單相交流調(diào)壓電路的課程設(shè)計(jì)(文件)
【正文】 勢(shì)負(fù)載 E=40 伏，輸入交流 U2=210 伏。 2． 單相交流調(diào)壓 主電路設(shè)計(jì) 及分析 所謂交流調(diào)壓 就是將兩個(gè) 晶閘管反并聯(lián)后串聯(lián)在交流電路中，在每半個(gè)周波內(nèi)通過(guò)控制晶閘管開(kāi)通相位，可以方便的調(diào)節(jié)輸出電壓的有效值。 由于 交流 調(diào)壓電路的工作情況與負(fù)載的性質(zhì)有很大的關(guān)系，因此 下面就 反電勢(shì) 電阻 負(fù)載 予以 重點(diǎn) 討論。 圖 1 反電勢(shì)電阻負(fù)載單相交流調(diào)壓電路圖 圖 2 輸入輸出電壓及電流波形圖 建立模型仿真 根據(jù)原理圖用 MATALB 軟件畫(huà)出正確的仿真電路 圖 23， 仿真參數(shù)設(shè)置 設(shè)置觸發(fā)脈沖 α 分別為 30176。與其產(chǎn)生的相應(yīng)波形分別如圖 2圖 2圖 2圖 27。時(shí)，單相交流調(diào)壓電路波形 圖 6 60176。時(shí)，單相交流調(diào)壓電路波形 結(jié)果分析 上面圖 5圖 10 給出了 ? 分別為 0度、 30 度， 60 度， 90 度、 150 度和 180 度時(shí)單相交流調(diào)壓電路的純電阻負(fù)載的電壓和電流的仿真波形。 由此可知，理論分析與仿真結(jié)果是一致的。其中負(fù)載阻抗角 )arctan( RwL?? ,相當(dāng)于在電阻電感負(fù)載上加上純正弦交流電壓時(shí)，其電流滯后于電壓的角度為 ? 。由后面的分析13 可知，在 ??? 工況下， ?180?? 因此在 2T 脈沖到來(lái)之前 1T 已關(guān)斷，正負(fù)電流不連續(xù)。 14 上述電路在控制角為 ? 時(shí)，交流輸出電壓有效值 UO 、負(fù)載電流有效值 Io 、晶閘管電流有效值 IT 分別為 Uo =Ui? ???? )22s in (2s in ??? I0 =2I maxo IT* IT= 2 I maxo IT* 式中， I maxo 為當(dāng) ? =0 時(shí)，負(fù)載電流的最大有效值，其值為 I maxo = 22 )( lRUi?? IT* 為晶閘管有效值的標(biāo)玄值，其值為 IT* = ?? ?????? c os2 )2c os (s in2 ??? 由 上式可以看出， IT* 是 ? 及 ? 的函數(shù)下圖給出了以負(fù)載阻抗角 ? 為參變量時(shí)，晶閘管電流標(biāo)幺值與控制角 ? 的關(guān)系曲線。這樣就形成只有一個(gè)晶閘管反復(fù)通斷的不正常情況， 0i 始終為 單一方向，在電路中產(chǎn)生較大的直流分量；因此為了避免這種情況發(fā)生，應(yīng)采用寬脈沖或脈沖列觸發(fā)方式。晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足下列要求： 1）觸發(fā)脈沖 的寬度應(yīng)保證晶閘管可靠導(dǎo)通，對(duì)反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載的變流器應(yīng)采用寬脈沖或脈沖列觸發(fā)； 2）觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度，對(duì)戶外寒冷場(chǎng)合，脈沖電流的幅度應(yīng)增加為器件最大觸發(fā)電流的 35 倍 ，脈沖前沿的陡度也許增加，一般需達(dá) 12A/us； 3）所提供的觸發(fā)脈沖應(yīng)不超過(guò)晶閘管門(mén)極的電壓、電流和功率定額，且在門(mén)極伏安特性的可靠觸發(fā)區(qū)域之內(nèi)； 4）應(yīng)有的抗干擾性能、溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離。 KC05 電路也適用于作半控或全控橋式線路的相位控制。 10％功能正常 )。 移相范圍：≥ l70176。 鋸齒波幅度：≥ 7～ 。 c．最大輸出能力： 200mA(吸收脈沖電流 )。 過(guò)電壓的產(chǎn)生及過(guò)電壓保護(hù) 19 電力電子裝置中可能發(fā)生的過(guò)電壓分為外因過(guò)電壓和內(nèi)應(yīng)過(guò)電壓兩類(lèi)。 2）關(guān)斷過(guò)電壓 ：全控型器件在較高的頻率下工作，當(dāng)器件關(guān)斷時(shí)，因正向 電流的迅速降低而由線路電 感在器件兩端感應(yīng)出的過(guò)電壓 。與電容串聯(lián)的電阻能消耗掉部分過(guò)壓能量，同時(shí)抑制電路中的電感與電容產(chǎn)生振蕩， 過(guò)電壓保護(hù)電路 如圖 23 所示。目前常用的快熔有：小容量 RLS(螺旋式 )系列、大容量 RTK（插入式）系列、 RS0（匯流排式）系列、 RS3 系列、RSF 系列等。當(dāng) 器件擊穿或短路、觸發(fā)電路或控制電路發(fā)生故障、出現(xiàn)過(guò)載、直流側(cè)短路、可逆 傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生環(huán)流或逆變失敗，以及交流電源電壓過(guò)高或過(guò)低、缺相等，均可引起過(guò)流。直流側(cè)接快速熔斷器只對(duì)負(fù)載短路起保護(hù)作用，對(duì)元件無(wú)保護(hù)作用。 六． 單相 交流 調(diào)壓 電路 參數(shù)設(shè)定與計(jì)算 單相交流調(diào)壓變流器參數(shù)設(shè)定： 要求觸發(fā)角為 45度，反電勢(shì)負(fù)載 E=40 伏，輸入交流 U2=210 伏。正負(fù)半周 起始時(shí)刻（ =0）均為電壓過(guò)零時(shí)刻。 根據(jù)公式計(jì)算得出如下結(jié)果： =)()s in2(1= ∫ + 220 απα tωdtωUπU = (1) RUI 00 = = (2) IVT= =)()s in2(21 ∫ + 22απα wtdRwtUπ (3) 0200== IU IUSPλ = (4) 當(dāng)考慮漏感 LB 時(shí)， 實(shí)際上變壓器繞組總有漏感。與不考慮變壓器漏感時(shí)相比，每次換相 U d減少了一塊，導(dǎo)致U d 平均是減低，降低多少用 Δ U d表示，稱為換相壓降。 換相重疊角 γ 隨其它參數(shù)變化的規(guī)律 如下： 當(dāng) Id 越大 時(shí) 則 γ 越大； 當(dāng) XB越大 時(shí) γ 越大；當(dāng) =90176。有時(shí)人為串入進(jìn)線電抗器以抑制晶閘管的 di/d t。并通過(guò)對(duì)知識(shí)的綜合利用， 進(jìn)行必要的分析，比較。這 次的課程 設(shè)計(jì)，還讓我知道了 最重要的是心態(tài)，在你拿到題目時(shí)會(huì)覺(jué)得困難，但是只要充滿信心，就肯定會(huì)完成的。 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。 27 附錄 圖 20 單相交流調(diào)壓電路總電路圖 如上圖所示， R C3 為阻容濾波器， R C4 為晶閘管的過(guò)電壓保護(hù)，快速熔斷器是晶閘管的過(guò)電流保護(hù)。 25 參考文獻(xiàn) [1] 王兆安，劉進(jìn)軍 .電力電子技術(shù) [M] 第五版 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 年 [2] Wang Zhaoan, Liu Jinjun. Power Electronics [M]. Fifth Edition Beijing: China Machine Press, 2020 [3] 吳曉燕，張雙選 .MATLAB 在自動(dòng)控制中的應(yīng)用 [M] 西安：西安電子科技大學(xué)
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