交流调功器

第一章绪论

1.1 引言

电能是人类的日常生活和生产中的不可或缺的一种能源形式。如何更加合理、高效、便捷和可靠地利用电能是人类亟需解决的问题。对各种功率控制装置提出的技术要求中,除了稳定性、可靠性、精确性、高效率等方面的外,精简化和轻量化也是非常迫切的需求。目前主要有高频化、元器件和结构的小型化等解决的手段。采用电力电子技术的功率控制装置给电能的利用带来了革命。

交流调压器在工矿企业、交通运输、邮电通讯、国防科研、医疗设备、家用电器及建筑大楼等许多方面得到了广泛应用。经过多年发展,交流调压电源己成为电源技术的一个重要分支。对各种各样的电源装置提出的技术要求中,除了稳定性、可靠性、精确性、高效率等方面的要求外,小型化和轻量化也是十分迫切的需求。目前解决的主要手段有高频化、元器件和结构的小型化。上世纪80年代,提出了电源制造中电力电子集成概念,电力电子技术得到高速发展,各种高频化、全控型的功率开关模块的开发,带动了电力电子变换电路及其控制系统的革新。明确了集成化是电力电子技术未来发展的方向,是解决电力电子技术发展面临障碍的最有希望的出路。目前在世界范围内,用电总量中经过电力电子装置变换和调节的比例己经成为衡量用电水平的重要指标之一。

1.2 交流调压器的发展趋向

1.2.1 向高电压,大容量方向发展

由于大功率负载容量不断提高,对更高电压等级更大容量的各类调压器的需求开始增加。前几年就有用户提出需要7000KW一80OOKW的感应调压器。近年也有国外用户提出需要20KV、2000KW的感应调压器。对柱式调压器1OKV,10OOKW一3000KW的调压器,国内也有用户提出供货需求。对晶闸管调压,单相220V一75Ov,3600A,25OOKw,三相1SOOV,4000A,1000OKW的调压器也有市场需求。

1.2.2向智能化,数字化方向发展

近几年出现的智能开关调压器,采用单片机控制晶闸管零电压开关的通断,从而改变补偿变压器的补偿电压的大小和极性,实现了无电刷、无伺服电动机和无机械传动的快速分相自动调压。允许电网电压波动士30%,稳压精度士(3%一5%),反应时间小于100ms,就是这方面动向的例子。而数字控制器、数字触发器都是应用单片机技术解决调压器的自动控制,解决晶闸管可靠触发的具体事例。

1.2.3向抗干扰,净化电源方向发展

10余年前,美国出现了一种叫电源调节器的产品。它像空调优化净化空气一样,能优化净化电源。它除了能极其快速地自动稳压之外,还能非常有效地隔离和衰减各种电磁干扰l5]。与UPS(不间断电源)相比,除了“断电”这种干扰不能排除外,其它干扰(占计算机受干扰次数99.5%,断电只占0.5%几乎都能对付,而价格比同容量UPS要便宜得多。这种产品在我们国内被翻译为“净化电源”或“抗干扰高级稳压器”。这种产品的主要部分是在超级隔离器(带有三重屏蔽的隔离变压器)的初级绕组有若干抽头,由晶闸管零电流开关进行快速自动切换保持稳压,由超级隔离器及其它滤波措施对各种干扰进行衰减。这种产品容量范围,单相在0.2Kw一20Kw,三相在10Kw一15oKw。电源电压波动范围士20%,稳压精度士(1.5%一5%)不等,反应时间10ms,共模噪声衰减120dB一14OdB(0.1一10MHz),差模噪声衰减4odB一60dB(0.1~10MHz),谐波畸变率增加量

1.2.4应用新器件、新原理、发展新型功率控制器

近几年来,国内应用MOSFET、IGBT等新型力电子器件和逆变技术、斩波技术,研究发展新型交流调压电源相当活跃。有关媒体时有论文发表。如“斩波控制交流调压电源”,“斩波补偿式交流稳压器”,“PWM逆变式交流稳压电源”,都是应用新器件、新原理,结合传统技术向适用、高效、轻量、少无污染方向不断发展进步的新型功率控制器。

1.3数字式交流调压器国内外研究的现状

电力电子类交流调压器是利用可控电力电子器件组成双向功率开关,把输入到负载的正弦交流电压按一定规则周期性地接通关断,控制一个周期中的通断时间占空比,即可控制输出到负载端的电压有效值。根据对功率开关通断控制方式,电力电子类交流调压器主要有移相控制和斩波控制。

晶闸管相控调压是电力电子类交流调压器用的最多的控制方式。国外研制了以微处理器控制大功率晶闸管组件来实现无触点切换降压启动的异步电机软启动控制器,己大量投放市场。在国内,湖南开利软启动设备厂于1997年完成大功率异步电机软启动控制器的研制。但是,晶闸管是半控型器件,一旦被触发,输出电压的调整至少要延迟半个电源周期,电压不能及时得到调整,也不能立即切断电源,而且网侧电流谐波含量高,功率因数低,对电网造成的污染很严重。随着国内外对电力系统供电质量及可靠性的要求日益提高,相控交流调压器的应用受到进一步的限制。为此,国内外学者提出斩波控制交流调压器。这种调压方式的出现,克服了移相控制方式的诸多缺点,提供几乎是正弦的电源,更大程度地降低对电网的谐波污染,其优越性能是相控式调压无法比拟的。加拿大学者做成了三相25kw容量,斩波频率为IkHZ的试验装置I川。在国内,华南理工大学自动化系提出PWM斩波控制交流调压装置作为电机的控制系统,以三相交流异步电机(额定功率:1kw)带风机作负载进行了试验,验证了斩波控制交流调压的优越性能。综合目前国内外的应用水平在单相并且斩波频率至10kHZ的前提下,斩控式交流调压器还是局限于中小功率场合。随着电力电子技术的发展,交流斩波电路的应用不断向高压电能转换等领域扩展。

在交流斩波调压的控制器方面,为保持变换器的输出电压稳定,通常采用占空比控制技术。改变占空比的调节方式常有脉宽调制(PWM)和脉频调制(PFM)两种方式,通常采用脉宽调制方式。当前,广泛采用PWM发生模块(例如UC3845等)组成PWM控制电路,这种控制电路具有很多优点,但也具有模拟电路固有的缺陷:元器件老化及温漂问题,系统不灵活,只能实现一些简单的算法,精度不高等〕。

随着快速微处理器、DSP等先进控制器的出现和发展,在电源中运用全数字控制技术代替原来的模拟控制器已成为可能,同时也成了电力电子技术以后发展的方向,本课题采用单片机作为控制电路的核心。具体工作原理是:当我们输入负载需要的交流电压时,单片机控制器根据需要电压值计算出PWM占空比,产生PWM波形,经由驱动电路后送入主电路控制功率管的导通和截止,输出需要的交流电压,使其稳定工作在该工作点上。当负载发生变化或者

其他干扰使输出电压发生变化时,该系统偏离原来的稳定工作点,此时,单片机计算实际输出电压与设定电压的偏差,然后根据PI控制算法进行偏差控制,适当的调整占空比的大小,修改PWM波形,使输出稳定在新的工作点上。通过数字控制技术,可以运用当今一些先进且成熟的控制策略从而实现良好的静、动态性能,具有精度高、开发周期短、良好的人机界面、并能实现通讯等许多优点,对于提高产品的性能,降低成本具有重大意义。这也是本设计的一个创新点。

综上所述,数字式交流调压技术作为一种高性能交流调压技术,符合电力电子技术高频化、高效化以及低污染的发展趋势,并将逐步取代晶闸管相控交流调压,新器件的发展将加速这一进程,其丰富的控制种类,多样的电子开关组合,为不同使用要求提供了高性价比产品,是一种经济型交流调压技术,具有很好的发展前景。

1.4电力电子技术在交流调压领域的应用

电能是目前人类生产和生活中最重要的一种能源形式。合理、高效、精确和方便地利用电能仍然是人类所面临的重大问题。采用电力电子技术的电源装置给电能的利用带来了革命。在世界范围内,用电总量中经过电力电子装置变换和调节的比例已经成为衡量用电江苏大学学士学位论文.

水平的重要指标,目前,全球范围内该指标的平均数为40%,据美国国家电力科学研究院预测,到2010年将达到80%。这就对电源技术提出了新的挑战。总的来说,对各种各样的功率控制装置提出的技术要求中,除了稳定性、可靠性、精确性、高效率等方面的要求外,小型化和轻量化也是十分迫切的需求['习。目前解决的主要手段有高频化、元器件和结构的小型化。上世纪80年代,提出了调压器制造中电力电子集成概念,明确了集成化是电力电子技术未来发展的方向,是解决电力电子技术发展面临障碍的最有希望的出路

三相晶闸管交流调压电路的设计与仿真

目录 1设计任务及分析 (1) 1.1 电路设计任务 (1) 1.2 电路设计的目的 (1) 2.1 主电路的原理分析 (2) 3 MATLAB建模与仿真 (5) 3.2 参数设置 (6) 3.3 仿真结果及分析 (7) 总结 (8) 参考文献 (9)

三相晶闸管交流调压电路的设计与 仿真 1设计任务及分析 1.1 电路设计任务 （1）用simulink设计系统仿真模型；能够正常运行得到仿真结果。 （2）比较理论分析结果与仿真结果异同，总结规律。 （3）设计出主电路结构图和控制电路结构图。 （4）根据结构图设计出主电路图和控制电路图，对主要器件进行选型。 1.2 电路设计的目的 电力电子装置及控制是我们大三下学期学的一门很重要的专业课，课本上讲了很多电路，比如各种单相可控整流电路，斩波电路，电压型逆变电路，三相整流电路，三相逆变电路，等各种电路，通过对这些电路的学习，让我们知道了如何将交流变为直流，又如何将直流变为交流。并且通过可控整流调节输出电压的有效值，以达到我们的目的。而本次三相交流调压电路的设计与仿真，我们需要用晶闸管的触发电路来实现调节输入电压的有效值，然后加到负载上。本次课程设计期间，我们自己通过老师提供的Matlab仿真技术的资料和我们在网上搜索相关的资料，到图书馆查阅书籍，以及同学之间的相互帮助，让我们学到了很多知识。通过对主电路的设计与分析，对晶闸管触发电路的设计与分析，了解了他们的工作原理，知道了该电路是如何实现所要实现的功能的，把课堂所学知识运用起来，使我更能深刻理解所学知识，这让我受益匪浅。通过写课程设计报告，电路的设计，提高了我的能力，为我以后的毕业设计以及今后的工作打下了坚实的基础。 2 主电路的设计

实验三--单相交流调压电路实验

信息科技大学 电力电子技术实验报告 实验项目：单相交流调压电路实验 学院：自动化 专业：自动化（信息与控制系统） /学号：贾鑫玉/2012010541 班级：自控1205班 指导老师：白雪峰 学期： 2014-2015学年第一学期

实验三单相交流调压电路实验 一．实验目的 1．加深理解单相交流调压电路的工作原理。 2．加深理解交流调压感性负载时对移相围要求。 二．实验容 1．单相交流调压器带电阻性负载。 2．单相交流调压器带电阻—电感性负载。 三．实验线路及原理 本实验采用了锯齿波移相触发器。该触发器适用于双向晶闸管或两只反并联晶闸管电路的交流相位控制，具有控制方式简单的优点。 晶闸管交流调压器的主电路由两只反向晶闸管组成。 四．实验设备及仪器 1．教学实验台主控制屏 2．NMCL—33组件 3．NMEL—03组件 4．NMCL-05(A)组件或NMCL—36组件 5．二踪示波器 6．万用表 五．注意事项 在电阻电感负载时，当α

交流调功电路工作原理及谐波分析

1、交流调功电路的工作原理 交流调功电路的工作周期为交流电网周期的整数倍，在一个周期内导通整数个周波， 这对电网来讲是非线性负载，存在谐波污染。由于交流调功电路工作频率低于电网频率，因此谐波次数为分数次，不能用电源频率作为基频来进行傅里叶分析。单相交流调功电路工作原理 单相交流调功电路如图1所示，其中u s.为交流电源电压，u T为反并联晶闸管两端压，R为负载电阻，u为负载电压，i为负载电流，各变量正方向如图1所示。单相交流调功电路在整数倍交流电源周期内，使反并联的晶闸管在电源电压过零时刻导通整数个电源周期。此时，电源频率f不能作为傅里叶分析的基频，最低频率是分数次谐波频率。 假设交流调功电路工作周期为M个电源周期，则T=M/f，此时的基频为f/M(HZ) ，晶闸管导通时，电流i就可表示为 " 式中，为电流瞬时最大值；为最低角频率。 在工作周期内，以N个导通交流电源周期的中点为零点，左右对称选取M/2f构成完整的工作 周期。如：当f=50HZ,M=5,N=3时，负载电流参考坐标系如图2所示，

此时负载电流i可以表示为 当自变量为ωt时，式（2）可以化为

2、单相交流调功电路的谐波统一公式及特点 根据三角函数傅里叶级数的正交性，通过选择坐标系使电流在一个工作周期内为奇函数（如图2所示），此时电流i（t）的傅里叶级数中直流分量和余弦分量均为零，只含正弦分量，则有 根据 得 式中，当N=M时，为交流电源频率分量。从式 （6）中可得，当N=kM （k=2，3，……）时，Bn=0，因此谐波成分均为电源频率的非整数次。式（4）和式（6）构成单相交流调功电路的谐波统一公式。 当f=50HZ,M=5,N=3时，负载电流的谐波特性如图3所示。

电力电子课程设计单相交流调压电路

电力电子课程设计单相交流调压电路电力电子 课程设计说明书 题目: 单相交流调压电路课程设计 院系: 水能 专业班级: 学号: 学生姓名: 摘要 交流调压电路广泛用于灯光控制(如调光灯和舞台灯光控制)及异步电动机的软启动，也用于异步电动机调速。在电力系统中，这种电路还常用于对无功功率的连续调节。此外，在高电压小电流或低电压大电流直流电源中，也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。在这些电源中如采用晶闸管相控整流电路，高电压小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联;同样，低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联。这都是十分不合理的。采用交流调压电路在变压器一次侧调压，其电压、电流值都比较适中，在变压器二次侧只要用二极管整流就可以了。这样的电路体积小、成本低、易于设计制造。单相交流调压电路是对单相交流电的电压进行调节的电路。用在电热制、交流电动机速度控制、灯光控制和交流稳压器等合。与自耦变压器调压方法相比，交流调压电路控制简便，调节速度快，装置的重量轻、体积小，有色金属耗也少。 目录

1、电路设计的目的及任 务 .................................................................... 1 1.1课程设计的目的与要 求 (1) 1.2课程设计的内 容 ..................................................................... (1) 1.3仿真软件的使 用 ..................................................................... (2) 1.4设计方案选 择 ..................................................................... ....... 2 2、单相交流调压主电路设计及分 析 (3) 2.1 电阻性负 载 ..................................................................... (3) 2.1.1 电阻性负载的交流调压器的原理分析 (3) 2.1.2 结果分 析 ..................................................................... (6)

单相交流调功电路实验

创新性实验 姓名刘太阳 班级自动化2013级2班 学号201301100221 单相交流调功电路实验 一、实验目的

熟悉调功电路的基本工作原理与特点。 二、实验所需挂件及附件 三、实验线路及原理 单相交流调功电路方框图如图所示。 单相交流调功电路方框图 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。这种电路不改变交流电的频率，称为交流电力控制电路。 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。他不是采用移相控制而采用通断控制方式。 交流调功电路不是在每个交流电源周期都通过触发延迟角对输出电压波形进行控制。而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。 L C336

单相交流调功主电路 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。 交流调功电路典型波形图 实验线路，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。实验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

调功器变周期控制基本思想1

调功器变周期和定周期控制基本思想 1，定周期基本思想就是在规定时间内导通正弦波的周波数，然后在规定时间内关断正弦波的周波数。 可以改进下把定周期的时间尽量的缩短，负载的 电流波动会减少，目前有做到调功周期为200ms 的。 2，变周期基本思想在定周期控制的基础上，随着占空比单位时间内变化时间周期，将正弦波导通数 离散化，使其不可能出现两个周波同时导通或者 两个正弦波同时截止，通过周期变化控制导通周 波数，实现调功的目的。以50%为界限，50%以下 是每次只导通一个正弦波（20ms）,50%的时候是 周期最短的开度，导通一个正弦波，截止一个正 弦波，也就是周期为40ms,50%以上为每次只关断 一个正弦波（20ms）。目前三相四线制的负载， 变周期得到广泛的应用，在温控效果上比较领先。3，调功板分触发CPU和采样CPU，他们之间通过232通讯，液晶控制器上有个CPU, 液晶控制器 上的CPU和采样CPU通过485通讯。另外液晶 控制器上有个外接控制板（DP板），DP板和液晶 控制CPU之间通过485通讯。DP板可以和PLC

通讯，通过Profibus总线。 4，定周期和变周期控制要求可以切换。可以在液晶控制器上选择。具体的6个触发时序，可以做实 验调整。通过多通道的波谱分析仪可以观察到目 前定周期6个时序给定顺序。目前定周期的触发 时序，跟着同步电源UAB通过变压器变为~18V 通过比较器211输出的方波进行给定。方波和同 步电源~18V之间有2ms相位差.具体的波形可以 用示波器观察到。目前的定周期触发中，刚刚启 动的时候，有个软起过程，就是移相过程。6个 触发时序都可以通过多通道的波谱分析仪观察 到。 5，电源可以选择开关电源，抗干扰强。 6，选择贴片封装。 7，去掉一个电压采样电路，增加一个电流采样电路。 三相电压和三相电流都需要采集。去掉一些不必 要的拨码开关。TIP122的散热器可以去掉，减少 体积。具备远程4-20mA功能。具备接收和回送。8，另外过流和超温还有负载断线需要报警检测，需要灵敏。目前的过流和负载断线检测不灵敏。需 要程序上做改进。 9，可参考具体PCB原理图的各个端口。

单相交流调压电路课程设计

新疆工业高等专科学校电气系课程设计说明书 题目：单项交流调压电路（反并联）设计（纯电阻负载） 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 完成日期：2012-6-8

新疆工业高等专科学校 电气系课程设计任务书 2012学年2学期2012年6月6日专业供用电技术班级课程名称电力电子应用技术 设计题目单项交流调压电路（反并联）设计（纯电阻 负载） 指导教师 起止时间2012-6-4至2012-6-8周数一周设计地点新疆工程学校设计目的： 设计任务或主要技术指标： 设计进度与要求： 主要参考书及参考资料： 教研室主任（签名）系（部）主任（签名）年月日

新疆工业高等专科学校电气系 课程设计评定意见 设计题目：单相交流调压（反并联）设计（纯电阻负载） 学生姓名：专业班级供电 评定意见： 评定成绩： 指导教师（签名）：年月日 评定意见参考提纲： 1.学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。 2.学生的勤勉态度。 3.设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。

前言 电力电子线路的基本形式之一，即交流—交流变换电路，它是将一种形式的交流电能变换成另一种形式交流电能电路。在进行交流—交流变换时，可以改变交流电的电压、电流、频率或相位等。用晶闸管组成的交流电压控制电路，可以方便的调节输出电压有效值。可用于电炉温控、灯光调节、异步电动机的启动和调速等，也可用作调节整流变压器一次侧电压，其二次侧为低压大电流或高压小电流负载常用这种方法。采用这种方法，可使变压器二次侧的整流装置避免采用晶闸管，只需要二极管，而且可控级仅在一侧，从而简化结构，降低成本。交流调压器与常规的交流调压变压器相比，它的体积和重量都要小得多。交流调压器的输出仍是交流电压，它不是正弦波，其谐波分量较大，功率因数也较低。

单相交流调功电路正文

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2.1.2 LO AD BCR TLC336A1 A2 g u 脉宽可调矩形波信号发生器

希曼顿调功器 ZAC29C三相周波调功器资料

希曼顿调功器ZAC29C三相周波调功器： ZAC29C是工业电加热的最具广泛应用三相周波过零调功器。它采用了用希曼顿最新CS和ZAC10周波控制器等三项技术专利。PLC和仪表通用接口，4～20mA和PWM的两种输入， PWM 或周波CYC 两种输出，欧式风格的安全防尘结构，美观大方，红蓝绿色LED灯，工作状态一目了然。可更换的三只”长命”固态电器（DBC焊接型），避免了一体化模块危险集中的弊病。插片式散热器具有体积小，重量轻，散热效率比普通散热器高30% 。其它功能包括：内置抑制变频器干扰的阻容吸收器(RC回路)，散热器超温报警输出，智能工作灯，CS系统的霍尔转速检测接口。可用于工业的纯电阻性负载的控制。最重要的是：先进的周波过零输出，由于负载电流的通断是按正弦波均匀分布，多台设备运行时，负载电流随机性和叠加性，所造成的总动力负载电流相对是均衡的，它提高了调节精度和电源利用效率避免了打表针和电力设备增容，节电效 一. 主要技术指标： 光隔离输入P型:脉宽调制（占空比）脉冲，周期：2秒;高电平：4~15V；低电平：1.5V；最大输入电流：<20mA 4~20mA输入I型:接受阻抗<250欧姆适配接口：日本岛电P或I型PID调节器或DCS输出接口。 启动/停止选择：外部的无电压接点开关结构：内部有三个串联SSR或二个串联SSR 内部功率限制：内部电位器P1调整（出厂不限制）限制范围：0~100%。 60秒上电缓启动：首次上电被启动,用于降低冷态启动的平均功率。 状态指示灯： PWM信号或4~20mA输入绿色LED；运行兰灯；红色报警的LED指示。 负载接线方式：50Hz单相或三相三角形或星形中心不接地/接地，三相全控的纯阻负载，无相序。 散热器80℃超温报警输出：常开继电器接点 1A 纯阻风扇工作方式: 1) 直通 2) 自动超过40℃风机启动控温精度±5℃ 供电电源：220VAC 50HZ ( 380V不提供) 功耗：３Ｗ保险：需外配０．３Ａ 标称电流容量以及固态继电器电流 : 40A（Z80A-3）、 60A （Z100A-3）80A（Z120A-3） 120A（Z180A-3）150A(Z220A-3 初步调试： 参照图接线，先用100～200W灯泡假负载，将仪表置手动方式。此时，负载电压应在开关电压范围内通断。 常见故障排除：无控制信号不接负载时，R-U 、S-V、T-W间三个固态继电器间的阻值，用万用表测量分别 >500KΩ，当调节器100%输出时，用万用表测量R-U、 S-V、T-W三个固态继电器间的阻值应<10KΩ（以上数据仅供参考）。,若SSR毁坏，无更换整机的必要.打开机壳，可更换单只毁坏的SSR。紧急情况下，两相控三相是可用的。继电器型号，参见标牌。 希曼顿调功器ZAC28U三相调功器 一．主要技术指标： １输入:24V/12V±10%直流或脉冲输入隔离电压：> 2000VDC 驱动电流 < 30m A

实验3三相交流调压电路实验

实验3 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。 二、实验所需挂件及附件 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3-1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。 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）。 图3-1三相交流调压实验线路图 五、预习要求 (1)阅读电力电子技术教材中有关交流调压的内容，掌握三相交流调压的工作原理。 (2)如何使三相可控整流的触发电路用于三相交流调压电路。 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将DJK02-1面板上的U 端接地，用20芯的扁平电缆，将DJK02-1的 lf “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。 (2)三相交流调压器带电阻性负载 使用正桥晶闸管VT1～VT6，按图3-21连成三相交流调压主电路，其触发脉冲己通过内部连线接好，只要将正桥脉冲的6个开关拨至“接通”，“U lf”端接地即可。接上三相平衡电阻负载，接通电源，用示波器观察并记录α=30°、60°、90°、120°、150°时的输出电压波形，并记录相应的输出电压有效值，填入下表:

单相交流调压电路设计

1 设计目的和要求分析 设计一个单相交流调压电路，要求触发角为45 度. 反电势负载E=40伏，输入交流U2=210伏。分有LB和没有LB两种情况分析.L足够大，C足够大要求分析： 1. 单相交流调压主电路设计，原理说明； 2．触发电路设计，每个开关器件触发次序与相位分析； 3．保护电路设计，过电流保护，过电压保护原理分析； 4．参数设定与计算(包括触发角的选择，输出平均电压，输出平均电流，输出有功功率计算，输出波形分析，器件额定参数确定等可自己添加分析的参数) ； 由以上要求可知该系统设计可分为四个部分：交流调压主电路设计、触发电路设计、保护电路设计及相关计算和波形分析部分。下面分别做详细的介绍。 2 设计方案选择采用两个普通晶闸管反向并联设计单相交流调压电路 3 单相交流调压主电路设计及分析 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。交流调压电路广泛用于灯光控制及异步电动机的软启动，也用于异步电动机调速。此外，在高电压小电流或低电压大电流之流电源中，也常采用交流调压电路调节变压器一次电压。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，因此下面就反电势电阻负载予以重点讨论。 1

图1、图2分别为反电势电阻负载单相交流调压电路图及其波形。图中的晶 闸管VT1 和VT2 也可以用一个双向晶闸管代替。在交流电源U2的正半周和负半周，分别对VT1 和VT2 的移相控制角进行控制就可以调节输出电压。 图1 反电势电阻负载单相交流调压电路图图2 输入输出电压及电流波形图 正、负半周起始时刻（=0），均为电压过零时刻。在t 时，对VT1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 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 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t 2 时，电源电压过零，VT2自然关断。 当电源电压反向过零时，由于反电动势负载阻止电流变化，故电流不能立即为零，此时晶闸管导通角的大小，不但与控制角有关，而且与负载阻抗角 有关。两只晶闸管门极的起始控制点分别定在电源电压每个半周的起始点。稳态时，正负半周的相等，负载电压波形是电源电压波形的一部分，负载电流（电源电流） 和负载电压的波形相似。 4 触发电路设计

相控式单相交流调压电路设计

集美大学 电力电子课程设计报告题目：相控式单相交流调压电路设计 姓名： 学号： 学院： 专业班级： 指导教师： 时间：

2015年6月19日 目录： 0 概述-------------------------------------------------------------1 1 设计的目的-------------------------------------------------------1 2 设计的任务及要求-------------------------------------------------2 2.1 设计任务--------------------------------------------------- 2 2.2 设计要求--------------------------------------------------- 2 3主电路总体方案设计------------------------------------------------ 2 3.1 总体方案设计思路--------------------------------------------2 3.2 主电路工作原理----------------------------------------------3 3.2.1 主电路工作情况分析------------------------------------3 3.2.2 负载电流分析------------------------------------------4 3.3 主电路参数计算及元器件选择----------------------------------6 3.3.1 主电路参数计算----------------------------------------6 3.3.2 主电路元器件的选型------------------------------------7 3.3.3 芯片的详细介绍----------------------------------------8 4 基于MATLAB/Simulink的仿真设计-----------------------------------9 4.1 仿真模型建立------------------------------------------------9

7单相交流调压电路实验报告

实验报告 课程名称：现代电力电子技术 实验项目：单相交流调压电路实验 实验时间： 实验班级： 总份数： 指导教师：朱鹰屏 自动化学院电力电子实验室 二〇〇年月日

广东技术师范学院实验报告 学院：自动化学院专业：电气工程及其自 动化 班级：成绩： 姓名：学号：组别：组员： 实验地点：电力电子实验室实验日期：指导教师签名： 实验（七）项目名称：单相交流调压电路实验 1.实验目的和要求 (1)加深理解单相交流调压电路的工作原理。 (2)加深理解单相交流调压电路带电感性负载对脉冲及移相范围的要求。 (3)了解KC05晶闸管移相触发器的原理和应用。 2.实验原理 三、实验线路及原理 本实验采用KCO5晶闸管集成移相触发器。该触发器适用于双向晶闸管或两个反向并联晶闸管电路的交流相位控制，具有锯齿波线性好、移相范围宽、控制方式简单、易于集中控制、有失交保护、输出电流大等优点。 单相晶闸管交流调压器的主电路由两个反向并联的晶闸管组成，如图3-15所示。 图中电阻R用D42三相可调电阻，将两个900Ω接成并联接法，晶闸管则利用DJK02上的反桥元件，交流电压、电流表由DJK01控制屏上得到，电抗器L d从DJK02上得到，用700mH。 图 3-15 单相交流调压主电路原理图

3.主要仪器设备 1.电路调试

主电路放大电路： (1)KC05集成移相触发电路的调试。 (2)单相交流调压电路带电阻性负载。 (3)单相交流调压电路带电阻电感性负载。 (l)KCO5集成晶闸管移相触发电路调试 将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧使输出线电压为200V，用两根 导线将200V交流电压接到DJK03的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03电源开关，

05第5章 交流变换电路 交流调压电路 交流调功电路

天津冶金职业技术学院教案( 首页)

图5.1.1 电阻性负载时单向交流电压电路及输出电压波形 T承受正向电压，当ωt=α时，触发1）电源电压正半周：晶闸管 1 负载上得到缺α角的正弦半波电压； T管电流下降为零而关断； 2）电源电压过零： 1

负载电压的有效值0 U 、晶闸管电流平均值dT I 、电流有效值T I 以及负载电 流有效值O I 分别为： π θααθωωπ θ αα) (2sin 2sin )sin 2(1 20+-+== ?+U t d t U U (5.1.6) t d e t I t dT ωφαφωπ θ αα φ αω])sin()[sin(21tan ?+-- ---= (5.1.7) 2 2tan 12()[sin()sin()]2t T U I t e d t Z ωα αθ φα ωφαφωπ --+= ---? sin cos(2) cos U Z θθαφθπφ ++= - (5.1.8) T O I I 2= (5.1.9) 2、α =ф由： φ θφαφθαtg e - -=-+)sin()sin( 可得： 0 )sin(=-φθ→θ=O 180 此时，晶闸管轮流导通，相当于晶闸管被短接。负载电流处于连续状态，为 完全的正弦波。 3、α =ф θ＞O 180 1） 如果采用窄脉冲触发，会出现先触发的一只晶闸管导通，而另一只管子 在电流下降为零时，因其门极脉冲已经消失不能导通的失控现象。回路中将出现 很大的直流电流分量，无法维持电路的正常工作。 2） 采用宽脉冲或脉冲列触发，使第二个晶闸管的导通角φ<π 。即可使两 个晶闸管的导通角θ=O 180达到平衡。解决失控现象。 总结： 当φα≤时，并采用宽脉冲触发，负载电压、电流总是完整的正弦波，改变

实验三 单相交流调压电路实验

北京信息科技大学 电力电子技术实验报告 实验项目：单相交流调压电路实验 学院：自动化 专业：自动化（信息与控制系统） 姓名/学号：贾鑫玉/2012010541 班级：自控1205班 指导老师：白雪峰 学期：2014-2015学年第一学期

实验三单相交流调压电路实验 一．实验目的 1．加深理解单相交流调压电路的工作原理。 2．加深理解交流调压感性负载时对移相范围要求。 二．实验内容 1．单相交流调压器带电阻性负载。 2．单相交流调压器带电阻—电感性负载。 三．实验线路及原理 本实验采用了锯齿波移相触发器。该触发器适用于双向晶闸管或两只反并联晶闸管电路的交流相位控制，具有控制方式简单的优点。 晶闸管交流调压器的主电路由两只反向晶闸管组成。 四．实验设备及仪器 1．教学实验台主控制屏 2．NMCL—33组件 3．NMEL—03组件 4．NMCL-05(A)组件或NMCL—36组件 5．二踪示波器 6．万用表 五．注意事项 在电阻电感负载时，当α

【精品】交流调压电路和交流调功电路区别

1.答：交流调压电路和交流调功电路的电路形式完全相同，二者的区别在于 控制方式不同。 交流调压电路是在交流电源的每个周期对输出电压波形进行控制。而交流调 功电路是将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 周波数与断开周波数的比值来调节负载所消耗的平均功率。 交流调压电路广泛用于灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制）及异步电动 机的软起动，也用于异步电动机调速。在供用电系统中，还常用于对无功功 率的连续调节。此外，在高电压小电流或低电压大电流直流电源中，也常采 用交流调压电路调节变压器一次电压。如采用晶闸管相控整流电路，高电压 小电流可控直流电源就需要很多晶闸管串联；同样，低电压大电流直流电源 需要很多晶闸管并联。这都是十分不合理的。采用交流调压电路在变压器一 次侧调压，其电压电流值都不太大也不太小，在变压器二次侧只要用二极管 整流就可以了。这样的电路体积小、成本低、易于设计制造。 交流调功电路常用于电炉温度这样时间常数很大的控制对象。由于控制对象 的时间常数大，没有必要对交流电源的每个周期进行频繁控制。 2. 答：TCR是晶闸管控制电抗器。TSC是晶闸管投切电容器。 二者的基本原理如下： TCR 是利用电抗器来吸收电网中的无功功率（或提供感性的无功功率），通过对晶闸管开通角a角的控制，可以连续调节流过电抗器的电流，从而调节TCR 从电网中吸收的无功功率的大小。TSC 则是利用晶闸管来控制用于补偿无功 功率的电容器的投入和切除来向电网提供无功功率（提供容性的无功功率）。二者的特点是： TCR只能提供感性的无功功率，但无功功率的大小是连续的。实际应用中往 往配以固定电容器（FC），就可以在从容性到感性的范围内连续调节无功功率。TSC提供容性的无功功率，符合大多数无功功率补偿的需要。其提供的无功 功率不能连续调节，但在实用中只要分组合理，就可以达到比较理想的动态 补偿效果。 3. 答：单相交交变频电路和直流电动机传动用的反并联可控整流电路的电路 组成是相同的，

电力电子实验指导书完全版

电力电子技术实验指导书 目录 实验一单相半波可控整流电路实验 (1) 实验二三相桥式全控整流电路实验 (4) 实验三单相交流调压电路实验 (7) 实验四三相交流调压电路实验 (9) 实验装置及控制组件介绍 (11)

实验一单相半波可控整流电路实验 一、实验目的 1.熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及各元件的作用； 2.对单相半波可控整流电路在电阻负载及电阻电感负载时的工作做全面分析； 3.了解续流二极管的作用； 二、实验线路及原理 熟悉单结晶体管触发电路的工作原理及线路图,了解各点波形形状。将单结晶体管触发电路的输出端“G”和“K”端接至晶闸管的门极和阴极，即构成如图1-1所示的实验线路。 图1-1 单结晶体管触发的单相半波可控整流电路 三、实验内容 1.单结晶体管触发电路的调试； 2.单结晶体管触发电路各点电压波形的观察； 3.单相半波整流电路带电阻性负载时Ud/U2=f（α）特性的测定； 4.单相半波整流电路带电阻电感性负载时续流二极管作用的观察； 四、实验设备 1.电力电子实验台 2.RTDL09实验箱 3.RTDL08实验箱 4.RTDL11实验箱 5.RTDJ37实验箱 6.示波器； 7.万用表； 五、预习要求 1.了解单结晶体管触发电路的工作原理，熟悉RTDL09实验箱； 2.复习单相半波可控整流电路的有关内容，掌握在接纯阻性负载和阻感性负载时，

电路各部分的电压和电流波形； 3.掌握单相半波可控整流电路接不同负载时Ud、Id的计算方法。 六、思考题 1.单相桥式半波可控整流电路接阻感性负载时会出现什么现象？如何解决？ 七、实验方法 1．单相半波可控整流电路接纯阻性负载 调试触发电路正常后，合上电源，用示波器观察负载电压Ud、晶闸管VT两端电压波形U VT，调节电位器RP1，观察α=30o、60o、90o、120o、150o、180o时的Ud、U VT 波形，并测定直流输出电压Ud和电源电压U2，记录于下表1-1中。 表1-1 2．单结晶体管触发电路的调试 RTDL09的电源由电源电压提供（下同），打开实验箱电源开关，按图1-1电路图接线，负载为RTDJ37实验箱，选择最大的电阻值，调节移相可变电位器RP1，用示波器观察单结晶体管触发电路的输出电压波形（即用于单相半波可控整流的触发脉冲）。 4．单相半波可控整流电路接电阻电感性负载 将负载改接成阻感性负载（由滑动变阻器Rd与平波电抗器串联而成，RTDL08实验箱提供电感）。不接续流二极管VD，在不同阻抗角（改变Rd的电阻值）情况下，观察并记录α=30o、60o、90 o、120o时的Ud及U VT的波形。 接入续流二极管VD，重复上述实验，观察续流二极管的作用记录于下表1-2中。 计算公式：Ud=[0.45*U2*（1+cosα）]/2 表1-2

交流调功器

第一章绪论 1.1 引言 电能是人类的日常生活和生产中的不可或缺的一种能源形式。如何更加合理、高效、便捷和可靠地利用电能是人类亟需解决的问题。对各种功率控制装置提出的技术要求中,除了稳定性、可靠性、精确性、高效率等方面的外,精简化和轻量化也是非常迫切的需求。目前主要有高频化、元器件和结构的小型化等解决的手段。采用电力电子技术的功率控制装置给电能的利用带来了革命。 交流调压器在工矿企业、交通运输、邮电通讯、国防科研、医疗设备、家用电器及建筑大楼等许多方面得到了广泛应用。经过多年发展,交流调压电源己成为电源技术的一个重要分支。对各种各样的电源装置提出的技术要求中,除了稳定性、可靠性、精确性、高效率等方面的要求外,小型化和轻量化也是十分迫切的需求。目前解决的主要手段有高频化、元器件和结构的小型化。上世纪80年代,提出了电源制造中电力电子集成概念,电力电子技术得到高速发展,各种高频化、全控型的功率开关模块的开发,带动了电力电子变换电路及其控制系统的革新。明确了集成化是电力电子技术未来发展的方向,是解决电力电子技术发展面临障碍的最有希望的出路。目前在世界范围内,用电总量中经过电力电子装置变换和调节的比例己经成为衡量用电水平的重要指标之一。 1.2 交流调压器的发展趋向 1.2.1 向高电压,大容量方向发展 由于大功率负载容量不断提高,对更高电压等级更大容量的各类调压器的需求开始增加。前几年就有用户提出需要7000KW一80OOKW的感应调压器。近年也有国外用户提出需要20KV、2000KW的感应调压器。对柱式调压器1OKV,10OOKW一3000KW的调压器,国内也有用户提出供货需求。对晶闸管调压,单相220V一75Ov,3600A,25OOKw,三相1SOOV,4000A,1000OKW的调压器也有市场需求。

单相交流调压电路(电阻负载)

实验一：单相交流调压电路(电阻负载) 一、 实验容 对单相交流调压电路的原理能够理解，并能够通过MATLAB 仿真得出当α为不同角度时的仿真波形。最后通过分析仿真波形来了解单相交流调压电路（电阻负载）的工作情况。电路模型由交流电源、反并联的两个晶闸管、触发模块、电阻负载组成。 单相交流调压电路（电阻负载）如图1-1所示。我所要分析的问题是α为不同值时，输出电压及电流的波形变化。 图1-1 二、 实验原理 图1-1为纯电阻负载的单相调压电路。图中晶闸管VT1和VT2反并联连接与负载电阻R 串联接到交流电源U 2上。当电源电压正半周开始时出发VT1，负半周开始时触发VT2，形同一个无触点开关，允许频繁操作，因为无电弧，寿命特长。在交流电源的正半周αω=t 时，触发导通VT1，导通角为1θ= απ-；在负半周αω=t +π时，触发导通VT2，导通角为2θ= απ-。负载端电压U 为下图所示斜线波形。这时负载电压U 为正弦波的一部分，宽度为（απ-），若正负半周以同样的移相角α触发VT1和VT2，则负载电压U 的宽度会发生变化，那么负载电压有效值也将随α角而改变，从而实现交流调压。 三、 实验步骤 在MATLAB 新建一个Model ，命名为zuxingfuzai ，同时模型建立如下图所示

图1-2 电阻负载的电路建模图 四、仿真结果 仿真参数：选择ode23tb算法，将相对误差设置为1e-3，开始仿真时间设置为0，停止仿真时间设置为0.06，其他的选项为默认设置。 模型参数设置 参数设置为频率（Frequency）为50Hz，电压幅值100V，“measurements”测量选“V oltage” 其他为默认设置，如图所示

AEG-Thyro-2A调功器安装说明(中文说明书)

AEG-Thyro-2A调功器安装说明 （中文说明书） 德国AEG 电源系统公司是世界著名的电源调功器生产商和供应商，其Thyro-S,-A,-P 系列调功器产品在全球电加热领域享有盛誉。 产品广泛使用在阻性、感性、变压器等负载，精度达到0.5%，具有ProfiBus-DP, ModBus RTU, DeviceNet , RS232, 4-20mA 等多种控制和通讯方式，具有自诊断功能，具有专利的ASM自动功率分配能，可以液晶显示，可以实现远程/就地控制的转换。可控硅耐反击穿电压高，风冷情况下电流可达2900A，带有快熔和散热片。 4.安装及接线说明 Thyro-2AX —Thyro-2AX可整合成VDE 0610用于工业用途 —Thyro-2AX应该竖直安装 与墙面的间隙应≥100mm 与顶墙面的间隙应≥150mm 设备下方不能有发热源 —Thyro-2AX应安装在配电箱内，以防人员误碰 配电箱内要保证有适当的通风 —Thyro-2AX适用于干燥的室内环境 内部不能有污染及腐蚀性气体进入 —Thyro-2AX应根据当地电气设备管理部门规定正确接地 —Thyro-2AX能够与主电源（VDE 0160 6.3.1/5.88）之间切断为了避免故障，应遵守下面的安装手册 —如果可能，主电缆及控制电缆应分开布线 —用短的绞接线（避免缠绕） —单元应正确接地 注意：如果要打开Thyro-2AX，在修理或维护前一定要确保设备已与所有的电源回路断开连接，如果做不到这样，只能由熟悉该设备并知道潜在风险的有资质的人员进行相关工作。

在紧急状态，脉冲锁不能用于安全停机。例如在晶闸管发生短路时不能断开脉冲锁开关，对于变压器负载和控制横向控制和电源分离的，Thyro-2AX必须通过脉冲锁来进行释放，只有当电压用于电源系统时方可释放，这必须在电源无电压时进行设定。 半导体保险用于晶闸管短时的短路或过流进行保护，当轻微过载时并不立即动作，因此不适用于VDE调节规定的线路保护。 端子X1.3电子控制回路的保险2 A/tr提供了线路的保护功能。 5. 连接图 Thyro-2AX的连接图 注意： 2AX...-28HF 风扇连接请参见5.2章 厂家的内部接线 运行模式：TAKT