三相交流调压电路
干货分享一种三相可控硅交流调压电路设计
干货分享一种三相可控硅交流调压电路设计
一、硅交流调压电路的基本概念
硅交流调压电路是一种用于调节交流电压的特殊结构的电路。
它由三相半桥结构电路、变压器、可控硅和控制电路组成，可利用控制电路改变可控硅的漏电阻而实现变压器输出电压的控制和调节。
由于硅交流调压电路采用了变压器调压，能够将网络电压提高或降低，从而将网络电压转换为所需的电压。
二、硅交流调压电路原理
硅交流调压电路采用三相半桥结构电路，变压器、可控硅和控制电路组成。
其中可控硅为一种具有静态可控特性的晶体管，能够对电路中的电压提供动态调节，从而使得调压电路具有极高的调节精度。
此外，由于可控硅的动态调节特性，可控硅的漏电阻可以改变，从而调节变压器的输出电压。
控制电路是调节可控硅漏电阻的关键，控制电路可以根据电路中的电压来控制可控硅的漏电阻。
当电路中的电压高于设定的电压时，控制电路会按照设定的调节算法来改变可控硅的漏电阻，从而降低变压器的输出电压。
当电路中的电压低于设定的电压时，控制电路则会增加可控硅的漏电阻，使得变压器的输出电压升高。
三、硅交流调压电路结构。
三相交流调压电路实验实验报告
三相交流调压电路实验实验报告实验日期：2021年11月1日实验地点：XXX实验室一、实验目的1.了解三相交流电路的基本特点。
2.掌握三相交流调压电路的组成及原理。
3.掌握三相半波可控整流电路及三相全波可控整流电路的调压方法。
二、实验器材1.三相交流电源模块。
4.示波器。
5.直流电压表。
6.多用表。
7.接线板及导线。
三、实验原理三相电路是指电压或电流具有三个相位、相互相位差相等、频率相等的交流电。
三相交流电源是工业中最常用的电源形式。
三相交流电路具有以下特点:(1)电源电压稳定，电流平衡分配。
(2)发电机功率密度高，体积小，重量轻。
(3)运行平稳可靠，可实现无级调速。
(4)经济性高，在运输、建设、运行费用方面有一定优势。
2.三相半波可控整流电路半波可控整流电路是一类基础的电力电子电路，可以将交流电变成脉动的直流电。
三相半波可控整流电路由三个半波可控整流单元组成。
通过控制晶闸管的导通，实现输出电压的控制。
四、实验步骤2.连接多用表测量三相交流电源的电压。
3.连接示波器观测输出电压波形。
4.通过调节触发电路中的电压，调节输出电压大小。
5.记录输出电压大小及波形。
五、实验结果输出电压大小为12V，实验结果见图1。
六、实验分析此次实验通过搭建三相半波可控整流电路及三相全波可控整流电路，掌握了三相交流调压电路的组成及调压原理。
实验结果表明，三相半波可控整流电路与三相全波可控整流电路的实验结果大小略有差异，应注意控制输出电压的大小和稳定性，实现准确调压。
三相交流调压电路
工 作 波 形 分 析
30o
三相交流调压电路
PWM斩控三相交流调压电路
由三只串联开关VT1、VT2、VT3以及一只续流开关VTN 组成，
串联开关共用一个控制信号ug，它与续流开关的控制信 号ugN在相位上互补。
当VT1、VT2、VT3导通时，VTN关断，负载电压等于电 源电压；当VTN导通时，VT1、VT2、VT3均关断，负载 电流沿VTN续流，负载电压为零。
工 作 波 形 示 意
课堂思考*
设计一恒温箱用三相相控调压加热电源，加热元件 为电阻丝，输出功率恒定3kW,电阻丝阻值为20Ω/ 每相，输入交流线电压为320V～460V，计算电路 相关参数。
电力电子技术
三相交流调压电路
三相交流调压电路常见结构
三相交流调压电路
Y型联接三相交流调压电路结构
三相交流调压电路
控制脉冲要求
对于三相对称负载，负载中点O’在平衡供电时处于零电 位，因此各支路晶闸管的自然换流点处于相电压的过零点，
控制角是从各自的相电压过零点开始算起,触发信号与相
电压同步。 Y连接时三相中至少要有两相导通才能构成电流通路，因
电力电子技术
课堂思考*
恒温箱一般具有较大的热惯性，电流脉动不影响系统性能， 考虑采用单相相控调压纯电阻负载电路型式图5-15（b)，仅 需要设计计算晶闸管额定电压、额定电流，三相均衡，每相 功率均为1kW。
电路可行性分析：
最低输入电压时，全导通时输出功率为：
Po
(Uinmin / R
3)2 1706 .7W 1kW
三相交流调压电路原理
三相交流调压电路原理
三相交流调压电路是根据运行状态下的一定调节要求，研制出的一种电路，它能够实
现的调节功能是在输出电压不变的情况下实现平均负载的变化，以实现稳定输出电压的稳
定性。
三相交流调压电路分为直接调压和反馈调压两种原理：
直接调压原理：直接调压电路采用模拟电路调整及反馈控制调整，采用模拟电路直接
调节输出电压，无须经过数据采集和处理，能够实现快速、准确调整负载值，具有定时、
频率连续可控、效率高、功耗小的优点。
即调压部分中的输入电压不变的情况下，输出电
压随负载的变化而变化。
反馈调压原理：反馈调压电路采用数控方式调整，其原理是通过采集反馈信号来判断
负载状态，从而实现负载电流的稳定，并实现自动调压效果。
在调压部分中，输出电压不
变的情况下，输入电压随负载的变化而变化。
它的缺点是响应比较慢，因此，针对多变的
环境和紧急情况，可以采取组合式的调压技术，综合利用非反馈和反馈调压的方式来实现
精准的控制。
通过上述介绍，我们可以得出一个结论，无论直接调压还是反馈调压，它们都实现了
输出电压的变化，从而满足不同应用场合中对稳定电压的要求。
此外，它们可以组合使用，以满足不同负载及应用场合的要求，提高系统的调节精度和可靠性。
15-三相交流调压电路
三相交流调压电路实验一、实验目的(1)了解三相交流调压触发电路的工作原理。
(2)加深理解三相交流调压电路的工作原理。
(3)了解三相交流调压电路带不同负载时的工作特性。
三、实验线路及原理交流调压器应采用宽脉冲或双窄脉冲进行触发。
实验装置中使用双窄脉冲。
实验线路如图3-23所示。
图中晶闸管均在DJK02上，用其正桥，将D42三相可调电阻接成三相负载，其所用的交流表均在DJK01控制屏的面板上。
图3-23三相交流调压实验线路图四、实验内容(1)三相交流调压器触发电路的调试。
(2)三相交流调压电路带电阻性负载。
(3)三相交流调压电路带电阻电感性负载（选做）。
六、实验方法(1)DJK02和DJK02-1上的“触发电路”调试①打开DJK01总电源开关，操作“电源控制屏”上的“三相电网电压指示”开关，观察输入的三相电网电压是否平衡。
②将DJK01“电源控制屏”上“调速电源选择开关”拨至“直流调速”侧。
③用10芯的扁平电缆，将DJK02的“三相同步信号输出”端和DJK02-1“三相同步信号输入”端相连,打开DJK02-1电源开关，拨动“触发脉冲指示”钮子开关，使“窄”的发光管亮。
④观察A、B、C三相的锯齿波，并调节A、B、C三相锯齿波斜率调节电位器（在各观测孔左侧），使三相锯齿波斜率尽可能一致。
⑤将DJK06上的“给定”输出U g直接与DJK02-1上的移相控制电压U ct相接，将给定开关S2拨到接地位置（即U ct=0），调节DJK02-1上的偏移电压电位器，用双踪示波器观察A相同步电压信号和“双脉冲观察孔” VT1的输出波形，使α=180°。
⑥适当增加给定U g的正电压输出，观测DJK02-1上“脉冲观察孔”的波形，此时应观测到单窄脉冲和双窄脉冲。
⑦用8芯的扁平电缆，将DJK02-1面板上“触发脉冲输出”和“触发脉冲输入”相连，使得触发脉冲加到正反桥功放的输入端。
⑧将DJK02-1面板上的U lf端接地，用20芯的扁平电缆，将DJK02-1的“正桥触发脉冲输出”端和DJK02“正桥触发脉冲输入”端相连，并将DJK02“正桥触发脉冲”的六个开关拨至“通”，观察正桥VT1～VT6晶闸管门极和阴极之间的触发脉冲是否正常。
三相交流调压电路(单向可控硅反并联)
一、三相交流调压电路（单向可控硅反并联）1、 主电路电气原理图电源输入600VACB A负载负载V22、 反馈信号说明A. 当负载以稳定交流电流为目时应采用交流电流反馈，从而组成交流电流闭环调节系统，此时的交流电流反馈器件多采用交流电流互感器CT 来完成，CT 二次额定输出电流要求满足2.0V< 2·R1≤10.0V（R1：电流-电压转换电阻，位于触发器左部居中，此时需要焊上）B. 当负载以稳定交流电压为目时应采用交流电压反馈，从而组成交流电压闭环调节系统，此时的交流电压反馈器件多采用交流电压互感器VT 来完成，VT 二次额定输出电压要求满足：5.0 < V2 ≤10.0V（R1：电流-电压转换电阻，位于触发器左部居中，此时不要焊上）C. 当系统采用开环控制时，可以不装设反馈器件，此时应在积分器电容C11两端并联一支20K 的普通电阻。
当给定信号从最小值到最大值变化而主电路输出并不从最小值到最大值跟随变化，此时应把给定信号设定为最小值，调节触发器上的电位器W0使主电路输出也刚好为最小值即可（若此时给定信号最大值与主电路输出最大值跟随性还相差较大时可适当调节电阻R12的阻值即能满足要求）。
D. 当反馈信号为直流信号时，为了消除主电路最小值输出的死区，应把触发器中的二极管D4、D9（位于触发器左部偏上，有明显的丝网加重标记）用短接线进行短接，短接后接线端子“CC ”与“GND ”为等电位。
3、触发器接线原理图故障反馈+5VK1K4K3K6K5K24、调节及保护电路说明C11为闭环调节积分器电容；W1为反馈比例调节电位器；W2为保护整定调节电位器，当UF > 2V 时，经过几秒钟延时后保护电路动作，封锁脉冲，同时对外发出故障信号（保护电路只对反馈信号所代表的电气参数起保护作用；保护电路动作后须断电复位）。
发光二极管指示如下：L0：触发器上电 L1：主电路参数超限 L2：快速熔断器熔断附：有关电源零线“N ”的说明三相可控硅调压/整流主电路的主要形式如下：U AB主电路电源千欧）当主电路电源为三相四线制时，电源零线“N ”可直接接入触发器，当快速熔断器发生一只或两只熔断时触发器能在一秒钟内封锁触发脉冲同时给出相应的故障指示及对外输出故障信号；当主电路电源为三相三线制时，若要求快速熔断器熔断检测还有效，则需要用户模拟出电源零线“N ” , 否则快速熔断器熔断检测无效。
单相和三相交流调压电路实验
实验三单相和三相交流调压电路实验一、实验目的(1)．加深理解交流调压电路的工作原理。
(2)．加深理解单相交流调压感性负载时对移相范围要求。
(2)．加深理解三相交流调压阻性负载时的工作情况。
二、实验设备及仪器(１)．计算机(２)．MATLAB软件三、注意事项（1）在单相电阻电感负载时，当α<ϕ时，若脉冲宽度不够会使负载电流出现直流分量。
（2）三相电路中，触发脉冲要选择双脉冲。
（3）仿真时间不宜太长，一般几个电源周期即可（4）晶闸管器件选择“普通晶闸管”，而不是详细模型的晶闸管。
（5）电气仿真时，一定要有“powergui”模块在仿真界面中才可以仿真成功。
四、实验步骤(１) 单相交流调压器带电阻性负载电路原理图如下图所示图1交流调压电路电阻性负载原理图基本参数为：交流电源：220V，50Hz电阻负载：10欧姆α=，120°，150°时负载侧电压、电流要求：搭建仿真电路，分别输出60波形及电源侧电压波形，并显示负载电压的有效值。
记录波形并分析触发角的移相范围。
步骤1：搭建主电路(a)搭建如图2所示主电路仿真中模型的提取路径是：交流电源：simpowersystem\Electrical sources\AC Voltage Source晶闸管： simpowersystem\Power Electronics\thyristor电阻： simpowersystem\Elements\series RLC Branch(b)设置参数根据已知条件设置电源和负载参数，晶闸管可用默认参数。
图2电阻负载主电路部分步骤二：搭建触发电路（a）触发电路利用脉冲发生器实现，如图3所示图3 脉冲触发电路触发脉冲提取路径为： simulink\Sources\Pulse Genetator(b)设置参数脉冲类型：Time based时间：Use simulation time脉冲幅值：1.0脉冲宽度：5脉冲周期：（自己思考）脉冲延时：（单位：秒；触发角不同，延时不同。
三相交流调压电路原理
三相交流调压电路原理三相交流调压电路是一种用于将三相交流电源的电压进行调节的电路。
它可以将输入电压调整到所需的输出电压，以满足不同的电器设备的工作要求。
三相交流调压电路的原理主要包括三相桥式整流电路、滤波电路和逆变电路。
首先，三相桥式整流电路是将三相交流电源转换为直流电源的关键部分。
它由六个二极管组成，分为三对，每对二极管连接在一个相位上。
当输入电压的相位为正时，对应的二极管导通，将电流导向负载；当输入电压的相位为负时，对应的二极管截止，电流无法通过。
通过这种方式，三相桥式整流电路可以将三相交流电源转换为直流电源。
其次，滤波电路用于去除直流电源中的脉动成分，使输出电压更加稳定。
滤波电路通常由电容器和电感器组成。
电容器可以存储电荷，并在电流方向发生变化时释放电荷，从而平滑输出电压。
电感器则可以阻止高频信号通过，使输出电压更加稳定。
通过合理选择电容器和电感器的数值，可以实现对输出电压的滤波效果。
最后，逆变电路是将直流电源转换为所需的交流电压的关键部分。
逆变电路通常由晶闸管或可控硅等器件组成。
当输入电压为正时，晶闸管导通，将电流导向负载；当输入电压为负时，晶闸管截止，电流无法通过。
通过控制晶闸管的导通和截止，可以实现对输出电压的调节。
逆变电路还可以通过改变晶闸管的导通角度，实现对输出电压的调制，从而实现对输出电压的精确调节。
总结起来，三相交流调压电路通过三相桥式整流电路将三相交流电源转换为直流电源，然后通过滤波电路去除直流电源中的脉动成分，最后通过逆变电路将直流电源转换为所需的交流电压。
通过合理选择电路元件的数值和控制器的工作方式，可以实现对输出电压的精确调节。
三相交流调压电路在工业生产和电力系统中得到广泛应用，可以满足不同设备对电压的要求，保证设备的正常运行。
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华东交通大学理工学院
课程设计报告书
所属课程名称电气工程基础
题目三相交流调压电路
分院
专业班级
学号
学生姓名
指导教师
2013 年 6 月29 日
课程设计（论文）评阅意见
评阅人职称
20 年月日
目录
第一章设计的内容及要求 (2)
1.1设计的内容 (2)
1.2设计的要求 (2)
第二章电路的选定 (3)
2.1单相交流调压 (3)
2.2 三相交流调压的设计选择 (4)
第三章主电路的设计 (6)
3.1 主电路的原理分析 (6)
3.2 主电路器件的选择 (8)
3.3仿真结果及示波器输出波形 (10)
第四章心得体会....................... 错误!未定义书签。
参考文献（资料）. (13)
第一章课程设计内容及要求
1.1设计的内容
1.熟悉单相交流调压电路工作的原理
2.设计两种三相调压电路
3.完成三相电路的设计并对主要元器件进行说明
4.对所设计的两种三相调压电路进行比较
5.选择自己认为最佳的电路仿真
1.2设计的要求
根据单相交流调压电路的原理，设计两种三相交流调压电路。
对两种电路进行比较，选择其中的一种通Matlab/Simulink 仿真分别得到控制角α=0°、α=30°、α=60°和α=90°时的输出电压和电流波形，以及各相触发脉冲波形。
负载考虑阻感情况。
触发脉冲可通过脉冲宽度调制技术得到。
第二章电路的选定
2.1单相交流调压
所谓交流调压就是将两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，在每半个周波内通过控制晶闸管开通相位，可以方便的调节输出电压的有效值。
下面是单相交流调压电路图1及其波形如图2。
电路图1
工作波形图2
正、负半周α起始时刻（α=0），均为电压过零时刻。
在
t ωα=时，对VT 1施加触发脉冲，当VT1正向偏置而导通时，
负载电压波形与电源电压波形相同；在t ωπ=时，电源电压过零，因电阻性负载，电流也为零，VT1自然关断。
在t ωπα=+时，对VT2施加触发脉冲，当VT2正向偏置而导通时，负载电压波形与电源电压波形相同；在2t ωπ=时，电源电压过零，VT2自然关断。
2.2 三相交流调压的设计选择
根据单相交流调压电路的原理，可设计三相交流调压电路。
常用的三相交流调压线路有星型联结，支路控制三角形联结和中点控制三角形联结。
其中星型联结有分为三相三线和三相四线如图3，4。
三相四线时，相当于三个单相交流调压电路的组合，三相互相错开120度工作，电流中有基波和奇次谐波。
组成三相电路后，基波和3的整数倍以外的谐波在三相之中流动，不流过中性线。
因此，中性线会有很大的3次谐波电流及其他3的整数倍次谐波电流，当控制角α=90°时，中性线电流甚至和各相电流的有效值接近。
因此，选用(2.3-a)三相三线连接效果更好。
三相三线图3 三相四线图4
第三章主电路的设计
3.1 主电路的原理分析
（1）三相调压电路如下图所示
三相调压电路图5
由三相交流电源供电的电路，简称三相交流电路。
三相交流电源指能够提供3个频率相同而相位不同的电压或电流的电源，三相交流电各相电压的相位互差120°。
它们之间各相电压超前或滞后的次序称为相序，使用三相电源时必须注意其相序。
在对三相交流调压电路工作原理分析的基础上，建立了基于MATLAB的三相交流调压电路的仿真模型，修改相应的参数，并对其进行了仿真分析和研究。
通过仿真分析和参数的修改，验证所建模型的正确性，加深对三相交流调压电路理解。
最后，对仿真实验进行总结。
三相交流调压器的触发信号应与电源电压同步，其控制角是从各自的相电压过零点开始算起的。
三个正向晶闸管
1VT 、3VT 、5VT 的触发信号应互差︒120，三个反向晶闸管2VT 、
4VT 、6VT 的触发信号也应互差︒120，同一相的两个触发信号
应互差︒180。
总的触发顺序是1VT 、2VT 、3VT 、4VT 、5VT 、6VT ，其触发信号依次各差︒60。
Y 联接时三相中由于没有中线，所以在工作时若要负载电流流通，至少要有两相构成通路。
为保证启动时两个晶闸管同时导通，及在感性负载与控制角较大时仍能保证不同相的正反向两个晶闸管同时导通，要求采用大于︒60的宽脉冲(或脉冲列)或采用间隔为︒60双窄脉冲触发电路。
单相交流调压电路仿真图6
根据单相绘制的三相的仿真图
三相的仿真图7
3.2 参数设置
1）三相电源的设置
幅值：100 频率：50HZ
(2)脉冲的设置
频率：50HZ，同时选择双脉冲
（3）负载
电阻R：10，电感L：0.001，电容C无穷小（inf）
3.3 仿真结果及示波器输出波形
注：此次仿真采用5个示波器，其中第一个为脉冲输出波形，第二个为输入三相线电压波形，第三个为输入三相线电流波形，第三个为输出线电压波形，第五个为输出相电压波形。
（1）当a=0°时的示波器输出波形。
如图8
图8
（2）当a=30°时的示波器输出波形。
如图9
图9
（3）当a=90°时的示波器输出波形。
如图10
图10
第四章课程设计心得
随着科学技术发展的日新日异，电子技术已经成为当今世界空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。
因此作为二十一世纪的我们来说掌握电子的开发技术是十分重要的。
同时学会运用电脑技术与软件，能更好的帮助我们去研究与学习。
回首这次的学习和实践，发现自己还是收获颇丰。
通过对课设的研究，让自己不只是对本门学科的知识有了更加深刻的印象，课题中涉及到一些我们学过的知识，也有还未曾接触的学科，让我们有机会复习了以前的知识，也主动去了解相关的一些的资料，将不同书本上的知识结合到了一起。
然而要完成课题团队的合作也是必不可少的，设计的过程中也遇到了很多问题都是一个人解决不了的，在最初的课题思路的设计中就感觉到课题有一定的难度，觉得无从下手，相关的知识也不知道要怎样融合，所以久久没有开始。
之后经过查阅资料，认真思索，将问题逐个解决，最后完成了任务。
参考文献（资料）
[1] 谢希仁. 计算机网络（第五版）[M]. 北京：电子工业出版社，2008年2月
[2] 胡小强计算机网络[M] 北京：北京邮电大学出版社2005年1月
[3] 贺益康电力电子技术（第二版）北京：科学出版社
[4] 吴文辉电气工程基础[M] 武汉：华中科技大学出版社。