单相交流调功电路正文

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单相交流调压电路

单相交流调压电路

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。

单相交流调压电路

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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

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单相交流调压电路一、工作原理单相交流调压电路带组感性负载时的电路以及工作波形如下图所示。

之所产生的滞后由于阻感性负载时电流滞后电压一定角度,再加上移相控制所产生的滞后,使得交流调压电路在阻感性负载时的情况比较复杂,其输出电压,电流与触发角α,负载阻抗角φ都有关系。

当两只反并联的晶闸管中的任何一个导通后,其通态压降就成为另一只的反向电压,因此只有当导通的晶闸管关断以后,另一只晶闸管才有可能承受正向电压被触发导通。

由于感性负载本身滞后于电压一定角度,再加上相位控制产生的滞后,使得交流调压电路在感性负载下大的工作情况更为复杂,其输出电压、电流波形与控制角ɑ、负载阻抗角φ都有关系。

其中负载阻抗角)arctan(R wL =ϕ,相当于在电阻电感负载上加上纯正弦交流电压时,其电流滞后于电压的角度为φ。

为了更好的分析单相交流调压电路在感性负载下的工作情况,此处分φαφαφα<=>,,三种工况分别进行讨论。

(1)φα>情况图1 电路图(截图)图2 工作波形图φα>(截图)上图所示为单相反并联交流调压电路带感性负载时的电路图,以及在控制角触发导通时的输出波形图,同电阻负载一样,在i u 的正半周α角时,i T 触发导通,输出电压o u 等于电源电压,电流波形o i 从0开始上升。

由于是感性负载,电流o i 滞后于电压o u ,当电压达到过零点时电流不为0,之后o i 继续下降,输出电压o u 出现负值,直到电流下降到0时,1T 自然关断,输出电压等于0,正半周结束,期间电流o i 从0开始上升到再次下降到0这段区间称为导通角0θ。

由后面的分析可知,在φα>工况下, 180<φ因此在2T 脉冲到来之前1T 已关断,正负电流不连续。

在电源的负半周2T 导通,工作原理与正半周相同,在o i 断续期间,晶闸管两端电压波形如图2所示。

为了分析负载电流o i 的表达式及导通角θ与α、φ之间的关系,假设电压坐标原点如图所示,在αω=t 时刻晶闸管T 1导通,负载电流i 0应满足方程L0Ri d d tio+=i u =i U 2sin t ω 其初始条件为: i 0|αω=t =0,解该方程,可以得出负载电流i 0在α≤t ω≤θα+区间内的表达式为 i 0=])sin()[sin()(2tan /)(2φαωφαφωω-----+t i e t L R U .当t ω=θα+时,i 0=0,代入上式得,可求出θ与α、φ之间的关系为 sin (θα+-φ)=sin (α-φ)e φθtan /-利用上式,可以把θ与α、φ之间的关系用下图的一簇曲线来表示。

单相交流调功电路设计

单相交流调功电路设计

xxxx大学毕业论文(设计)题目:单相交流调功电路设计姓名:学院:机电工程学院专业:电气工程及其自动化班级:2006.01学号:指导教师:2010 年 6 月18 日毕业论文(设计)诚信声明本人声明:所呈交的毕业论文(设计)是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果,论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注,论文中的结论和成果为本人独立完成,真实可靠,不包含他人成果及已获得青岛农业大学或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

论文(设计)作者签名:日期:年月日毕业论文(设计)版权使用授权书本毕业论文(设计)作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文(设计)的复印件和电子版,允许论文(设计)被查阅和借阅。

本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文(设计)全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文(设计)。

本人离校后发表或使用该毕业论文(设计)或与该论文(设计)直接相关的学术论文或成果时,单位署名为青岛农业大学。

论文(设计)作者签名:日期:年月日指导教师签名:日期:年月日目录摘要 (I)Abstract.......................................................................................................................................... I I 1绪论 (1)1.1 课题的背景与意义 (1)1.2 课题的应用与展望 (2)1.3 系统设计的内容 (3)2单相交流调功电路总体设计 (4)2.1 系统结构设计 (4)2.2 具体设计考虑 (4)3硬件电路设计 (6)3.1 主机设计 (6)3.1.1 A T89C52单片机 (6)3.1.2 单片机复位电路的设计 (8)3.1.3 报警电路的设计 (9)3.2 LED动态扫描显示电路的设计 (10)3.2.1 LED数码管 (10)3.2.2 LED数码管的显示方式 (10)3.2.3 LED数码管的驱动电路 (11)3.3 键盘电路的设计 (12)3.4过零检测电路的设计 (13)3.4.1电压比较器LM393 (13)3.4.2 电压过零点检测电路 (14)3.5 晶闸管触发电路的设计 (15)3.5.1 晶闸管的工作原理 (15)3.5.2 可控硅触发电路 (16)3.6 温度检测电路设计 (17)3.6.1 DS18B20数字温度传感器 (17)3.6.2 DS18B20工作原理 (18)3.7 光电隔离驱动电路设计 (19)4系统软件设计 (21)4.1 键盘扫描及LED显示子程序的设计 (21)4.2 DS18B20温度读取程序的设计 (22)4.3 系统主控程序的设计 (25)5系统调试 (27)5.1 硬件调试 (27)5.2 软件调试 (28)6结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)附录1:程序清单 (32)附录2:系统硬件总体电路原理图 (39)单相交流调功电路设计摘要本文主要从硬件和软件两方面介绍了AT89C52单片机的电阻炉温度控制系统的设计思路。

单相交流调压电路工作原理

单相交流调压电路工作原理

单相交流调压电路工作原理单相交流调压电路是一种常见的电子电路,用于将交流电源的电压调节为稳定的、恒定的电压输出。

该电路结构简单,调节精度高,使用广泛,在工业、家电、通讯、医疗等各个领域都得到了广泛的应用。

一、工作原理单相交流调压电路的基本原理是利用半导体元件的电学特性,在交流电路中形成一个与输入电压方向相同的电流。

当输入电压变化时,该电流的大小随之变化,从而形成一个与输入电压大小相反的电压,实现了电压的调节。

该电路的核心元件是可控硅(thyristor),可控硅是一种能控制电流的半导体器件,其结构与二极管相似。

它有一个额外的极,称为控制极,控制极的控制信号可以控制可控硅的导通或截止,从而控制电路中的电流。

单相交流调压电路的基本结构如下图所示:上图中,V1为交流电源,变压器T将V1降压至所需电压,D为整流二极管,将交流电转为直流电,C为滤波电容,用于过滤直流电中的脉动电流。

R为负载电阻,可控硅SCR为控制元件,用于控制电流的导通或截止。

在电路正半周期中,SCR的控制极(G)被施加一个正脉冲,使其导通,交流电通过D、C充电,直到C电压达到输入电压的峰值,此时SCR的电流减小,SCR进入截止状态,电容C会根据电路负载情况,向电阻R放电。

在电路负半周期中,SCR的控制极被施加一个反脉冲,使其导通,交流电通过D、C充电,当C电压达到SCR的触发电压时,SCR会被触发,电路进入导通状态,直到电流降为零,交流电通过C,电容C会向负载电阻R放电。

基于该原理,单相交流调压电路可以实现电压的调节,在输入电压发生变化时,通过控制SCR的导通或截止,电路中的电压也会随之变化,实现稳定的输出电压。

二、电路类型单相交流调压电路根据控制方式,可分为两种类型:阶段控制型和PWM型。

1. 阶段控制型阶段控制型交流调压电路,控制元器件一般为可控硅。

该电路的控制方式是通过控制可控硅的导通时间(相位控制),来实现电压的调节。

在输入电压上升时,控制硅导通的时间变长;在输入电压下降时,硅的导通时间变短。

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。

单相交流调功电路正文

单相交流调功电路正文

1概括1.1 晶闸管沟通调功器沟通调功器:是一种以晶闸管为基础,以智能数字控制电路为中心的电源功率控制电器,简称晶闸管调功器,又称可控硅调功器,可控硅调整器,可控硅调压器,晶闸管调整器,晶闸管调压器,电力调整器,电力调压器,功率控制器。

拥有效率高、无机械噪声和磨损、响应速度快、体积小、重量轻等诸多长处。

1.2沟通调压与调功沟通调功电路的主电路和沟通调压电路的形式基真同样,不过控制的方式不一样,它不是采纳移相控制而采纳通断控制方式。

沟通调压是在沟通电源的半个周期内作移相控制,沟通调功是以沟通电的周期为单位控制晶闸管的通断 , 即负载与沟通电源接通几个周波,再断开几个周波,经过改变接通周波数和断开周波数的比值来调理负载所耗费的均匀功率。

如图3-21所示,这类电路常用于电炉的温度控制,因为像电炉这样的控制对象,其时间常数常常很大,没有必需对沟通电源的各个周期进行屡次的控制。

只要大概以周波数为单位控制负载所耗费的均匀功率,故称之为沟通调功电路。

1.3过零触发和移相触发过零触发是在设准时间间隔内,改变晶闸管导通的周波数来实现电压或功率的控制。

过零触发的主要弊端是当通断比太小时会出现低频扰乱,当电网容量不够大时会出现照明闪耀、电表指针颤动等现象,往常只合用于热惯性较大的电热负载。

移相触发是初期触发可控硅的触发器。

它是经过调速电阻值来改变电容的充放电时间再来改变单结晶管的振荡频次,实质改变控制可控硅的触发角。

初期可控但是依赖这样改变阻容移相线路来控制。

所为移相就是改变可控硅的触发角大小,也叫改变可控硅的初相角。

故称移相触发线路。

2系统整体方案2.1 沟通调功电路工作原理单相沟通调功电路方框图如图所示。

LOADA1BCR脉宽可调矩形TLC336波信号发生器ug A2图沟通调功电路的主电路和沟通调压电路的形式基真同样,不过控制的方式不一样,它不是采纳移相控制而采纳通断控制方式。

沟通调压是在沟通电源的半个周期内作移相控制,沟通调功是以沟通电的周期为单位控制晶闸管的通断 , 即负载与沟通电源接通几个周波,再断开几个周波,经过改变接通周波数和断开周波数的比值来调理负载所耗费的均匀功率。

单相交流调压电路

单相交流调压电路

项目一单相交流调压电路一、单相交流调压电路(电阻性负载)∙原理图单相交流调压电路,它用两只反并联的普通晶闸管或一只双向晶闸管与负载电阻R串联组成的电路,如图1-1。

如图1-1∙工作原理.以反并联电路为例进行分析,正半周a时刻触发VT1管,负半周a时刻触发VT2管,输出电压波形为正负半周缺角相同的正弦波∙建立模型仿真根据原理图用matalb软件画出正确的仿真电路图,如图1-2。

如图1-2仿真参数,算法(solver)ode15s,相对误差(relativetolerance)1e-3,开始时间0结束时间0.05s,如图1-3。

图1-3第一个脉冲参数,振幅3V,周期0.02,占空比20%,时相延迟30/180*0.01如图1-4第二个脉冲参数,振幅3V,周期0.02,占空比20%,时相延迟30/180*0.01+0.01如图1-4图1-4图1-5 电源参数,频率50hz,电压220v,如图1-6图1-6 晶闸管参数,如图1-7(4)仿真参数设置设置触发脉冲α分别为30°、60、90、120°。

与其产生的相应波形分别如图1-8、图1-9、图1-10、图1-11。

在波形图中第一列波为晶闸管电流波形,第二列波为晶闸管电压波形,第三列波为负载电流波形,第四列波为负载电压波形图1-8图1-9图1-10(4)小结在电源电压正半波(0~π区间),晶闸管Ug1承受正向电压,在ωt=α处触发晶闸管,晶闸管开始导通,形成负载电流Id,负载上有输出电压和电流。

在ωt=π时刻,U2=0,电源电压自然过零,晶闸管电流小于维持电流而关断,负载电流为0。

在电源电压负半波(π~2π区间),晶闸管Ug2承受正向电压,在wt=a+180度处触发晶闸管Ug2,Ug2导通,而Ug1受反向电压,晶闸管不导通直到电压电源U2的下个周期的正半波,脉冲在ωt=2π+α处又触发Ug1晶闸管,晶闸管再次被触发导通,输出电压和电流有加在负载上,如此不断反复。

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1概述1.1晶闸管交流调功器交流调功器:是一种以晶闸管为基础,以智能数字控制电路为核心的电源功率控制电器,简称晶闸管调功器,又称可控硅调功器,可控硅调整器,可控硅调压器,晶闸管调整器,晶闸管调压器,电力调整器,电力调压器,功率控制器。

具有效率高、无机械噪声和磨损、响应速度快、体积小、重量轻等诸多优点。

1.2 交流调压与调功交流调功电路的主电路和交流调压电路的形式基本相同,只是控制的方式不同,它不是采用移相控制而采用通断控制方式。

交流调压是在交流电源的半个周期内作移相控制,交流调功是以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断,即负载与交流电源接通几个周波,再断开几个周波,通过改变接通周波数和断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。

如图3-21所示,这种电路常用于电炉的温度控制,因为像电炉这样的控制对象,其时间常数往往很大,没有必要对交流电源的各个周期进行频繁的控制。

只要大致以周波数为单位控制负载所消耗的平均功率,故称之为交流调功电路。

1.3 过零触发和移相触发过零触发是在设定时间间隔内,改变晶闸管导通的周波数来实现电压或功率的控制。

过零触发的主要缺点是当通断比太小时会出现低频干扰,当电网容量不够大时会出现照明闪烁、电表指针抖动等现象,通常只适用于热惯性较大的电热负载。

移相触发是早期触发可控硅的触发器。

它是通过调速电阻值来改变电容的充放电时间再来改变单结晶管的振荡频率,实际改变控制可控硅的触发角。

早期可控可是依靠这样改变阻容移相线路来控制。

所为移相就是改变可控硅的触发角大小,也叫改变可控硅的初相角。

故称移相触发线路。

2系统总体方案2.1交流调功电路工作原理单相交流调功电路方框图如图2.1.1所示。

图2.1.1交流调功电路的主电路和交流调压电路的形式基本相同,只是控制的方式不同,它不是采用移相控制而采用通断控制方式。

交流调压是在交流电源的半个周期内作移相控制,交流调功是以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断,即负载与交流电源接通几个周波,再断开几个周波,通过改变接通周波数和断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。

如图2.1.2所示,这种电路常用于电炉的温度控制,因为像电炉这样的控制对象,其时间常数往往很大,没有必要对交流电源的各个周期进行频繁的控制。

只要大致以周波数为单位控制负载所消耗的平均功率,故称之为交流调功电路。

图2.1.2LOAD BCR TLC336A1A2g u 脉宽可调矩形波信号发生器采用周波控制方式,使得负载电压电流的波形都是正弦波,不会对电网电压电流造成通常意义的谐波污染。

此外由于在BCR导通期间,负载上的电压保持为电源电压,因此若将此控制方式用于手电钻在低速下对玻璃或塑性材料进行钻孔,将非常有利。

2.2单相交流调压工作原理将一种形式的交流电变成另一种形式的交流电,可以通过改变电压、电流、频率和相位等参数。

只改变相位而不改变交流电频率的控制,在交流电力控制中称为交流调压。

单相交流调压的典型电路如图2.2.1所示。

图2.2.1采用双向可控硅BCR(Z0409MF)取代由两个单向可控硅SCR反并联的结构形式,并利用RC充放电电路和双向触发二极管DB3的特点,在每半个周波内,通过对双向可控硅的通断进行移相触发控制,可以方便地调节输出电压的有效值。

由图2.2.2可见,正负半周控制角α的起始时刻均为电源电压的过零时刻,且正负半周的控制角相等,可见负载两端的电压波形只是电源电压波形的一部分。

在电阻性负载下,负载电流和负载电压的波形相同,α角的移相范围为0≤α≤π, α=0时,相当于可控硅一直导通, 输入电压为最大值,U0=Ui灯最亮;随着α的增大,U0逐渐降低,灯的亮度也由亮变暗,直至α=π时,U0=0,灯熄灭。

此外α=0时,功率因数cosφ=1,随着α的增大,输入电流滞后于电压且发生畸变,cosφ也逐渐降低,且对电网电压电流造成谐波污染。

交流调压电路已广泛用于调光控制,图2.2.23电路设计3.1 电感性负载设计交流调压电路可以带电阻性负载,也可以带电感性负载,比如感应电动机或其它电阻电感混合负载等。

由于感性负载本身滞后于电压一定角度,再加上相位控制产生的滞后,使得交流调压电路在感性负载下大的工作情况更为复杂,其输出电压、电流波形与控制角α、负载阻抗角φ都有关系。

图3.1 其中负载阻抗角)arctan(RwL =ϕ,相当于在电阻电感负载上加上纯正弦交流电压时,其电流滞后于电压的角度为φ。

为了更好的分析单相交流调压电路在感性负载下的工作情况,此处分为φαφαφα<=>,,三种情况分别进行讨论。

3.2 φα>工作时的设计图3.1所示为单相反并联交流调压电路带感性负载时的电路图,以及在控制角触发导通时的输出波形图,同电阻负载一样,在i u 的正半周α角时,i T 触发导通,输出电压o u 等于电源电压,电流波形o i 从0开始上升。

由于是感性负载,电流o i 滞后于电压o u ,当电压达到过零点时电流不为0,之后o i 继续下降,输出电压o u 出现负值,直到电流下降到0时,1T 自然关断,输出电压等于0,正半周结束,期间电流o i 从0开始上升到再次下降到0这段区间称为导通角0θ。

由后面的分析可知,在φα>工况下,180<φ因此在2T 脉冲到来之前1T 已关断,正负电流不连续。

在电源的负半周2T 导通,工作原理与正半周相同,在o i 断续期间,晶闸管两端电压波形如图3.2所示。

图3.2为了分析负载电流o i 的表达式及导通角θ与α、φ之间的关系,假设电压坐标原点如图所示,在αω=t 时刻晶闸管T 1导通,负载电流i 0应满足方程 L 0Ri d d t io +=i u =i U 2sin t ω 其初始条件为 i 0|αω=t =0, 解该方程,可以得出负载电流i 0在α≤t ω≤θα+区间内的表达式为当t ω=θα+时,i 0=0,代入上式得,可求出θ与α、φ之间的关系为sin (θα+-φ)=sin (α-φ)e φθtan /-利用上式,可以把θ与α、φ之间的关系用下图的一簇曲线来表示。

图3.3图3.3中以φ为参变量,当φ=00时代表电阻性负载,此时θ=180 -α;若φ为某一特定角度,则当α ≤ θ时,θ=180 ;当α>φ时,θ随着α的增加而减小。

根据上述电路的控制角为α时,交流输出电压有效值U O 、负载电流有效值I o 、晶闸管电流有效值I T 分别为式中,I m ax o 为当α=0时,负载电流的最大有效值,其值为φπθφαθπθcos 2)2cos(sin 2++-I m ax o =IT *为晶闸管有效值的标玄值,其值为 IT *= 由上式可以看出,I T *是α及φ的函数,图3.4给出了以负载阻抗角φ为参变量时,当α、φ已知时,可由该曲线查出晶闸管电流标幺值,进而求出负载电流有效值I 0及晶闸管电流有效值I T 。

图3.422)(l R U iω+3.3 α=φ工作时的设计当控制角α=φ时,负载电流i 0的表达式中的第二项为零,相当于滞后电源电压φ角的纯正弦电流,此时导通角θ=1800,即当正半周晶闸管T 1关断时,T 2恰好触发导通,负载电流i 0连续,该工况下两个晶闸管相当于两个二极管,或输入输出直接相连,输出电压及电流连续,无调压作用。

图3.53.4φα<工作时的设计在φα<工况下,阻抗角φ相对较大,相当于负载的电感作用较强,使得负载电流严重滞后于电压,晶闸管的导通时间较长,此时式仍然适用,由于φα<,公式右端小于0,只有当 180)(>-+φαθ时左端才能小于0,因此 180>θ,如图所示,如果用窄脉冲触发晶闸管,在α=wt 时刻1T 被触发导通,由于其导通角大于180 ,在负半周)(πα+=wt 时刻为2T 发出出发脉冲时,1T 还未关断,2T 因受反压不能导通,1T 继续导通直到在)(πα+=wt 时刻因1T 电流过零关断时,2T 的窄脉冲2G u 已撤除,2T 仍然不能导通,直到下一周期1T 再次被触发导通。

这样就形成只有一个晶闸管反复通断的不正常情况,0i 始终为单一方向,在电路中产生较大的直流分量;因此为了避免这种情况发生,应采用宽脉冲或脉冲列触发方式。

4电路的测试与故障分析选用灯泡作为实验负载,从灯泡亮、暗时段的变化,可了解交流调功电路的原理与特征。

线路中双向晶闸管的触发信号由555组成振荡器,产生一个占空比可调的触发脉冲,并通过模拟门形成可靠的触发信号,其频率要低于市电的频率,并可在一定的范围内调节。

将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧,是输出线电压为220V,用两根导线将220V交流电压接到DJK22的“Ui”电源输入端,按下“启动”按钮。

打开交流调功电路的电源开关,用万用表测量555的电源电压,是否接近10V,之后,用示波器观测555输出端“3”的波形及4066的输出(即BCR触发信号)波形是否正常。

当触发电路波形正常后关闭电源,接入负载(220V、15W灯泡),并开启交流调功电路的电源开关,调节“周波控制”电位器,观察灯泡亮暗或闪烁的变化规律。

在由原555集成触发电路的基础上,又增加了4066芯片,可产生三相六路互差60°的双窄脉冲或三相六路后沿固定、前沿可调的宽脉冲链,供触发晶闸管使用。

4066的引脚功能具体如下:每个封装内部有4个独立的模拟开关,每个模拟开关有输入、输出、控制三个端子,其中输入端和输出端可互换。

当控制端加高电平时,开关导通;当控制端加低电平时开关截止。

模拟开关导通时,导通电阻为几十欧姆;模拟开关截止时,呈现很高的阻抗,可以看成为开路。

模拟开关可传输数字信号和模拟信号,可传输的模拟信号的上限频率为40MHz。

各开关间的串扰很小,典型值为-50dB。

再就是用到了双向可控硅BCR(Z0409MF)取代由两个单向可控硅SCR反并联的结构形式,并利用RC充放电电路和双向触发二极管DB3的特点,在每半个周波内,通过对双向可控硅的通断进行移相触发控制,可以方便地调节输出电压的有效值。

正负半周控制角α的起始时刻均为电源电压的过零时刻,且正负半周的控制角相等,可见负载两端的电压波形只是电源电压波形的一部分。

在电阻性负载下,负载电流和负载电压的波形相同,α角的移相范围为0≤α≤π, α=0时,相当于可控硅一直导通, 输入电压为最大值,U0=Ui灯最亮;随着α的增大,U逐渐降低,灯的亮度也由亮变暗,直至α=π时,U=0,灯熄灭。

此外α=0时,功率因数cosφ=1,随着α的增大,输入电流滞后于电压且发生畸变,cosφ也逐渐降低。

5 总结这次电力电子课程设计,我真正感到了设计的不容易。

在平时的实验中我没有体会到设计的辛苦与艰辛。

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