单相交流调压电路2000W__电力电子技术_课程设计(论文)
电力电子课程设计单相交流调压电路
电力电子课程设计单相交流调压电路电力电子课程设计说明书题目: 单相交流调压电路课程设计院系: 水能专业班级:学号:学生姓名:摘要交流调压电路广泛用于灯光控制(如调光灯和舞台灯光控制)及异步电动机的软启动，也用于异步电动机调速。
在电力系统中，这种电路还常用于对无功功率的连续调节。
此外，在高电压小电流或低电压大电流直流电源中，也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。
在这些电源中如采用晶闸管相控整流电路，高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联;同样，低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联。
这都是十分不合理的。
采用交流调压电路在变压器一次侧调压，其电压、电流值都比较适中，在变压器二次侧只要用二极管整流就可以了。
这样的电路体积小、成本低、易于设计制造。
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。
用在电热制、交流电动机速度控制、灯光控制和交流稳压器等合。
与自耦变压器调压方法相比，交流调压电路控制简便，调节速度快，装置的重量轻、体积小，有色金属耗也少。
目录1、电路设计的目的及任务 ....................................................................11.1课程设计的目的与要求 (1)1.2课程设计的内容 ..................................................................... (1)1.3仿真软件的使用 ..................................................................... (2)1.4设计方案选择 ..................................................................... ....... 2 2、单相交流调压主电路设计及分析 (3)2.1 电阻性负载 ..................................................................... (3)2.1.1 电阻性负载的交流调压器的原理分析 (3)2.1.2 结果分析 ..................................................................... (6)2.2阻感负载 ..................................................................... .. (7)2.2.1电路结构 ..................................................................... . (7)2.2.2工作原理 ..................................................................... . (8)2.2.3模型仿真图 .....................................................................8 3、单相交流调压电路总结及体会 ...................................................... 10 4.参考文献 ..................................................................... .. (11)1、电路设计的目的及任务1.1课程设计的目的与要求1进一步熟悉和掌握电力电子原器件的特性;2进一步熟悉和掌握电力电子电路的拓扑结构和工作原理; 3掌握电力电子电路设计的基本方法和技术，掌握有关电路参数的计算方法;4培养对电力电子电路的性能分析的能力;5培养撰写研究设计报告的能力。
电力电子课程设计---单相交流调压电路
课程设计说明书课程设计名称：电力电子技术课程设计题目：单相交流调压电路班级：电气0902班姓名：学号：指导教师：时间：2011年06 月目录第一章前言 (2)第二章单相调压电路设计任务及要求 (3)2．1 设计任务及要求 (3)2．2 设计方案选择 (3)第三章单向调压电路单元电路的设计和主要元器件说明 (5)3. 1 单元电路的设计 (5)3.1.1主电路的设计 (5)3. 2 主要元器件说明及功能模块 (5)第四章驱动电路的设计 (6)4. 1 晶闸管对触发电路的要求 (6)4.1.1触发信号的种类 (6)4.1.2触发电路的要求 (6)4. 2 触发电路 (7)4.2.1单结晶体管的工作原理 (7)4.2.2单结晶体管触发电路 (9)4.2.3单结晶体管自激震荡电路 (9)4.2.4同步电源 (10)第五章保护电路的设计 (11)5.1过电压保护 (12)5.2过电流保护 (13)第六章单相调压电路主电路的原理分析和各主要元器件的选择 (14)6．1 主电路原理分析 (14)6．2 各主要元器件的选择 (17)6.3元器列表 (18)第七章仿真软件7.1仿真软件的介绍 (19)7.2仿真模型、仿真波形及其分析 (20)第八章心得体会 (23)附录参考文献 (24)第一章前言交流变换电路是指把交流电能的参数（幅值、频率、相位）加以转变的电路。
根据变换参数的不同，交流变换电路可分为交流电力控制电路和交-交变频电路。
通过控制晶闸管在每一个电源周期内导通角的大小（相位控制）来调节输出电压的大小，可实现交流调压。
它主要由调压电路、控制电路组成。
根据结构的不同，交流调压电路有单相电压控制器和三相电压控制器两种。
单相交流调压电路根据负载性质的不同分为电阻性负载和阻感性负载，电阻性负载的控制角的移向范围为0～π，阻感性负载的控制角的移向范围为φ～1800。
随着电力电子的飞速发展，交流调压电路广泛应用于电炉的温度控制、灯光调节、异步电动机软起动和调速等场合，也可以用作调节整流变压器一次电压。
课程设计 单相交流调压电路 一
电力电子技术课程报告姓名：学号：班级：指导老师：专业：时间：目录一、前言二、课程设计的名称三、课程设计的目的四、设计方案的论证设计结果分析五、课程设计体会与总结六、参考文献前言电力电子线路的基本形式之一，即交流—交流变换电路，它是将一种形式的交流电能变换成另一种形式交流电能电路。
在进行交流—交流变换时，可以改变交流电的电压、电流、频率或相位等。
其中，只改变电压、电流而而不改变交流频率的电路成为交流交流电力控制电路，包括交流调压电路，交流调功电路，交流电力电子开关等；在改变电压电流的同时，不需要该变其频率的交流—交流变频电路成为交交变频电路，即直接把一种频率的交流变频变换成另一种频率或可变的交流。
因此，也称为直接变频电路。
另外，还有一种交直交变频电路。
先将交流整流成直流，再将直流经无缘逆变电路变换成频率可变的交流电能，这种带有中间直流环节的变频电路也称为间接变频电路。
用晶闸管组成的交流电压控制电路，可以方便的调节输出电压有效值。
可用于电炉温控、灯光调节、异步电动机的启动和调速等，也可用作调节整流变压器一次侧电压，其二次侧为低压大电流或高压小电流负载常用这种方法。
采用这种方法，可使变压器二次侧的整流装置避免采用晶闸管，只需要二极管，而且可控级仅在一侧，从而简化结构，降低成本。
交流调压器与常规的交流调压变压器相比，它的体积和重量都要小得多。
交流调压器的输出仍是交流电压，它不是正弦波，其谐波分量较大，功率因数也较低。
二、课程设计名称：单相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，可以方便的调节输出电压的有效值，这种电路称为交流调压电路。
三、单相交流调压的目的交流电力控制电路是指通过晶闸管等电力电子器件对输入输出之间的交流电能进行变换与控制的电路形式，其常用的控制方式有四种：①相位控制；②周期控制；③通断控制；④斩波控制。
根据不同的控制方式可以将交流电力控制系统分为以下几种基本类型。
⑴交流调压电路⑶交流电力电子开关⑷交流斩波调压电路上述四种交流电力控制系统中，交流调压电路应用最为广泛。
辽宁工业大学电力电子技术单相交流调压电路(W)
单相交流调压电路（800W
课题完成的设计任务及功能、要求、技术参数
实现功能利用晶闸管构成交流调压电路，
对电加热设备、白炽灯、卤钨灯、
电风扇灯等进行平滑的调温、调光、调速。
设计任务与要求
1方案的经济技术论证。
课
2、主电路设计。
程
3、通过计算选择器件的具体型号。
设 计
4、触发电路设计。
(
5、保护电路设计
2.1
由于题目要求输出电压范围为0〜220V,所以方案可选电阻性负载或阻感性负
载。本电路采用单相交流调压器带阻感负载时的电路图如图2-1所示，在负载和交流
电源间用两个反并联的晶闸管VT1, VT2相连。在电阻负载时，晶闸管的导通角只与 控制角a有关，正负半周起始时刻（a=0）的时刻均为电压过零时刻，在稳态状况下, 应使正负半周的a相等控制角的移相范围应是0W a W n，对脉冲触发的要求除了要 保证与电源同步外，脉冲本身的宽度也要保证晶闸管能够导通。 根据题目要求取最小 导通角为20〜30o左右。
大的软件给我们带来了很多方便，让我们对于设计电路的结果分析更加清晰明确。
关键词：交流；调压；MATLAB示波器
第1章绪论1
1.1电力电子技术概述1
1.2本文研究内容1
1.3电路设计任务2
1.4设计方案选择2
第2章单相交流调压主电路设计及分析3
2.1电阻性负载3
2.1.1电阻性负载的交流调压器的原理分析4
1.2
设计一个单相交流调压电路，要求触发角为45度.反电势负载E=40伏，输入交 流U2=210伏。分有LB和没有LB两种情况分析丄足够大，C足够大
1.单相交流调压主电路设计，原理说明；
2•触发电路设计，每个开关器件触发次序与相位分析；
电力电子技术课程设计斩控式单相交流调压电路设计
目录第1章概述 (1)课题来源 (1)解决方式 (1)优势 (2)第2章系统整体方案确信 (111)设计整体思路……………………………………………大体工作原理……………………………………………框图…………………………………………………………第3章主电路设计 (111)主电路……………………………………………………主电路图…………………………………………………第4章单元操纵电路设计 (111)操纵及驱动电路………………………………………输入欠电压电路…………………………………………输出限流电路……………………………………………输入过压电路……………………………………………过零检测及续流触发电路……………………………谐波分析…………………………………………………第5章故障分析与电路改良、实验及仿真 (111)第6章总结与体会 (111)第1章概述课题来源单相交流电源的应用是超级普遍的。
比如在农村、轻工业、家用电器等小功率传动领域和电力机车供电系统。
关于单相交流电源，调压和稳压是最为普遍的要求。
目前能够实现这一要求的调压器有下面三种：1)磁饱和式调压器该调压器通过操纵主电路中电感的饱和程度，以改变电抗值和其上的电压，实现对输出电压的调剂。
这种调压器具有必然的动态性能，但输出电压的调剂范围小，体积和重量较大。
2)机械式调压器机械式调压器由电动机带动碳刷实现输出电压的调剂。
这种调压器输出波形较好，但体积、重量大，动态性能差。
3)电子式调压器这种调压器采纳电力电子器件实现。
目前有晶闸管调压器和逆变式调压器两种。
晶闸管调压器采纳的是相控方式，因此其输出波形差；逆变式调压器采纳的是斩波操纵方式，其输出波形和动态响应较好。
从上面可知，逆变式电子调压器具有最好的性能。
逆变式电子调压器的结构不仅具有调压、稳压的能力，而且还能够实现频率的变换。
它是通过AC/DC/AC变换实现的。
具有中间直流环节和储能电容，只是，变换效率低是它的不足。
单相交流调压电路课程设计报告书
单相交流调压电路课程设计电力电子技术是研究采用电力电子器件实现对电能的换和控制的科学，是20世纪50年代诞生，70年代迅速发展起来的一门多学科互相渗透的综合性技术学科。
这些技术包括以节约能源、提高照明质量为目的的绿色照明技术；以节约能源、提高运行可靠性并更好地满足产要求为目的的交流变频调速技术，以提高电力系统运行的稳定性、可控制性为目的，并可有效节能的灵括（柔性）交流输电技术等等。
随着电力半导体制造技求、徽电子技术、汁算机技术，以及控制理论的不断进步。
电力电子技求向着大功率、高频化及智能化方向发展，应用的领域将更加广阔。
交流调压电路广泛应用于灯光控制，如调光台灯和舞台灯光控制及其异步电动机的软启动，也应用于异步电机调速。
在电力系统中，这种电路也用于对无功功率的调节。
前言 (2)1 单相交流调压电路的设计 (4)1.1 设计目的和要求分析 (4)2 设计方案选择 (4)3 单向调压电路单元电路的设计 (5)3.1 单相调压主电路 (5)4 驱动电路的设计 (6)4. 1 晶闸管对触发电路的要求 (6)4. 2 触发电路 (6)4.2.1 KJ004可控硅移相电路 (6)4.2.2 KJ004可控硅移相电路工作原理 (7)4.3触发电路 (8)5 保护电路的设计 (9)5. 1 过电压的产生与保护 (9)5. 2 过电流的产生与保护 (9)6 相交流调压电路参数设定与计算 (11)6．1 电阻性负载 (11)6.2电路分析与计算 (12)7 主电路及触发电路各主要元器件的选择 (14)7.1 主电路图及触发电路 (14)7.2主要元器件的选择 (14)8仿真图及其结果 (15)8.1 仿真电路图 (15)8.2 仿真效果图 (16)致 (21)参考文献 (22)1 单相交流调压电路的设计1.1 设计目的和要求分析设计一个单相交流调压电路，要求触发角为60度。
输入交流U2=210伏。
要求分析：1. 单相交流调压主电路设计，原理说明；2．触发电路设计，每个开关器件触发次序与相位分析；3．保护电路设计，过电流保护，过电压保护原理分析；4．参数设定与计算(包括触发角的选择，输出平均电压，输出平均电流，输出有功功率计算，输出波形分析，器件额定参数确定等可自己添加分析的参数)；5. 相关仿真结果。
单相交流调压电路课程设计
设计收获：对单相交流调压电路有了更深入的理解和掌握
电路设计：考虑电路的稳定性和可靠性
控制策略：优化控制策略，提高系统的响应速度和稳定性
仿真验证：增加仿真验证的准确性和可靠性
实验验证：加强实验验证，提高设计的实用性和可靠性
创新性：提高设计的创新性和实用性，增加设计的竞争力
团队合作：加强团队合作，提高设计的效率和质量
单相交流调压电路可以调节电压，满足不同设备的需求。
单相交流调压电路可以降低电力系统的损耗，提高能源利用效率。
单相交流调压电路在电机控制中的应用广泛，如家用电器、工业设备等。
单相交流调压电路可以实现对电机的转速、转矩、功率等参数的精确控制。
单相交流调压电路可以提高电机的工作效率，降低能耗。
单相交流调压电路可以延长电机的使用寿命，提高设备的可靠性。
电路设计问题：确保电路设计正确，避免短路、断路等问题
电源问题：确保电源稳定，避免电压波动、电源故障等问题
调试问题：确保调试步骤正确，避免误操作、参数设置错误等问题
故障排除：遇到故障时，根据故障现象进行排查，找出问题所在并解决
单相交流调压电路可以提高电力系统的稳定性和可靠性。
单相交流调压电路在电力系统中的应用广泛，如家用电器、工业设备等。
确定设计目标：实现单相交流调压电路的功能
确定设计要求：满足性能指标、安全性、可靠性等要求
确定设计方法：选择合适的电路拓扑、元器件、控制策略等
确定设计步骤：需求分析、方案设计、仿真验证、硬件实现等
单相交流调压电路的拓扑结构设计实例
单相交流调压电路的拓扑结构选择原则
单相交流调压电路的常见拓扑结构
单相交流调压电路的基本结构
电源提供交流电，变压器将交流电转换为所需的电压，整流器将交流电转换为直流电，滤波器滤除直流电中的交流成分，稳压器稳定直流电的电压。
毕业设计_论文电力电子--单相交流调压电路的设计
各专业全套优秀毕业设计图纸目录1引言 (1)2 单相交流调压的目的 (2)3 主电路的设计与分析 (3)3.1 主电路设计 (3)3.2 工作情况分析 (5)3.2.1 电阻负载工作情况分析 (5)3.2.2 阻感负载工作情况分析 (5)4 触发电路 (9)4.1 触发电路的选择 (9)4.2 触发电路的工作原理 (9)4.3 集成块的电参数及引脚功能 (10)4.3.1 KC05的电参数 (10)4.3.2 KC05的引脚功能 (11)5 保护电路 (12)5.1 晶闸管的过电压保护 (12)5.2 晶闸管的过电流保护 (12)6 结论 (14)7 心得体会 (15)参考文献 (16)1引言电力电子线路的基本形式之一，即交流—交流变换电路，它是将一种形式的交流电能变换成另一种形式交流电能电路。
在进行交流—交流变换时，可以改变交流电的电压、电流、频率或相位等。
其中，只改变电压、电流而而不改变交流频率的电路成为交流交流电力控制电路，包括交流调压电路，交流调功电路，交流电力电子开关等；在改变电压电流的同时，不需要该变其频率的交流—交流变频电路成为交交变频电路，即直接把一种频率的交流变频变换成另一种频率或可变的交流。
因此，也称为直接变频电路。
另外，还有一种交直交变频电路。
先将交流整流成直流，再将直流经无缘逆变电路变换成频率可变的交流电能，这种带有中间直流环节的变频电路也称为间接变频电路。
用晶闸管组成的交流电压控制电路，可以方便的调节输出电压有效值。
可用于电炉温控、灯光调节、异步电动机的启动和调速等，也可用作调节整流变压器一次侧电压，其二次侧为低压大电流或高压小电流负载常用这种方法。
采用这种方法，可使变压器二次侧的整流装置避免采用晶闸管，只需要二极管，而且可控级仅在一侧，从而简化结构，降低成本。
交流调压器与常规的交流调压变压器相比，它的体积和重量都要小得多。
交流调压器的输出仍是交流电压，它不是正弦波，其谐波分量较大，功率因数也较低。
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2.1 设计方案图及经济论证 ........................................................................................... 2 2.2 各部分电路的作用 ................................................................................................... 2 2.3 总体电路与分析 ....................................................................................................... 2 2.4 触发电路与变压器变比的设计 ............................................................................... 4 2.5 单相交流调压电路的理想模型 ............................................................................... 5 2.6 实际实现电路及工作原理 ....................................................................................... 6 2.7 参数计算 ................................................................................................................... 8 2.8 设计总结 ................................................................................................................... 11
1.1 课程设计目的 ........................................................................................................... 1 1.2 课程设计的预备知识 ............................................................................................... 1 1.3 课程设计要求 ........................................................................................................... 1
将单相 220V 交流电转换为连续可调的交流电，为 1 台电阻炉供电。
设计的主要任务包括：
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、设计合适的触发电路。
课程设计（论文）任务
指导教师评语及成绩成绩：指教师签字： 年月日目录
第 1 章 课程设计目的与要求 .....................................................................................................1
“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。
参考文献 ................................................................................................................................12
第1章 课程设计目的与要求
1.1 课程设计目的
电力电子技术课程设计（论文）
题目：单相交流调压电路（2000W）
院（系）：电气工程学院 专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 副教授 起止时间：0８-6-９至 08-６-２２
课程设计（论文）任务及评语
院（系）：电气工程学院
教研室：电气
学号
学生姓名
专业班级
课程设计 （论文）
题目
单相交流调压电路(2000W)
1.2 课程设计的预备知识
熟悉电力电子技术课程、电机学课程的相关知识。
1.3 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
第 3 章 课程设计的考核.................................................................................................. 12
3.1 课程设计的考核要求 ............................................................................................... 12 3.2 课程性质与学分 ....................................................................................................... 12