。
电阻性负载及各处波形如图2所示。
由于电感的储能作用，负载电流 会在电源电压 u1过零后再延迟一段时间后才能降为零，延迟的时间与负载的功率因数角 有关。
晶闸管的关断是在电流过零时刻，因此，晶闸管的导通时间θ 不仅与触发控制角α 有关，还与负载功率因数角有φ关，必须根据α与α 的关系分别讨论。
由于θ=π 时意味着负载电流i0 连续， θ ＜ π时意味i0 断续，因此也表达了电流连续与否的运行状态。
单相交流调压电路实验总结
单相交流调压电路实验总结1. 实验目的本实验旨在通过搭建单相交流调压电路，研究和了解调压原理，探究电压调节器的工作原理，掌握电压调节器的设计和使用方法。
2. 实验原理单相交流调压电路是一种能够将输入的交流电源电压调节到特定输出电压的电路。
通过调整器件的导通角度来改变直流电压的大小，从而实现对交流电源进行调节。
常见的调压器有可控硅调压器和晶闸管调压器。
本实验以晶闸管调压器为例，其主要由变压器、调压变压器、晶闸管、负载等组成。
通过改变触发信号的时刻，来控制晶闸管的导通和截断，从而改变输出电压的大小。
3. 实验步骤与结果3.1 实验步骤1.搭建单相交流调压电路，连接变压器、调压变压器、晶闸管和负载。
2.接通电源，调节输出电压调节器的电位器，观察输出电压的变化。
3.改变触发信号的时刻，观察输出电压的变化。
3.2 实验结果根据实验步骤进行实验后，观察到输出电压随着调节器电位器的调节而改变，同时观察到改变触发信号的时刻会对输出电压产生影响。
4. 重要观点与关键发现•晶闸管调压电路可以实现对交流电源电压的调节。
•调压电路主要由变压器、调压变压器、晶闸管和负载等组成。
•通过改变导通角度来控制晶闸管的导通和截断，从而调节输出电压的大小。
•输出电压的大小和触发信号的时刻密切相关。
5. 进一步思考1.通过实验可以发现，调压电路可以实现对交流电源电压的调节。
然而，在实际应用中，还需要考虑电流、功率等因素。
如何在保证电压稳定的前提下，实现对电流和功率的控制，是一个值得研究的问题。
2.实验中使用的是晶闸管调压器，还有其他类型的调压器，如可控硅调压器等。
不同类型的调压器具有不同的特点和适用范围，可以进行更深入的研究和比较。
3.在实验过程中，可能会遇到一些问题，如晶闸管发热、功率损耗等。
如何在设计和使用调压器时解决这些问题，可以进行进一步的探索和优化。
4.在实际应用中，调压器多用于电力系统中，如电网调压、高压输电线路调压等。
如何在复杂的电网环境下实现稳定的调压效果，是一个具有挑战性的问题，值得深入研究。
单相交流调压电路(电阻负载)
实验一：单相交流调压电路(电阻负载)一、 实验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α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α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U 2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αω=t 时，触发导通VT1，导通角为1θ= απ-；在负半周αω=t +π时，触发导通VT2，导通角为2θ= απ-。
负载端电压U 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（απ-），若正负半周以同样的移相角α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α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0.06，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“V oltage” 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（α*0.02/360）其他为默认设置，如图所示。
单相交流调压电路
一、几种交流调压电路 1、简单双向晶闸 管交流调压电路
RL 1 VD ~220V R C1 Q 2
2、触发二极管 交流调压电路
RLT
VD
u
C1
C2
图B
VT
VD RP ~220V
M
VD1
VD2
C VD3 VD4
3、单结晶体管触发电路
RL
R1 VD1 VD2 R2 R3 V2 VD3 VD4
第四章
单相交流调压电路的分析
A. 反并联电路 B. 混合反并联电路
May 1, 2003
北方交通大学电气工程学院
4-4
第四章
单相交流调压电路的分析（续）
• 电感性负载 a. 电路 b. 电压与电流波形
May 1, 2003
北方交通大学电气工程学院
4-12
第四章 e. 几种典型情况： (1) = 0
(2) 不等于 0 < 180
May 1, 2003 北方交通大学电气工程学院 4-15
第四章 (3) =
(4)
窄脉冲 宽脉冲
May 1, 2003
北方交通大学电气工程学院
4-16
图C
RP
R4 V1
R5
~170V
VD5 TP
VT
C
θ RT
4、程控单结管触发的交流调压电路
RL
L1
VD1 C1 VD2 RP R1 R2 R3 R5
UG
UA C2 VD3 L2 VD4 V
PUT
VT TP C3 VD5
~220V
R4
二、单相交流调压电路分析
1、纯电阻负载 2、感性负载 （1） α ＞φ （2） α =φ （3）α ＜φ A、窄脉冲 B、宽脉冲或脉冲序列
单相交流调压电路仿真设计
单相交流调压电路仿真设计一、单相交流调压电路原理变压器是单相交流调压电路的核心部件，其主要作用是改变输入交流电压的大小。
变压器由两个或多个线圈组成，其中一个线圈称为初级线圈，另一个线圈称为次级线圈。
交流电压作用在初级线圈上，通过磁耦合作用，可以在次级线圈上产生与输入电压不同的输出电压。
通过调整初级线圈与次级线圈的匝数比，可以实现不同的输出电压。
整流电路主要由二极管构成，用于将交流电压转换为直流电压。
二极管具有单向导电性，可以将交流电压中的正半周或者负半周导通，将其它方向的电压截断。
通过适当选择二极管的导通方向和数量，可以实现不同的整流方式，如半波整流、全波整流等。
滤波电路主要由电容器构成，用于去除整流电路输出电压中的纹波。
在整流电路中，由于二极管导通和截断的不完全性，输出电压中会带有交流成分，称为纹波。
通过选择合适的电容器容值和电阻负载，可以将输出电压中的纹波减小到很小的水平。
在进行单相交流调压电路的仿真设计时，首先需要确定输入电压、输出电压和负载电流等参数。
根据需要的输出电压大小和负载电流大小，可以选择合适的变压器匝数比、二极管种类和数量、电容器容值等。
接下来，可以利用电路仿真软件进行电路图设计，如Proteus、Multisim等。
首先，根据变压器匝数比和输入电压确定初级线圈和次级线圈的参数。
然后，设计整流电路，选择合适的二极管种类和数量，以及电容器和电阻负载参数。
最后，连接电路图中的各个元件，形成完整的单相交流调压电路。
完成电路图设计后，可以对电路进行仿真分析。
通过设置输入电压、输出电压和负载电流等参数，可以模拟电路工作情况。
仿真分析可以得到电路的输入电流、输出电流、纹波大小等参数，以及不同工作条件下的性能指标。
仿真结果可以用于评估电路性能和优化设计。
根据仿真结果，可以调整电路参数，以达到更好的性能要求。
比如，可以尝试不同的变压器匝数比、二极管种类和数量、电容器容值等，看看它们对电路性能的影响。
单相交流调压电路工作原理
单相交流调压电路工作原理
单相交流调压电路通过电子器件（如二极管、晶闸管）的导通和截止控制，改变电源所提供的交流电压的大小，以实现对负载端的电压调节。
具体工作原理如下：
1. 整流：交流调压电路首先将交流电源的电压通过二极管桥等电路改变为半波或全波的单向脉动直流信号。
当交流电压为正向时，二极管处于导通状态，电流经过；当交流电压为反向时，二极管处于截止状态，电流不通过。
2. 滤波：由于整流后的脉动直流信号仍然含有较大的纹波，因此需要通过电容器等滤波元件，去除纹波成分，使直流电压更为稳定。
3. 调压：在滤波后得到的稳定直流电压基础上，通过调节电子器件（如可控硅）的导通时间，改变电路中电流的流动，进而改变负载端的电压大小。
例如，当电子器件导通时间较长时，电路中电流流过的时间增加，负载端的电压也会增加。
4. 反馈控制：为了实现在不同负载下仍能维持稳定的输出电压，通常需要设置反馈控制回路。
该回路根据负载端的电压变化，自动调整电子器件的导通时间，使得输出电压稳定在设定值。
单相交流调压电路工作原理的关键是通过整流、滤波、调压和反馈控制等环节实现对交流电压的调节和稳定输出。
这样可以满足不同负载的电压需求，应用于各种电力电子设备和电路中。
电力电子技术实验五之单相交流调压电路
-15V
FBS(速度变换器)
1
RP
2
DZS(零速封锁器)
3
1
封锁
RP 4 2S2
解除
3
&1
+15V
-15V
MCL-33
+15V
0V
-15V
低压直流 电源输入
同步电源观察孔 脉冲观察孔
脉冲断
脉冲通
12345 6
Uct
+15V
Ub
移相控制电压
偏移电压
脉冲放大
Ublf
Ublr
控制
MCL-33挂件右上部触发脉冲通断开关 全部按起（脉冲通状态）。
MCL-31 低压控制电路及仪表
G(给定)
+15V RP1 RP1
RP2 -15V RP2
S1
S2
S1
正给定 -+
给定
S2
负给定 0V
V
+15V
低 压 电 源
给定电压显示
-15V
FBS(速度变换器)
1
RP
2
DZS(零速封锁器)
3
1
封锁
RP 4 2S2
解除
3
&1
+15V
-15V
MCL-33
+15V
0V
G(给定)
+15V RP1 RP1
RP2 -15V RP2
S1
S2
S1
正给定 -+
给定
S2
负给定 0V
V
+15度变换器)
1
RP
2
DZS(零速封锁器)
3
单相 buck 型交流调压电路
单相 buck 型交流调压电路
单相buck型交流调压电路是一种常见的电路拓扑结构，用于将交流电压降低到所需的水平。
它通常由一个开关元件（如MOSFET）和一个电感器组成。
当输入交流电压施加到电路上时，开关元件周期性地开关，从而使电感储能并将电压降低。
以下是对单相buck型交流调压电路的多个角度的分析：
1. 原理，单相buck型交流调压电路基于脉宽调制（PWM）原理工作。
通过控制开关元件的导通时间，可以调节输出电压的大小。
当开关元件导通时，电感储能，而当开关元件关断时，储能电感释放能量，从而降低输出电压。
2. 优点，单相buck型交流调压电路具有简单、高效、成本低的特点。
它可以有效地降低输入电压，适用于许多电子设备和应用场合。
3. 缺点，然而，单相buck型交流调压电路的输出电压受输入电压波动的影响较大，稳压能力相对较弱。
此外，开关元件的损耗也会影响电路的效率。
4. 应用，单相buck型交流调压电路广泛应用于各种电源供电
系统、电动汽车充电桩、LED照明等领域，以及需要对交流电压进
行调节的场合。
5. 设计考虑，在设计单相buck型交流调压电路时，需要考虑
输入电压范围、输出电压稳定性、开关元件的选型和散热设计等因素，以确保电路的性能和稳定性。
总的来说，单相buck型交流调压电路是一种常见且实用的电路
拓扑结构，通过合理的设计和控制可以实现对交流电压的有效调节，满足各种电子设备和系统的需求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
wt
当wt 时，i0 0，可得：
sin( ) sin( )etan
6.1.1 单相交流调压电路
VT1
☞负载电压有效值Uo
Uo
1
(
2U1 sin wt)2 d (wt)
U1
1 sin 2 sin(2 2 )
2
VT1
6.1.1 单相交流调压电路
☞晶闸管电流有效值IVT
IVT
1
2
2U1 Z
sin(wt
)
sin(
wt
)e tan
2
d(w t )
U1 sin cos(2 )
2 Z
c os
☞负载电流有效值Io
Io 2IVT
☞晶闸管电流IVT的标么值
I VTN I VT
Z 2U1
6.1.1 单相交流调压电路
sin( ) sin( )etan
引言
本章主要讲述 交流-交流变流电路
把一种形式的交流变成另一种形式交流的电路
交流电力 控制电路
只改变电压,电 流或控制电路
交流调压电路 相位控制
的通断,而不改 变频率的电路。
交流调功电路
通断控制
变频电路
交交变频 直接
改变频率的电路 交直交变频 间接
6.1 交流调压电路
6.1.1 单相交流调压电路 *6.1.2 三相交流调压电路
电源电流不含低次谐 波，只含和开关周期T有 关的高次谐波。
功率因数接近1。
图6-8 电阻负载斩控式交流调压电路波形
6.2 其他交流电力控制电路 6.2.1 交流调功电路 6.2.2 交流电力电子开关
6.1 交流调压电路·引言
■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。
■交流电力控制电路 ◆交流调压电路：在每半个周波内通过对晶闸管开 通相位的控制，调节输出电压有效值的电路。 ◆交流调功电路：以交流电的周期为单位控制晶闸 管的通断，改变通态周期数和断态周期数的比，调 节输出功率平均值的电路。 ◆交流电力电子开关：串入电路中根据需要接通或 断开电路的晶闸管。
I
2 in
R
2937 (W )
Pin 2937 0.697
U1Iin 220 19.16
6.1.1 单相交流调压电路
斩控式交流调压电路
在交流电源u1的正半周
VD1 V1 i1
用V3给负载电流 提供续流通道
u1
V2 VD2
用V1进行斩波控制
V3 VD4 R uo
VD3 V4 L
图6-7 斩控图式交4-流7调压电路
6.1.1 单相交流调压电路
② 时，先计算晶闸管的导通角
3
e sin( 36.870 ) sin( 36.870 )
tan36.870
3
3
解得： 156.2
IVT
U1
2 Z
sin cos(2 ) 13.55(A) cos
Iin Io 2IVT 19.16(A)
Pin
负载为电阻电感，其中R=8W，XL=6 W。试求=/6、 /3时的输出电压、电流有效值及输入功率和功率因数。
解：负载阻抗及负载阻抗角分别为：
Z
R2
X
2 L
10
arctan(X L ) arctan(6) 0.6435 36.87
R
8
因此导通角的变化范围为：
即 0.6435
u1
进行控制就可以调节输出电压
O
wt ◆基本的数量关系
uo
负载电压有效值Uo
O io
wt
Uo
1
2U1 sin wt 2 dwt
O u
VT
wt
U1
1 sin 2
2
O
wt
6.1.1 单相交流调压电路
☞负载电流有效值
Io
Uo R
☞晶闸管电流有效值IT
u1 O
wt
IT
1
2
2U1 sin R
6.1 交流调压电路·引言
■应用 ◆灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制)。 ◆异步电动机软起动。 ◆异步电动机调速。 ◆供用电系统对无功功率的连续调节。 ◆在高压小电流或低压大电流直流电源中，用于调 节变压器一次电压。
6.1.1 单相交流调压电路
■电阻负载
☞在交流电源u1的正半周和负半
周，分别对VT1和VT2的开通角
6.1.1 单相交流调压电路斩控式交源自调压电路在交流电源u1的负半周
VD1 V1 i1
用V4给负载电流 提供续流通道
u1
V2 VD2
用V2进行斩波控制
V3 VD4 R uo
VD3 V4 L
图4-7 斩控图式交4-流7调压电路
6.1.1 单相交流调压电路
特性
电源电流的基波分 量和电源电压同相位， 即位移因数为1。
6.1.1 单相交流调压电路
①当=/6时，由于<，因此晶闸管调压器全开放，
输出电压为完整的正弦波，负载电流也为最大，此时
输出功率最大，为
Iin
I0
220 Z
22( A)
Pin
I
2 in
R
3872
(W )
功率因数为
Pin 3872 0.8
U1Iin 220 22
实际上，此时的功率因数也就是负载阻抗角的余弦。
◆< 时的工作情况
☞触发VT2时，io尚未过零，VT1仍导通，VT2不会导通，
io过零后，VT2才可开通，VT2导通角小于。
u1
O
wt
iG1
O
iG2
O io
iT1
wt wt
O
wt
iT2
图6-5 <时阻感负图载4交-5流调压电路工作波形
6.1.1 单相交流调压电路
例：一单相交流调压器，输入交流电压为220V，50Hz，
wt
2
d
wt
uo
U1 1 (1 sin 2 )
O
wt
R 2 2
io
☞功率因数 P UoIo Uo
O
wt
u
S U1Io U1
VT
1 sin 2
O
wt
2
6.1.1 单相交流调压电路
VT1
■阻感负载
☞若晶闸管短接，稳态时负载 电流为正弦波，相位滞后于u1
的角度为（负载阻抗角），当用
晶闸管控制时，只能进行滞后
控制，使负载电流更为滞后。
☞稳态时的移相范围应为 ≤≤。
6.1.1 单相交流调压电路
VT1
☞在wt=时刻开通晶闸管VT1，
可得： L
di0 dt
Ri0
2U1 sin wt
并且 i0 wt 0 求得：
i0
2U1
sin(wt
)
sin(
wt
)e tan
Z
式中 Z R2 (wL)2
利用上式可把 与的关系用
右图来表示
可知阻感负载时， 的移相范围应为≤≤。 但<时，电路也可以正常工作。
6.1.1 单相交流调压电路
◆<< 时 ☞VT1和VT2的导通角 均小于。 越小， 越大。
◆ = 时 ☞ VT1和VT2的导通角 均等于。
◆ < 时 ☞ VT1的导通时间超过。
6.1.1 单相交流调压电路