单相交流调压电路Matlab仿真
基于matlab的单相交流调压电路的设计与仿真
目录前言 (2)1.主电路设计 (3)1.1.设计内容及技术要求 (3)1.2设计内容 (3)1.3.工作原理 (3)1.4.建模仿真 (9)2.仿真 (11)2.1.电阻性负载仿真波形 (11)2.1.1.波形分析 (16)2.2.阻感性负载（H=0.01） (16)2.2.1.波形分析 (20)2.3.阻感性负载（H=0.1） (20)2.3.1.波形分析 (23)3.触发电路的设计 (23)4.保护电路的设计 (25)4.1过电压的产生及过电压保护 (25)4.2.晶闸管的过电流保护 (26)5．设计体会 (27)参考文献 (28)前言本次课程设计主要是研究单相交流调压电路的设计。
由于交流调压电路的工作情况与负载的性质有很大的关系，交流调压电路可以带电阻性负载，也可以带电感性负载，如感应电动机或其它电阻电感混合负载等。
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一次晶闸管，使之导通。
与相控整流电路一样，通过控制晶闸管开通时所对应的相位，可以方便的调节交流输出电压的有效值，从而达到交流调压的目的。
其晶闸管可以利用电源自然换相，无需强迫关掉电路，并可实现电压的平滑调节，系统响应速度较快，但它也存在深控时功率因数较低，易产生高次谐波等缺点。
交流调压电路主要应用在电热控制、交流电动机速度控制、交流稳压器等场合，主要有灯光调节，温度调节（如工频加热、感应加热、需控制的家用电器等），泵及风机等异步电动机的软起动，交流电机的调压调速，随电机负载大小自动调压，变压器初级调压（在高压小电流或低压大电流直流电源中，如采用晶闸管相孔整流电路，需要很多晶闸管串联或并联，若采用交流调压电路在变压器初级调压。
其电压电流值都比较合理，在变压器次级只要用二极管整流即可，从而达到减少体积、减低成本的目的）。
与自耦变压器调压方法相比，交流调压电路控制方便，调节速度快，装置的重量轻、体积小，有色金属消耗也少。
应用Matlab仿真单相PWM整流器的一种简单方法
1引言在高功率因数PWM 整流器的设计中，通常需要对控制策略进行仿真。
常用的电力电子仿真工具中，Pspice，Saber 仿真时间长，产生大量的中间数据，占用资源多，会引起不收敛问题，适合于电路级仿真[1]。
而Matlab 以描述功率变换的状态方程为基础，有了状态方程，电路很容易用Matlab 中的Simulink 里的函数模块来表述，而且各种控制算法容易实现，而不必应用实际的元器件模型，减小了仿真运算的难度。
由于PWM 型功率变换器是一类强非线性（电子开关器件在一个周期中既工作在饱和区又工作在截止区）或断续（即按时间分段线性，在几个时间段内电路都是线性的，但拓扑结构不同）或时变（电子开关器件导通时的电阻很小，截止时的电阻很大）的电路[3]。
因此，变换器电路动态特性的解析分析方法较复杂，阻碍了这类变换器系统的动态分析与设计的顺利进行。
而把状态空间平均法应用于功率变换器的建模，是一种简单有效的研究方法。
当变流器运行于连续导电模式，并忽略其开关过程，即认为开关动作是瞬时完成的，这样，一个工作于连续导电模式下的PWM 变流器可以用两个线性非时变电路来表示。
它们与一个周期中的两种开关状态相对应，设其状态空间方程分别为1）在时间间隔DT （0≤t ≤t 0）：=A 1X2）在时间间隔（1－D ）T （t 0≤t ≤T ）：=A 2X式中T 为PWM 开关周期，D 是其占空比，X 为状态向量，A 1，A 2为系统矩阵，将上述两个开关模型综合为一个平均模型为=[DA 1＋(1－D )A 2]X2单相PWM 整流器的数学模型单相PWM 整流器主电路如图1所示。
忽略电感中的等效电阻，在仿真中用理想开关S 来代替实际器件,并把与开关器件并联的快恢复二极管的作用融入到理想开关中，当其中之一导通时，即认为该理想开关导通。
用以下方式来定义开关函数：S m =1（S m ′=0）上桥臂理想开关导通，下桥臂理想开关关断S m =0（S m ′=1）上桥臂理想开关关断，下桥臂理想开关导通。
单相桥式全控整流电路Matlab仿真(完美)资料-共18页
目录完美篇单相桥式全控整流电路仿真建模分析 (1)（一）单相桥式全控整流电路(纯电阻负载) (2)1.电路的结构与工作原理 (2)2.建模 (3)3仿真结果与分析 (4)4小结 (6)（二）单相桥式全控整流电路(阻-感性负载) (7)1.电路的结构与工作原理 (7)2.建模 (8)3仿真结果与分析 (10)4.小结 (12)（三）单相桥式全控整流电路(反电动势负载) (13)1.电路的结构与工作原理 (13)2.建模 (14)3仿真结果与分析 (16)4小结 (18)单相桥式全控整流电路仿真建模分析一、实验目的1、不同负载时，单相全控桥整流电路的结构、工作原理、波形分析。
2、在仿真软件Matlab中进行单相可控整流电路的建模与仿真，并分析其波形。
二．实验内容（一）单相桥式全控整流电路(纯电阻负载) 1.电路的结构与工作原理1.1电路结构U1U2Ud Id+ -T VT3VT1VT2VT4abR 单相桥式全控整流电路（纯电阻负载）的电路原理图(截图)1.2工作原理用四个晶闸管，两只晶闸管接成共阴极，两只晶闸管接成共阳极，每一只晶闸管是一个桥臂。
（1）在u2正半波的（0~α）区间：晶闸管VT1、VT4承受正压，但无触发脉冲。
四个晶闸管都不通。
假设四个晶闸管的漏电阻相等，则u T1.4= u T2.3=1/2 u2。
（2）在u2正半波的ωt=α时刻：触发晶闸管VT1、VT4使其导通。
电流沿a→VT1→R→VT4→b→Tr的二次绕组→a流通，负载上有电压（u d=u2）和电流输出，两者波形相位相同且u T1.4=0。
此时电源电压反向施加到晶闸管VT2、VT3上，使其承受反压而处于关断状态，则u T2.3=1/2 u2。
晶闸管VT1、VT4—直导通到ωt=π为止，此时因电源电压过零，晶闸管阳极电流下降为零而关断。
（3）在u2负半波的（π~π+α）区间：晶闸管VT2、VT3承受正压，因无触发脉冲，VT2、VT3处于关断状态。
单相交流调压器仿真
单相交流调压器仿真摘要：基于单相交流调压器的结构和工作原理，建立了一种基于Matlab的仿真模型,具有原理清晰，仿真时短，占用资源少的优点。
关键词：单相交流调压器、晶闸管、MATLAB仿真1. 交流调压电路概念：在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制来调节输出电压的有效值。
原理：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控制交流电力。
应用：交流调压电路(1)灯光控制(如调光台灯和舞台灯光控制)；(2)异步电动机软起动；(3)异步电动机调速；(4)供用电系统对无功功率的连续调节；(5)在高压小电流或低压大电流直流电源中，(6)用于调节变压器一次侧电压。
2. 主要元件晶闸管介绍⑴晶闸管的工作原理晶闸管T在工作过程中，它的阳极A和阴极K与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。
静态特性:① 当AK 之间加上反向电压时，不论门极是否有触发电流，晶闸管都不会 导通；② 当AK 之间加上正向电压时，仅在门极有触发电流的情况下晶闸管才能 开通；③ 晶闸管一旦导通，门极就失去控制作用；④ 要使晶闸管关断， 只有使晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下晶闸管的开通和关断过程波形① 开通特性 延迟时间td :从门极电流阶跃时刻开始，到阳极电流上升到稳态值的10% 所需的时间；上升时间tr :阳极电流从稳态值的10%上升到稳态值的90%所需的时间； 开通时间tgt 为以上两者之和：tgt=td+ tr普通晶闸管延迟时间为0.5~1.5 s ，上升时间为0.5~3 s 。
② 关断特性通常采用外加反电压的方法将已导通的晶闸管关断。
突加反向阳极电压后，由于外电路电感的存在，晶闸管阳极电流的 下降会有一个过程，当阳极电流过零，也会出现反向恢复电流，反向电流 达最大值IRM 后，再反方向快速衰减到接近于零，此时晶闸管恢复对反向 电压的阻断能力。
电流过零到反向电流接近于零所经历的时间称为反向阻断恢复时间trr 。
Matlab_Simulink在单相交流调压电路仿真中的应用
2005年第20卷第4期电力学报Vol.20No.42005 (总第73期)JOURNAL OF ELECT RIC POWER(Sum.73)文章编号:1005-6548(2005)04-0350-02Matlab/Simulink在单相交流调压电路仿真中的应用X华亮1,沈申生1,胡香龄2(11南通大学,江苏南通226007;21浙江工业大学,浙江杭州310014)Simulation of Single-Phase AC/AC Voltage Adjustment SystemBased on Matlab/S imulinkHUA Liang1,SHEN Shen2sheng1,HU Xiang2ling2(1.Nantong U niversity,Nantong226007,China;2.Zhejiang University of T echnology,H angzhou310032,China)摘要:通过单相交流调压电路实例讨论了利用Matlab/Simulink对电力电子电路进行仿真的方法,并给出了仿真结果波形,证实了Matlab软件的简便直观、高效快捷和真实准确性。
关键词:Matlab/Simulink;单相交流调压电路;电力系统模块中图分类号:TP391.9TN702文献标识码:B Abstr act:This paper mainly introduces the charac2 teristics and functions of Matlab/Simulink software and its application of simulation in Single-phase AC/AC Voltage Adjustment System.This software is convenient,simple,and of good vision.Key Words:matlab/simulink;single2phase AC/AC voltage adjustment system;powersystem blocksetMatlab是当今最流行的软件,良好的开放性使它能紧跟科技发展的前沿,成为科技开发的有力工具。
完整word版单相交流调压电路Matlab仿真
单相交流调压电路的设计与仿真一．实验目的1）单相交流调压电路的结构、工作原理、波形分析。
2) 在仿真软件Matlab中进行单相交流调压电路的建模与仿真，并分析其波形。
二．实验内容（一）单相交流调压电路电路(纯电阻负载)1电路的结构与工作原理1.1电路结构)(截图单相交流调压电路的电路原理图（电阻性负载）1.2 工作原理电阻负载单相交流调压电路中，VT1和VT2可以用一个双向晶闸管代替，在交流电源的正半周和负半周，分别对晶闸管的开通叫进行控制就可以调节输出电压。
正负半周触发角时刻起均为过零时刻。
在稳态情况下。
应使正负半周的触发角相同。
可以看出。
负载电压波形是电源电压波形的一部分，负载电流和负载电压的波形相同。
2建模在MATLAB新建一个Model，同时模型建立如下图所示：- 1 -MATLAB仿真模型单相交流调压电路的模型参数设置2.1A.Pulse GeneratorB.Pulse Generator 1- 2 -C.示波器参数第一个波形为晶闸管电流的波形，第二个波形为晶闸管电压的波形，第三个波形为负载电流的波形，第四个波形为负载电压的波形，第五个波形为电源电压的波形，第六个波形为触发脉冲的波形。
3仿真结果与分析°，MATLAB仿真波形如下： a. 触发角α=0α=0°单相交流调压电路仿真结果(截图)°，MATLAB仿真波形如下： b. 触发角α=60)截图°单相交流调压电路仿真结果α =60(- 3 -°，MATLAB仿真波形如下： c. 触发角α=120)截图°单相交流调压电路仿真结果(α=1204小结通过设计可以总结出，ɑ的移相范围为0≤ɑ≤π。
ɑ=0时，相当于晶闸管一直导通，输出电压为最大值，U。
=U1。
随着ɑ的增大，U。
逐渐减小。
知道ɑ=π时，U。
=0。
此外，ɑ=0时，功率因数=1，随着ɑ的增大，输入电流滞后于电压且发生畸变，也逐渐降低。
基于matlab的单相可控电路
基于matlab的单相可控电路
单相可控电路是一种常用的电力控制电路，它可以通过对控制元件的控制来实现对电路中电流的调节。
在这篇文章中，我们将介绍基于matlab的单相可控电路的设计与实现。
首先，我们需要了解单相可控电路的基本原理。
单相可控电路由控制元件（如晶闸管）和负载组成。
控制元件可以控制电路中的电流，从而实现对负载电压的调节。
其中，晶闸管是一种常用的控制元件，它具有导通电压低、可控性好等优点。
接下来，我们将使用matlab来实现单相可控电路的模拟。
具体步骤如下：
1. 定义电路参数，包括电源电压、电阻、电感、负载电阻等。
2. 使用matlab中的Simulink建立电路模型，并设置相应的参数，包括控制元件（晶闸管）的触发方式、电路的截止频率等。
3. 进行模拟运行，并观察负载电压随时间的变化情况，从而评估电路的性能。
通过上述步骤，我们可以实现单相可控电路的模拟，并通过模拟结果来判断电路的性能是否符合要求。
这对于电力控制系统的设计与优化具有重要意义。
- 1 -。
MATLAB实验报告
《电力电子技术及EDA 》实验报告 姓名：毛镜涛 班级：机自085 学号:200810301567 实验一 单相可控整流电路的MATLAB/SIMULINK 仿真实验1、单相半波可控整流（阻性负载）的MATLAB/SIMULINK 仿真波形图α=0０α=30０α=45０α=90０2、单相半波可控整流电路（组感性负载）的MATLAB/SIMULINK 仿真 波形图α=0０α=30０α=45０u gi di Tu di Du T3、单相桥式半控整流电路（电阻性负载）的MATLAB/SIMULINK 仿真 波形图α=45０4、单相桥式全波可控整流电路（电阻性负载）的MATLAB/SIMULINK 仿真 波形图α=45０5、单相桥式全控整流电路（阻感性负载）的MATLAB/SIMULINK 仿真 波形图α=45０6、单相桥式全波可控整流电路（反电动势性负载）的MATLAB/SIMULINK 仿真 波形图α=45０实验二 三相可控整流电路的MATLAB/SIMULINK 仿真实验1、三相半波可控整流电路（电阻性负载）的MATLAB/SIMULINK 仿真 仿真模型：仿真波形：2、三相桥式半控整理电路（电阻性负载）的MATLAB仿真仿真模型：仿真波形：i T1u akidu dα=30０3、三相桥式全控整流电路（电阻性负载）的MATLAB/SIMULINK仿真仿真模型;仿真波形图2实验三 直流—交流变换MATLAB/SIMULINK 实验1、单相桥式全控整流及逆变MATLAB/SIMULINK 仿真 仿真模型：仿真波形：u aki du d2、三相半波整流及有源逆变电路的MATLAB/SIMULINK 仿真 仿真模型：仿真波形：3、三相桥式及有源逆变电路的 MATLAB/SIMULINK 仿真仿真模型：仿真波形：4、正弦波脉宽调制逆变器的MATLAB/SIMULINK 仿真仿真模型：仿真波形：实验四直流---直流变换MATLAB/SIMULINK实验1、降压式变换器的MATLAB/SIMULINK仿真波形图3、波形图波形图4、CUK 直流斩波器的MATLAB/SIMULINK 仿真波形图实验五交流—交流变换MATLAB/SIMULINK实验1、单相交流调压电路的MATLAB仿真波形图2、三相交流调压电路的MATLAB仿真三相反并联连接的晶闸管电路子系统波形图。
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单相交流调压电路M a t l a b
仿真
Prepared on 24 November 2020
单相交流调压电路的设计与仿真
一．实验目的
1）单相交流调压电路的结构、工作原理、波形分析。
2) 在仿真软件Matlab中进行单相交流调压电路的建模与仿真，并分析其波形。
二．实验内容
（一）单相交流调压电路电路(纯电阻负载)
1电路的结构与工作原理
电路结构
单相交流调压电路的电路原理图（电阻性负载）(截图)
工作原理
电阻负载单相交流调压电路中，VT1和VT2可以用一个双向晶闸管代替，在交流电源的正半周和负半周，分别对晶闸管的开通叫进行控制就可以调节输出电压。
正负半周触发角时刻起均为过零时刻。
在稳态情况下。
应使正负半周的触发角相同。
可以看出。
负载电压波形是电源电压波形的一部分，负载电流和负载电压的波形相同。
2建模
在MATLAB新建一个Model，同时模型建立如下图所示：
单相交流调压电路的MATLAB仿真模型
模型参数设置
A.Pulse Generator
B.Pulse Generator 1
C.示波器参数
第一个波形为晶闸管电流的波形，第二个波形为晶闸管电压的波形，第三个波形为负载电流的波形，第四个波形为负载电压的波形，第五个波形为电源电压的波形，第六个波形为触发脉冲的波形。
3仿真结果与分析
a. 触发角α=0°，MATLAB仿真波形如下：
α=0°单相交流调压电路仿真结果(截图)
b. 触发角α=60°，MATLAB仿真波形如下：
α=60°单相交流调压电路仿真结果(截图)
c. 触发角α=120°，MATLAB仿真波形如下：
α=120°单相交流调压电路仿真结果(截图)
4小结
通过设计可以总结出，ɑ的移相范围为0≤ɑ≤π。
ɑ=0时，相当于晶闸管一直导通，输出电压为最大值，U。
=U1。
随着ɑ的增大，U。
逐渐减小。
知道ɑ=π时，U。
=0。
此外，ɑ=0时，功率因数=1，随着ɑ的增大，输入电流滞后于电压且发生畸变，也逐渐降低。
（二）单相交流调压电路(阻感负载)
1电路的结构与工作原理
电路结构
单相交流调压电路的电路原理图（阻感性负载）(截图)
工作原理
当电源电压U2在正半周时，晶闸管VT1承受正向电压，但是没有触发脉冲晶闸管VT1没有导通，在α时刻来了一个触发脉冲，晶闸管VT1导通，晶闸管VT2在电源电压是正半周时承受反向电压截止，当电源电压反向过零时，由于负载电感产生感应电动势阻止电流变化，故电流不能马上为零，随着电源电流下降过零进入负半周，电路中的电感储存的能量释放完毕，电流到零，晶闸管VT1关断。
当电源电压U2在负半周时，晶闸管VT2承受正向电压，但是没有触发脉冲晶闸管VT2没有导通，在π+α时刻来了一个触发脉冲，晶闸管VT2导通，晶闸管VT1在电源电压是负半周时承受反向电压截止，当电源电压反向过零时，由于负载电感产生感应电动势阻止电流变化，故电流不能马上为零，随着电源电流下降过零进入负半周，电路中的电感储存的能量释放完毕，电流到零，晶闸管VT2关断。
2建模
在MATLAB新建一个Model，命名为dianlu4，同时模型建立如下图所示：
单相交流调压电路（阻感性负载）的MATLAB仿真模型
示波器参数设置
第一个波形为晶闸管电流的波形，第二个波形为晶闸管电压的波形，第三个波形为负载电流的波形，第四个波形为负载电压的波形，第五个波形为电源电压的波形，第六个波形为触发脉冲的波形。
3仿真结果与分析
a.触发角α=0°，MATLAB仿真波形如下：
α=0°单相交流调压电路仿真结果（阻感性负载）(截图)
b. 触发角α=60°，MATLAB仿真波形如下：
α=60°单相交流调压电路仿真结果（阻-感性负载）(截图)
c.触发角α=120°，MATLAB仿真波形如下：
α=120°单相交流调压电路仿真结果（阻-感性负载）(截图)
4小结
单相交流调压电路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电感L串联组成主电路，因为比电阻性负载多了一个电感，在感应电动势的作用下，输出的电压都延迟了一段。