單相交流調(diào)壓電路仿真研究課程設(shè)計(jì)-wenkub.com
2024-08-29 06:03 本頁(yè)面
【正文】 做了這次訓(xùn)練對(duì)于調(diào)壓電路也有了一個(gè)比較清晰的了解。本來(lái)主電路是非常簡(jiǎn)單的，但是加上觸發(fā)電路之后還是花了我蠻多時(shí)間才把調(diào)壓電路的基本工作原理搞清楚，接下 來(lái)就是要進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的繪制了，通過(guò) Matlab 軟件 ，一步一步學(xué)習(xí)怎么調(diào)用元件，怎么設(shè)置參數(shù)，費(fèi)了挺大功夫才把這個(gè)簡(jiǎn)單的電路畫成了，但是在設(shè)置觸發(fā)角的時(shí)候著實(shí)把我“難”倒了，因?yàn)樵诓檎屹Y料的時(shí)候，資料上往往只用示波器監(jiān)測(cè)脈沖一或者脈沖二單一一個(gè)脈沖，所以在設(shè)置觸發(fā)角時(shí)候我一直以為是脈沖二滯后于脈沖一的角度就是觸發(fā)角，然后在仿真的時(shí)候怎么也得不到所需要的波形，但是當(dāng)時(shí)并不知道是什么原因，在和一個(gè)同組的同學(xué)不 斷修改電路參數(shù)仍然無(wú)法得到結(jié)果，在有次仿真得到一個(gè)負(fù)載電壓只有正半周波形給了我們啟示（這個(gè)時(shí)候應(yīng)該是只有一個(gè)晶閘管導(dǎo)通的，而另一個(gè)晶閘管是一直截止的 ,說(shuō)明可能是兩個(gè)脈沖只有一個(gè)工作，而脈沖二和脈沖一應(yīng)該是一直保持半個(gè)周期的差距的）我們才想到脈沖一和脈沖二是同步延遲的，而且脈沖二滯后脈沖一 180176。其封裝形式如圖 32。電原理見下圖 31； 鋸齒波的斜率決定于外接電阻 RRW1流出的充電電流和積分電容 C1的數(shù)值。器件輸出兩路相差 180 度的移相脈沖可以方便地構(gòu)成全控橋式觸發(fā)器線路。 （ 3）由以上的工作波形可得 晶閘管不僅具有單向?qū)щ?性 ,并且晶閘管的導(dǎo)通電壓比較小，控制特性好，可以很好的充當(dāng)開關(guān)。 皖西學(xué)院 單相交流調(diào)壓電路仿真研究 20 （ 1）在主電路負(fù)載 R=200Ω， L=0H 的電阻性負(fù)載時(shí)，觸發(fā)角為零的時(shí)候晶閘管兩端電壓的波形在在正負(fù)半周都是一條靠近 X 軸的直線，是因?yàn)殡娮栊载?fù)載在觸發(fā)角為零的時(shí)候兩個(gè)晶閘管是輪流 導(dǎo)通的，其兩端電壓就是晶閘管的臨界導(dǎo)通電壓。電流和電壓有效值減小，由于 電感的影響電流波形滯后于電壓波形，這是因?yàn)殡姼械膬?chǔ)能作用。第一個(gè)波形為觸發(fā)脈沖的波形，第二個(gè)晶閘管兩端電壓的波形，第三個(gè)波形為負(fù)載電流的波形，第四個(gè)波形為負(fù)載電壓的波形。圖為觸發(fā)角α為 0176。圖為觸發(fā)角α為 0176。 圖 28 R=100Ω， L=，觸發(fā)角為 0176。 皖西學(xué)院 單相交流調(diào)壓電路仿真研究 17 圖 26 R=100Ω， L=,觸發(fā)角為 30176。 阻感性負(fù)載 （ 1）將負(fù)載設(shè)為阻感性，電阻取 100Ω ,電感值設(shè)為 ,阻抗角為 30176。說(shuō)明 ? =?為電流連續(xù)的臨界條件。 , 120176。 皖西學(xué)院 單相交流調(diào)壓電路仿真研究 15 圖 23 R=200,觸發(fā)角為 120176。 由公式 )arc tan( RwL?? 計(jì)算可得 L=。 Simulink 菜單下面找到 Simpowersystems 和 Simulink 從中找出所需的晶閘管，交流電源，電壓表，電流表，示波器，阻感負(fù)載等。 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 ??? 皖西學(xué)院 單相交流調(diào)壓電路仿真研究 10 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。 晶閘管靜態(tài)工作特性：只有當(dāng)晶閘管承受正向電壓并且有門極觸發(fā)電流的情況下才 能導(dǎo)通。它同時(shí)為 V1的基極電流，使 V1 導(dǎo)通，且 IC1= β 1IC2,IC1 加上 IG 進(jìn)一步加大 V2 的基極電流，從而形成強(qiáng)烈的正反饋，使 很快進(jìn)入完全飽和狀態(tài)。 圖 15 ??? 下窄脈沖觸發(fā)方式時(shí)輸出波形 皖西學(xué)院 單相交流調(diào)壓電路仿真研究 8 管的介紹 晶體閘流管簡(jiǎn)稱晶閘管 ,也稱為可控硅整流元件 (SCR),是由三個(gè) PN 結(jié)構(gòu)成的一種大功率 半導(dǎo)體 器件。該工況下兩個(gè)晶閘管相當(dāng)于兩個(gè)二極管，或輸入輸出直接相連，輸出電壓及電流連續(xù)，相當(dāng)于晶閘管失去控制，無(wú)調(diào)壓作用。由后面的分析可知，在 ???工況下， ?180?? 因此在 2T 脈沖來(lái)之 前 1T 已關(guān)斷，正負(fù)電流不連續(xù)。 圖 12 電路圖 （ 1） ??? 情況 上圖 12 所示為單相反并聯(lián)交流調(diào)壓電路帶感性負(fù)載時(shí)的電路圖，以及在控制角觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)的輸出波形圖，同電阻負(fù)載一樣，在 iu 的正半周時(shí)，在 ???t 時(shí)觸發(fā) Vt1,Vt1 導(dǎo)通，輸出電壓 ou = iu ， 電流 oi 從 0 開始上升。當(dāng)兩只反并聯(lián)的晶閘管中的任何一個(gè)導(dǎo)通后，其通態(tài)壓降就成為另一只的反向電壓，因此只有當(dāng)導(dǎo)通的 晶閘管關(guān)斷以后， 另一只晶閘管才有可能承受正向電壓被觸發(fā)導(dǎo)通。 在交流調(diào)壓器中，相位控制應(yīng)用較多，下面主要分析相位控制的交流調(diào)壓器，并闡述作為基 礎(chǔ)的單相交流電阻性電路的原理及工作情況 。這里晶閘管起到一個(gè)通斷頻率可調(diào)的快速開關(guān)的作用。 單相交流 調(diào)壓 器常用于小功率單相電動(dòng)機(jī)控制、照明和電加熱控制。 皖西學(xué)院 單
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