课程设计范例参考
一、设计课题：电子调压器的设计
二、摘要(略)
三、汽车发电机调压器的发展趋势、本课题设计的意义、调压器的作用
1、电子调压器的设计概述
汽车发电机是为车辆提供电能的电器设备，由于交流发电机的转子是由发动机通过皮带驱动旋转的，其转速随发动机转速的变化而变化，而且发动机和交流发电机的速比为1.7～3，因此交流发电机转子的转速变化范围非常大。而发电机电动势的高低与发电机的转速及磁极的磁通成正比，因此发电机的电压必然随着转速的变化而变化，这样将引起发电机的输出电压发生较大变化，由于在一定条件下发电机的输出功率是定值(P功率＝I电流×U电压)，当车辆电器负载较小时，发电机电压会升高，而车辆电器负载较大时，发电机电压会降低。而车用电器设备及蓄电池充电均要求发电机必须在某一恒定电压下工作，如12V 系统的工作电压一般为14±0.25V，24V系统的工作电压为28±0.3V。为了满足用电设备恒定电压的要求，使交流发电机的输出电压在发动机的所有工况下基本保持恒定，交流发电机必须配用电压调节器才能工作，这就产生了调节和控制电压的装置――电压调节器。
2、调压器的作用
电压调节器是把发电机输出电压控制在规定范围内的装置，其功用是在发电机转速变化时，自动控制发电机电压保持恒定，使其不因发电机转速高时电压过高烧坏用电器和导致蓄电池过充电；也不会因发电机转速低而电压不足导致用电器工作失常。
电压调节器主要是利用改变流过转子的激磁电流通断，进而调节转子磁场的大小进行工作的。当发电机产生的电压低于调节电压，调节器不起作用。当发电机输出电压超过调节电压预设值时，励磁电流被调节器断开。这时发电机电压下降，当降到下限电压额定值时，调节器重新接通励磁电流，电压再次逐渐升高，调节器开始新一轮调节循环。
3、汽车发电机调压器的发展趋势
汽车发电机电压调节器随着汽车交流发电机的广泛使用，在发电机中起输出电压调节作用的调节器也得到不断发展，它是发电机的一个关键部件，也是技术含量较高和技术更新换代较快的零部件。自上世纪50年代交流发电机问世以来，随着技术的进步发展和车辆使用要求的提高，调节器大致经历了以下4个发展阶段。
第一阶段：电磁式电压调节器，即机械式调节器。这种调节器有触点、铁心、支架、弹簧等机械部分，利用触点的不断振动，通过触点的开闭时间，来控制发电机的激磁电流，使发电机的输出电压得到稳定。但其结构复杂、体积大、质量重、故障多、可靠性差、寿命短；电压调节精度低，其控制范围一般在1V左右，甚至还要更大。而且其触点振动时会产生火花，造成触点烧蚀，无线电干扰大，现在基本已被淘汰。
第二阶段：分立元件调节器。20世纪60年代以来，随着半导体技术的发展，开始采用分立元件的晶体管电压调节器。该类调节器利用串联在发电机激磁电路中的大功率三极管的导通与截止来控制激磁电路的通和断，调节激磁电流的大小，使发电机的输出电压稳定在规定值范围之内。分立元件调节器将全部的电子元件焊接在印制的电路板上，并固定在调节器壳体内，然后用硅胶灌封。相对电磁式调节器而言，其电压调节精度高，一般控制在0.3～0.5V之间；结构简单，体积小，没有无线电干扰，成本更低。因此，分立元件调节器在当时被广泛应用，目前国内仍有发电机厂家在采用。但是受专业焊接、电器件筛选设备的水平、电器件本身稳定性的限制，分立元件调节器一致性差、抗反向电压能力差、抗振性差、调节器容易失控，只适合当时车用电器较少且要求不高的状况。因此随着性能更加优异的集成电路的出现，其正逐渐退出历史舞台。
第三阶段：半导体集成电路调节器。20世纪70年代以来，随着半导体技术的进一步发展，半导体集成电路调节器得到了广泛的应用和发展。该类调节器也是利用晶体管组成开关电路，以控制激磁电流通断时间来调节发电机的输出电压。但是，所有晶体管都不再用外壳，而是把二极管、三极管的管芯集成在一块硅基片上。这就实现了调节器的小型化，可以将其装在发电机内部，减少了外接线，缩小了整个充电系统的体积。另外其调节精度高，在转速和负载变化时，电压波动范围一般不大于0.3V；成本较低，抗振性好。但是随着车辆用电器的增加，客户希望进一步提高调节器的可靠性，并能实现更多的功能，如：报警、自保护等，因此出现了混合集成电路调节器(有人称之为第四阶段)。
第四阶段：混合集成电路调节器。这种调节器是把专用的集成电路芯片与相关的电阻、电容、配线等元件做在绝缘膜上，在其外部采用统一的封装形式，做成一个模块化的单元，然后再将此模块与三极管、二极管等集成在基片上。根据绝缘膜的厚度，可分为薄膜混合集成电路和厚膜混合集成电路。混合集成电路调节器调节精度更高、绝缘性能好，减少了外部温度、湿度对其的影响、寿命更长，更能适应外部环境的变化。
国内目前市场上主导产品为第三代和第四代调节器，但因车型不同仍有所差别。国内轿车已全部采用引进技术的发电机――即全部采用第四代调节器；低档
卡车和农用车为降低成本，大部分采用第二代调节器；中高档卡车使用的调节器参差不齐，第二代、第三代和第四代调节器均有使用；客车由于用电器较多，其大功率发电机基本上采用稳定性更高的第四代调节器。而真正的第四代集成电路调节器制造工艺非常严格并且达到规模化生产才能降低成本，只有具备相当专业技术水平、设备水平和规模化的专业厂家才能生产。但基本原理不变,与分立元件调节器相同。
四、调研的资料介绍
本人为更好地设计电子调压器,查找了巳有的电子调压器如下图1、2、3、5所示。并了解其原理如下：
图1五十铃汽车晶体管调节器
(1)五十铃汽车工作原理如下：
l)当接通点火开关S时，蓄电池电流经R4，进入调节器，由于R6、Rv、R7组成的分压器在R6与部分Rv上的分压不足以使V W击穿，故V2截止，V1导通，发电机获得激磁电流，其回路为:
蓄电池正极→点火开关S→R
4
→V1发射极→V1集电极→激磁绕组→搭铁→蓄电池负极
此时回路申串人了R
4
其激磁电流约为0.4A。由于发电机末工作其中性点N 无电压。
继电器K保持常态,电源经R
4、R
5
加到V3的be结。使V3导通，充电指示灯
亮。
2)当发电机电压低于充电电压时。中性点N的电压不足以使继电器K动作，调节器的工作状态与上述相同。
3)当发电机电压高于充电电压。但低于调节电压时。发电机中性点N的电压
大于9V。
磁场及充电指示继电器动作(常开触点闭合、常闭触点打开)。其激磁电路为：
蓄电池正极→点火开关S→V1发射极→V1集电极→激磁绕组→搭铁→蓄电池负极
被短路。发电机进入证常激磁状态。其激磁电流在2A左右。由于K 此时R
4
的常闭触点打开，V3因无基流而截止，充电指示灯灭。
4）当发电机因其转速升高或负荷减少使输出电压高于调节电压(28v，时，Vw被击穿，
V2获基流而导通，将V1的基极与发射极短接，使V2截止，激磁电流被切断，发电机电压迅速下降。当发电机电压降到一定值时，Vw又截止，V2随之截止，V1又导通，发电机重新获得激磁电流，输出电压再次升高。如此往复，保持发电机输出电压恒定。
图2工作原理如下
所示为PI一2型晶体管调节器原理图，该调节器电压调节部分主要由V1、V2、V3、V4和Vw组成。该调节器具有充电指示灯H电路外，还有如下特点:采用了两只NPN型三极管与稳压管Vw串联有二极管V6，用以对Vw进行温度补偿;装有正反馈电阻R9，以加速晶体管工作状况的转换过程；电容器C1用以降低开关的频率，提高晶体管工作的稳定性。由于这些特点，使PH一2的性能大大改进。
图2 PI一2型晶体管调节器原理图
当发电机电压低于调节电压时，Vw不被击穿，V1无基极电流而截止，V2基极处于高电位，V2导通，从而使V3导通，发电机的激磁回路被接通。同时、由于V3导通，其集电极电压很高，该电压通过R10加到V5的基极，使V5导通。
V4也通过R13导通，接通指示灯电路，充电指示灯亮。
当发电机电压高于调节电压时，Vw被击穿，V1有基流而导通，使V2的基极为低电位而截止，V3也截止。V3截止后其集电极为负电位，从而V5无基流而截止，V4也截止，充电指示灯的电路被切断，指示灯熄灭。当调节器进入正常调节状态时，V3的截止与导通不断转换，其基极上是幅值约为l4V的矩形交变
C4加到由二极管V9、V1组成的整流器上，使正半波通过电压，该电压经R11
、、
V9负半波流过V10并使电容器C5充电。来自C5的负电压经V11、V12限制在1·5~1·6V左右，加到V5基极，使V5截止，故V4也截止，充电指示灯灭。因此当发电机电压高于调节电压后，充电指示灯灭，指示发电机已在充电。
(2)图3工作原理如下
所示为日本电装公司有过电压保护电路的调节器原理图。图中Vw，、R和V2组成过电压保护电路，这种保护电路很容易与调节器作成一体，使结构简化、不需要单独接线。
当电系工作正常时，过电压检测稳庇管Vw，与过电压保护三极管V2均不起作用，故无功耗。当电系产生不过电压时。Vw，被击穿导通，从而使V2也导通，使V1、V1截止，激磁电流被切断，发电机输出电压迅速下降。过电压消失后，Vw，截止，V2也截止，调节器恢复五常工作。
图3 日本电装公司有过电压保护电路的调节器原理图
(3)五十铃车用集成电路调节器工作原理如下
该调节器的工作原理如图4所示。
图4五十铃车用集成电路调节器
当接通点火开关时。调节器激磁回路中串入了R，激磁电流小;L端的电压是限流电阻R与磁场绕组电阻RL的分压；充电继电器不动作，充电指示灯亮。发电机发电后。当L端的电压大于充电器的工作电压时。继电器动作，充电指示灯电路被切断而熄灭，表示发电饥已向或可向蓄电池充电，同时激磁电流增大。当发电机输出电压高于调节电压时，调节器切断激磁电流，使输出电压降低。在这一调节过程中，功率管V1总是工作在开关状态。
该调节器的B端是充电系统故障报警端。l2V电系的安全充电电压一般不超过17V，若充电系统发生故障，发电机的电压可能超过安全电压。当B端检测到一一个高于l7V的故障电压后。能迅速切断激磁回路，使发电机输出电压降低；同时充电继电器的报警系统发出报警信号，以便及时发现故障进行维修。
调节器的S端是调节电压自检端。S端直接与蓄电池正端相连，以检测蓄电池端的发电机输出电压。当调节器L端出现故障时，S端具有与B端一样的功能。利用S端检测调节器是否有故障的功能。
(5)匈牙利却贝尔D一750型卡车晶体管调节器工作原理如下
如图5所示。该调节器采用了两只PNP型管和两只NPN型管，开关电路由复合管V1、V2组成。C1是滤波电容器，可使调节器的电压变得比较平滑。Vs 为续流二极管，用于消除发电机自感电势对晶体管的冲击，以保护V3、V4。调节器的D接线柱并不直接搭铁，而是同时与发电机的激磁二极管V6、V7、V8和充电指示灯相连。
其工作过程如下：
接通开关S时，由于R2与R3并联阻值小于R7，V1无基极电流而截止，V2产生基极偏流而导通，V3、V4也随之导通，为发电机提供了激磁电流，其回路为：
蓄电池正极→开关S→电流表A→接线柱"十→激磁绕组→V4的集电极→V4的发射极→接线柱D→充电指示灯→搭铁至蓄电池负极。此时激磁电流流经充电指示灯，指示灯亮，激磁电流较小。
当发电机运转发电后，采用星形接法的发电机定子三相绕组A、B、C总有一相呈现低电位，即负极，调节器接线柱D由通过充电指示灯搭铁变为通过二极管V6、V7、V8到发电机A、B、C三相绕组形成回路。此时充电指示灯无电流流过而熄灭，激磁电流也因而增大。
当发电机的电压达到调节值时，隐压管2CW被击穿通导，使V1发射极电位高于基极电位而导通。V1导通后又导致V2发射极电位低于基极电位而截止，V3、V4随之截止。发电机激磁电流被切断,发电机电压下降。当发电机电压降到低于调节值时，2CW又截止，V1又截止，V2、V3、V4重新导通，激磁回路再次接通。如此往复，使发电机输出电压稳定。
图5 D一750型卡车晶体管调节器原理图
五、电子调压器的设计
设计电子调压要求：电压调节在14V至13.5V、励磁电流小于等于5A。
1、首先选取电路图,例如本人设计电子调压器如下图6所示中心线框图内部分;图6的电子调压器工作原理如下：
图6 电子调压器图
(1)接通点火开关S且发电机运转，当其电压低于蓄电池电压时，蓄电池电压加在分压器R1、R2上，R2上的分压低于Vs1的击穿电压，VT1截止。蓄电池电压经R5加在VD2、R7上，电阻R7使VT2获得正向偏压而导通；VT2导通后。偏流电阻R8使VT3获得正向偏压而导通，接通磁场电路。其电流回路为：蓄电池正极一点火开关S一发电机接线柱F1（磁场绕组）与调节器“F”接线柱一VT3一调节器“E”接线柱一蓄电池负极。发电机电压随转速的升高而升高。
(2)当发电机电压达到限额电压时，电阻R1、R2的分压加在VD1、Vs1、R6上，使Vs1击穿导通，VTl随之导通并饱和，VTl集电极对地的电压几乎为零(0.3V)，使VT2失去正向偏压而截止，VT2的截止，又使VT3截止。磁场电流得不到补充，发电机电压下降。当发电机电压稍低于限额值时，Vs1截止，VTl截止，VT2、VT3管获正向偏压而导通，磁场绕组中又有电流通过，发电机电压又上升。VTl 三极管与VT2、VT3三极管交替导通、截止，使发电机电压限定在调节电压范围内。
2．辅助元件的作用
辅助元件用来保护调节器和改善调节器的性能。
(1)电阻R3为调整电阻。通过调整其阻值的大小可以调整调节器限额电压的高低。R3的阻值增大，限额电压升高，反之限额电压降低。
(2)VD3为续流二极管。在三极管V3截止瞬间，磁场绕组产生的自感电动势经VD3构成回路放电，保护V3管不被击穿。
VD1为温度补偿二极管。它与稳压管反向串联，其温度系数为负值，工作温度升高，管压降降低，反之管压降升高。稳压管的温度系数为正值，当温度变化时，起补偿作用，使调节器性能稳定。
VD2为分压二极管。当VTl导通时，使VT2、VT3可靠截止，减小VTl温度变化时对VT2、VT3的影响。
VS2为稳压二极管。并联在发电机两端，起过压保护作用。
(3)R4称为正反馈电阻。其作用是提高VT3的开关速度，减小三极管的耗散
功率，延长调节器的使用寿命。
(4)电容器C1、C2称为降频电容。并联在分压电阻R1两端．利用其两端电压不能突变的特性来降低VTl 的开关频率．减小VT1的开关次数．从而减小耗散功率，延长调节器的使用寿命。
电子调压器的各个元器件根据电路工作原理的分析后进行计算选取。电子调压要求：电压调节小于14V ，励磁电流5A 。
3、电路中元件的选取
根据巳知条件,由后往前推。
（1）当V T1截止，V T2、V T3导通
A 5I =，即A 5I V3C =。根据电流大小选择V T3为3DD65A （低频大功率）。各参数为20h V 5BV A 5.7I ,W 75P FE CEO CM CM ≥≥==，，。
取3FE 20h β==，则A 25.020
520I I C33===B 8R 主要起保护作用，在V T3关断时为防止过电压的产生而设置。当V T2、V T3导通时，从V T2的发射极出来的电流2E I 电流主要是经过V T3的基极，再从V T3发射极流出，因而要求通过8R 的电流R8I 非常小，即远远小于V 3基极的电流B3I ，383BE 8R I < 25.0V 7.0I U >>R 3B 3BE 8。(280～2000Ω范围均可) 故可选Ω>>Ω=8.2K 1R 8，则 A 0007.0A 1000 7.0R U I 83BE 8===R ，可见通过的电流非常小，因此符合条件。 则A 2507.0A 0007.0A 25.0I I I 8R 3B 2E =+=+=。 初选V T2为3DG33。参数为：V 10V ,270~25:h ,V 35BV ,mA 300I ,W 2.0P CE FE CEO CM CM =>==。取 2FE 30h β==。 则A 0081.0312507.01I I I 22E 2 2C 2B ≈=+==ββ。 则A 2426.00081.02507.0I I I 2B 2E 2C =-=-=。 考虑到放大倍数，A 0081 .0I 2B ≤ 由于7R 主要起保护作用，当V T2、V T3导通时，从二极管VD2流出来的电流主要是经过V T2的基极，再从V T2发射极流出，而通过7R 的电流7R I 非常小，远远小于V 2基极的电流2B I ，2B 7 7R I < 所以 A 0005.0A 30007.07.0I 7R =+= 电流很小，符合电路的要求。 故取Ω=3000R 7，型号为：%5W 25.0RJ ±--。 因为V T1截止，V T2、V T3所以V T1的集电极电压为2.1V ，所以 R5=(14-2.1)/(IR7+I B2)=1400Ω 也可选1K Ω R5上电流I R5有: I R5=(14-2.1)/1400=0.0085A β大于35 （2）当V T1导通，V T2、V T3截止时： I R5=(14-0.3)/1400=0.0098A 初选 V T1为小功率三极管 3DG6C 。其参数为 270~25h ,V 20BV ,mA 20I ,mW 100P FE CEO CM CM ==== 所以 符合要求 因此V 1所选的型号符合条件。 初定放大倍数，取1FE 25h β== ，则 A 0004.0250093.0I I 1 1C 1B ≈==β 实际中： A 0004.0I 1 B ≤， 初选VS1为2CW37-7.5A ， 取稳压值为7.1伏。 R1与R2间节点电位设为 U2 U2=0.7+0.7+7.1=8.5V 。 又 U2=14*R2./R2+R13 求解得取R2=1000Ω 则R13=650Ω 取R1=800Ω R3=3500Ω 通过6R 的电流6R I 非常小，远远小于V 1基极的电流1B I ，1B 6 1BE 6R I < Ω==1750A 0004.0V 7.0I U >>R 1B 1BE 6 R 6 >>1750Ω，不妨取R 6=4000Ω 所以 A 0002.0A 40007.0I 6R == 电流很小，符合电路的要求。 而4R 为正反馈电阻，其作用是提高V 3的开关速度，减小三极管的耗散功率， 使得晶体管不易过热烧坏，延长调节器的使用寿命，其阻值都比较大，一般为几十千欧，不妨取4R =50K Ω。 根据电路的性能要求，结合工作电压和电容器的选用要求，电容器的选用如下： 1C 选用铝电解电容，型号为：CD11L ，额定电压V 25U R =，标称容量 0.1μF 。 2C 选用铝电解电容，型号为：CD11L ，额定电压V 25U R =，标称容量 0.1μF 。 二极管的选用： 因为A 0006.00004.00002.0I I I 1B 6R 1V D =+=+= 故VD 1选用2CZ52A 。其参数为： 最高反向工作电压V 25V R =，正向电压V 1V F ≤ 最大正向整流电流A 1.0I F = 因为A 0088.00007.00081.0I I I 7R 2B 3V D =+=+= 故3VD 选用2CZ52A 其参数为： 最高反向工作电压V 25V R =，正向电压V 1V F ≤ 最大正向整流电流A 1.0I F =。 续流二极管VD 4的作用是，当开关晶体管V 3截止时，磁场绕组产生的自感 电动势经VD 4形成通路，保护V 3管不被击穿，从而保护了调节器中的电子元件， 故VD 4可选用2CZ10A ，各参数：最高反向工作电压V 25V R =，正向电压V 8.0V F ≤ 4、电子调节器的耗散功率 三极管的耗散功率： 电阻的耗散功率：略 二极管的耗散功率：略因此，总功率为： 各元器件的型号参数 产品简介 LSA-2P16YB,LSA-2P25YB,LSA-2P40YB,LSA-H2P10XYB,单相交流半波调压模块 产品详细信息 LSA-2P16YB,LSA-2P25YB,LSA-2P40YB,LSA-H2P10XYB,单相交流半波调压模块LSA-H2P25XYB,LSA-H2P45XYB,LSA-H2P65XY B,LSA-H2P85XYB, ①、电位器手动控制方式：按图示，电位器中间端接到模块cont端，电位器另两端分别接到模块com端和+5V端。+5V电压由模块本身 内部产生，无须外部提供，只配合手控电位器用，不作它用，所选用的电位器阻值在2-10KΩ间。当控制端cont从0-5Vdc改变时，交流负载上的电压从0伏到最大值线性可调，cont端电压越高，模块输出越大。 ②、0-5Vdc控制方式：按图示，可接受单片机等的0-5Vdc模 拟信号，控制输入正极接cont端、负极接com端，模块内部cont 端相对com端的输入阻抗大于30KΩ。当控制端cont从0-5Vdc 改变时，交流负载上的电压从0伏到最大值线性可调，其中cont 在0-0.7Vdc左右时为全关闭区域，可靠关断整个电路的输出； cont在0.7Vdc-4.3Vdc左右为可调区域，即随着控制电压的增大，移相角α从180°到0°线性减小，导通角增大，交流负载上的电压从0伏增大到最大值；cont在4.3Vdc-5Vdc左右时为全开通区域，交流负载上的电压为最大值（接近电网电压）。 ③、0-10Vdc控制方式：按图示，可接受PLC等的0-10Vdc 模拟信号，模块内部0-10Vdc端相对com端的输入阻抗大于15K Ω。 ④、4-20mA控制方式：按图示，可接受温控表等的4-20mA 模拟信号，模块内部4-20mA端相对com端的输入阻抗为250Ω。当以4-20mA控制输入时，4-5mA左右时为全关闭区域，可靠关断整个电路的输出；5-19mA左右为可调区域，即随着控制电流的增大，移相角α从180°到0°线性减小，交流负载上的电 燃气调压器的详细简介 燃气调压（计量）柜作为燃气输配管网的调压装置,可为居民小区、公共用户、直燃设备、燃气锅炉、工业炉窑等供气。 主要配置: 燃气过滤器、燃气调压器、安全切断伐、安全放散阀、铸钢球阀（或蝶阀）、计量仪表、主管道及控制管路组成。 扩展功能： 1、可配选流量计和压差计。 2、可选配数据采集系统。 3、可根据用户需求对调压设备采取保温增温措施。 产品特性： 1、集调压（计量）、过滤、安全切断、安全放散于一体。 2、设备经严格的全性能测试，使燃气调压输配运行稳定、安全可靠。 3、设备结构设计合理、造型美观、占地省、符合环保要求，适合室内、外安装。 4、扩展性好，可根据用户需求增设燃气报警，数据采集和保温增温系统。 5、设备安装、调式简便、使用、维护方便。 6、结构合理、功能完善、可靠性高，系统协调性好。 7、箱体材质有：钢板喷塑箱体、不锈钢箱体、彩钢板保温箱体，可满足客户不同环境需求。 8、适用介质天然气、人工煤气、液化石油气等其他气体。 主要结构形式： 2+1(2路调压+1路旁通）。 2+0(2路调压无旁通）。 1+1(1路调压+1路旁通）。 1+0(1路调压无旁通）。 FSD-FSDC-FSDR/FS1B/ST1B系列调压阀详细参数如下： ●最大进口压力：200mbar、500mbar、1bar。 ●出压范围：10mbar-45mbar(配有多种出口压力范围的弹簧供选择。 ●阀体材质：铸铝。 ●低压差大流量，能使燃烧设备的燃烧压力非常稳定的，达到充分燃烧的效果。 ●适用介质：煤气、天然气、液化石油气、空气等其他中性气体。 ●主要型号：FSD-FSDC-FSDR 15/CE 、FSD-FSDC-FSDR 20/CE FSD-FSDC-FSDR 25/CE 、FSD-FSDC-FSDR 32/CE 、FSD-FSDC-FSDR 40/CE 、FSDR 50/40、 ST-STR 65D/CE ST-STR 80D/CE、ST-STR 100D/CE FS1B15、FS1B20、FS1B25、FS1B32、FS1B40、FS1B50/40、FS1B50、FS1B65/08、FS1B80/08、ST1B65 ST1B80、 ST1B100 giuliani anello ST1B100。 G燃气调压器： 300-301系列调压器 螺纹接口：30051，30052，30053，30150，30151，30152，30153，30154，30155； 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 课程设计说明书课程设计名称：电力电子技术课程设计题目：单相交流调压电路班级：电气0902班 姓名： 学号： 指导教师： 时间：2011年06 月 目录 第一章前言 (2) 第二章单相调压电路设计任务及要求 (3) 2．1 设计任务及要求 (3) 2．2 设计方案选择 (3) 第三章单向调压电路单元电路的设计和主要元器件说明 (5) 3. 1 单元电路的设计 (5) 3.1.1主电路的设计 (5) 3. 2 主要元器件说明及功能模块 (5) 第四章驱动电路的设计 (6) 4. 1 晶闸管对触发电路的要求 (6) 4.1.1触发信号的种类 (6) 4.1.2触发电路的要求 (6) 4. 2 触发电路 (7) 4.2.1单结晶体管的工作原理 (7) 4.2.2单结晶体管触发电路 (9) 4.2.3单结晶体管自激震荡电路 (9) 4.2.4同步电源 (10) 第五章保护电路的设计 (11) 5.1过电压保护 (12) 5.2过电流保护 (13) 第六章单相调压电路主电路的原理分析和各主要元器件的选择 (14) 6．1 主电路原理分析 (14) 6．2 各主要元器件的选择 (17) 6.3元器列表 (18) 第七章仿真软件 7.1仿真软件的介绍 (19) 7.2仿真模型、仿真波形及其分析 (20) 第八章心得体会 (23) 附录 参考文献 (24) 第一章前言 交流变换电路是指把交流电能的参数（幅值、频率、相位）加以转变的电路。根据变换参数的不同，交流变换电路可分为交流电力控制电路和交-交变频电路。通过控制晶闸管在每一个电源周期内导通角的大小（相位控制）来调节输出电压的大小，可实现交流调压。它主要由调压电路、控制电路组成。 根据结构的不同，交流调压电路有单相电压控制器和三相电压控制器两种。单相交流调压电路根据负载性质的不同分为电阻性负载和阻感性负载，电阻性负载的控制角的移向范围为0～π，阻感性负载的控制角的移向范围为φ～1800。 随着电力电子的飞速发展，交流调压电路广泛应用于电炉的温度控制、灯光调节、异步电动机软起动和调速等场合，也可以用作调节整流变压器一次电压。对调压输出波形质量主要是谐波含量要低。 简易可控硅交流调压器原理图及工作原理介绍 本文介绍一台电路简单、装置容易、控制方便的可控硅交流调压器，这可用作家用电器的调压装置，进行照明灯调光，电风扇调速、电熨斗调温等控制。这台调压器的输出功率达100W，一般家用电器都能使用。 可控硅交流调压器电路原理： 电路图如下可控硅交流调压器由可控整流电路和触发电路两部分组成，其电路原里图如下图所示。从图中可知，二极管D1—D4组成桥式整流电路，双基极二极管T1构成张弛振荡器作为可控硅的同步触发电路。当调压器接上市电后，220V交流电通过负载电阻RL经二极管D1—D4整流，在可控硅SCR的A、K两端形成一个脉动直流电压，该电压由电阻R1降压后作为触发电路的直流电源。在交流电的正半周时，整流电压通过R4、W1对电容C 充电。当充电电压Uc达到T1管的峰值电压Up时，T1管由截止变为导通，于是电容C通过T1管的e、b1结和R2迅速放电，结果在R2上获得一个尖脉冲。这个脉冲作为控制信号送到可控硅SCR的控制极，使可控硅导通。可控硅导通后的管压降很低，一般小于1V，所以张弛振荡器停止工作。当交流电通过零点时，可控硅自关断。当交流电在负半周时，电容 。 C又从新充电……如此周而复始，便可调整负载RL上的功率了 调压器的调节电位器选用阻值为470KΩ的WH114-1型合成碳膜电位器，这种电位器可以直接焊在电路板上，电阻除R1要用功率为1W的金属膜电阻外，其佘的都用功率为1/8W 的碳膜电阻。D1—D4选用反向击穿电压大于300V、最大整流电流大于0.3A的硅整流二极管,如2CZ21B、2CZ83E、2DP3B等。SCR选用正向与反向电压大于300V、额定平均电流大于1A的可控硅整流器件，如国产3CT系例。 解读对调压器的一般介绍及其选型方法中英文General introduction of voltage regulator and its selection method 一、一般介绍 General introduction 调压器的主要特性参数 The main characteristic parameters of regulator 适用对象： Applicable objects: 介质： Medium: 设计温度： Design temperature: 环境温度： Ambient temperature: 规格（公称尺寸）： Specification ( nominal): 阀口尺寸： The valve size: 全开能力、流量系数： Full capacity, flow coefficient: 承压能力（公称压力）： Bearing capacity (nominal pressure ): 出口压力范围、设定值： Outlet pressure range, the setting value: 启动差压： Start pressure: 调压精度： The accuracy of the regulator: 关闭精度： https://www.doczj.com/doc/892090754.html,/ https://www.doczj.com/doc/892090754.html,/ Close the accuracy: m、超压切断范围、低压切断范围、设定值： M, super pressure cutting range, low cutting range, setting value: n、放散压力。 N, releasing pressure. 类型及其特性 The types and characteristics of 按作用原理分：直接作用式（大皮膜）、间接作用式（指挥器，伺服式）；According to the principle of action: direct action ( in the film ), indirect effect ( command, servo type ); 调压对象：后压式、前压式； Pressure: pressure, pressure after the object before; 按流动方向分：曲流式、轴流式； According to the flow direction: meander type, axial flow type; 按阀口密封分：软密式（无泄漏）、硬密式（微泄漏）； According to valve sealing points: the soft sealing type ( no leakage ), hard sealing type ( leakage); 按阀口形式分：单阀口、双阀口；盘形、锥形、塞形、孔口形；阀式、膜式（平、套形）等（阀门特性不同）； According to the valve port forms : single valve, dual valve port; disc, conical, plug, hole shape; valve type, film type ( flat, shape ), ( the valve characteristics of different ); 按调压器功能分：普通式、两极、监控式、一体切断式、内置放散式、电控（动）式、组合式等。 According to the voltage regulator functions : ordinary type, bipolar, monitoring, one off, a built-in discharge type, control ( dynamic ) type, combination type etc.. 国内常用的进口调压器制造厂家及产品特点 The commonly used imported regulator manufacturer and product characteristics ELSTER（德、美、英）：轴流、径向流、中低压、地下； ELSTER ( Germany and the United States, Britain ): axial, radial flow, low pressure, 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) 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。 燃气调压器的工作原理 随着我国厨房用火文明程度的不断提高，作为三大气体燃料之一的液化石油气，由于热效率高、使用方便等特点，正在越来越多地进入千家万户． 调压器，又称减压器．它是液化石油气安全燃烧的一个重要部件，连通在钢瓶和炉具之间．调压器不仅能把瓶内的高压石油气变为低压石油气（从980千Pa 降至100千Pa左右），还能把低压气，稳定在适合炉具安全燃烧的压强范围内．即做到经它输出的石油气，在炉具火孔处的气压，随地随时地比外界大气压值大2940Pa左右，因此实际上调压器是一种自动稳压装置．人们习惯地把它称为减压器，是只注意到了它降压的功能，而忽视了它稳压的本领．调压器整个设计之巧妙精细，正是表现在它的稳压本领方面，本文拟在这方面作详尽的说明． 调压器主要由手轮、进气管、上阀盖、下阀盖、橡皮膜、进气喷嘴、阀垫、一个小杠杆、出气管等零部件组成． 调压器中间是一块圆形的橡皮膜，它把调压器分为上下两个气室．上气室内有一弹簧，上端连着调节螺盖，下端连着橡皮膜．在上阀盖边沿处有一个直径为0.8毫m的小孔，使上气室与外界相通，此孔形象地称为呼吸孔．下气室中有一个精黄铜制成的杠杆，总长为5cm左右，转动性能非常灵敏．杠杆右端与橡皮膜中心连接在一起，左端粘着阀垫，紧扣在进气喷嘴上，对喷出的高压石油气产生阻尼作用．此杠杆左右两端离支点距离为左短右长，是不等臂杠杆．其表现特点为：对杠杆右端作用力的微小变化，势必使杠杆左端的作用力产生一个较大的变化．在原理上讲，实现了对力的放大；在效果上讲，增加了对高压气的阻尼作用． 为了更清楚地阐明调压器的工作原理，有必要弄清楚这个问题：气体安全燃烧应具备什么条件？ 固体燃料要安全燃烧，要具备两个条件：一是适量的助燃气体（空气或氧气），二是燃烧物质保持一定的温度（通常高于着火点）．固体燃烧时，已燃部分对未燃部分的传热方式是传导和辐射，燃烧方向是由外向其中心发展．固体燃烧时发生热膨胀，体积变大，但变化不大，其位移几乎为零．气体燃烧时，已燃部分对未燃部分的传热方式，除了传导和辐射外，增加了对流方式，燃烧方向是由中心向外发展．气体燃烧时发生剧烈热膨胀，其生成物的体积为燃烧前体积数百千倍，并以较快速度发生位移①．因此仅满足上述的两个条件，是无法使气体安全燃烧的． 现代燃烧理论告诉我们，气体安全燃烧还必须具备第三个条件，即维护一定大小的气压差，使燃气的出气速度等于燃烧速度．只有这样，在一定范围内达到动态平衡，火焰就能维持稳定状态，从而实现气体的安全燃烧．若出气压强过大，就会使出气速度大于燃烧速度，造成火焰离开火孔一定距离燃烧，此现象术语叫做离焰．若燃气压强继续上升，火焰将离火孔更远处燃烧，火焰的稳定性②遭到进一步破坏，火焰飘忽不定，直至最后完全熄灭，这种现象叫做脱火．脱火时，燃气会继续外泄，在空气中形成大量的有毒气体或爆炸性气体，极易引发事故；若燃气压强过小，会使燃烧速度大于出气速度，造成火焰会进入火孔继续燃烧，这现象叫做回火．回火时，形成缺氧状态的不完全燃烧，产生大量有毒气体，还会向外溢出石油气，也极易引发事故． 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 一．工作原理 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。动态特性 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0.5~1.5s，上升时间为0.5~3s。 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 单相接触式调压器参数 调压器说明书 主要用途： 调压器具有波形不失真，体积小、重量轻，效率高，使用方便，运行可靠等特点，可广泛用于工业（如化工，冶金，仪器仪表，机电制造，轻工等），科学实验，公用设备，家用电器中，以实现调压，控温，调速，调光，功率控制等目的。 本系列产品分新型和老型，带J 为老型，不带J 为新型。 技术规格 1.调压器的基本参数按表规定 表1（TDGC2单相系列） 2.调压器的基本参数按表规定 表1（TSGC2三相系列） 3.调压器额定（输出）容量：调压器额定容量按下式计算： P=√mI ·u 2×10^(-3)(KVA) 式中：P-调压器额定输出容量（KVA) M-相数，单相M=1，三相M=3 I2-额定输出电流（A ） 型号 额定 容量 KV A 相 数 额定 频率 (HZ) 额定 输入 电压 （V ） 输出 电压 范围 （V ） 额定 输出 电流 （A ） TDGC2/TDGC2J-0.2 0.2 1 50 220 0~250 0.8 TDGC2/TDGC2J-0.5 0.5 2 TDGC2/TDGC2J-1 1 4 TDGC2/TDGC2J-2 2 8 TDGC2/TDGC2J-3 3 12 TDGC2/TDGC2J-4 4 16 TDGC2/TDGC2J-5 5 20 TDGC2/TDGC2J-7 7 28 TDGC2/TDGC2J-10 10 40 TDGC2/TDGC2J-15 15 60 TDGC2/TDGC2J-20 20 80 TDGC2/TDGC2J-30 30 120 型号 额定 容量 KV A 相 数 额定 频率 (HZ) 额定 输入 电压 （V ） 输出 电压 范围 （V ） 额定 输出 电流 （A ） TSGC2/TSGC2J-3 3 3 50 380 0~430 4 TSGC2/TSGC2J-6 6 8 TSGC2/TSGC2J-9 9 12 TSGC2/TSGC2J-12 12 16 TSGC2/TSGC2J-1 5 15 20 TSGC2/TSGC2J-20 20 27 TSGC2/TSGC2J-30 30 40 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 电力电子课程设计 ——单相交流调压电路 学院：工程学院 班级：12电气2班 姓名： 2015年6月 摘要 本次课程设计，先明确了实验的要求和设计目的设计一个单相交流调压电路。然后根据要求进行电路设计，包括主电路、触发电路。排版等等。设计并发现、解决相应的问题。之后对电路进行了实验仿真，通过仿真实验，再发现其中的问题和不足，进行更改和完善。然后确定实验所需的元器件。确定之后，进行器件的购买，之后进行电路板实物的焊接。焊接后要进行调试。发现和排除错误，调试时，发现了问题，然后经过实验仪器的排错，线路元器件的排错，发现了两处问题，更改之后就正常了。接着是对波形的观察和数据的记录。完成这些后，对数据进行处理，整理结论。最后是我们的心得体会和收获。以及完成报告总结。 关键词主电路触发电路波形负载电压调压 目录 一、设计任务及目的 (4) （一）设计要求任务 (4) （二）设计目的 (4) 二、实验器件、设备及所用软件 (4) （一）实验材料的选择 (5) （二）实验所需设备 (5) （三）所用软件 (5) 三、电路设计方案的设计和选择 (5) （一）方案的确立 (5) （二）实验电路的设计 (6) 1、触发电路的设计 (6) 1.1触发信号的种类 (6) 1.2触发电路的设计 (6) 2、主电路的设计 (9) 四、完整电路图及实物图 (11) 五、实验波形及数据 (12) （一）α=30°时 (12) （二）α=60°时 (13) （三）α=90°时 (15) （四）α=120时 (17) 六、实验数据处理 (19) 七、结论总结 (20) 八、心得体会 (21) 参考文献 (22) 单相交流调压电路 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。 一、设计任务及目的 （一）设计要求任务 1.设计一个单相交流调压电路。输入电压为36V交流，输出交流电压可变，带 纯电阻性负载。 2.提出电路设计方案，比较不同的方案并选定方案。 3.完成电路的设计和主要元器件的选择及说明。 4.进行实验仿真及电路板的焊接和测试性能。 5.分析实验数据，得出结论。 （二）设计目的 使学生熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法；掌握各种电力电子变流电路的结构、工作原理、控制方法、设计计算方法及实验技能；熟悉各种电力电子变流装置的 课程设计范例参考 一、设计课题：电子调压器的设计 二、摘要(略) 三、汽车发电机调压器的发展趋势、本课题设计的意义、调压器的作用 1、电子调压器的设计概述 汽车发电机是为车辆提供电能的电器设备，由于交流发电机的转子是由发动机通过皮带驱动旋转的，其转速随发动机转速的变化而变化，而且发动机和交流发电机的速比为1.7～3，因此交流发电机转子的转速变化范围非常大。而发电机电动势的高低与发电机的转速及磁极的磁通成正比，因此发电机的电压必然随着转速的变化而变化，这样将引起发电机的输出电压发生较大变化，由于在一定条件下发电机的输出功率是定值(P功率＝I电流×U电压)，当车辆电器负载较小时，发电机电压会升高，而车辆电器负载较大时，发电机电压会降低。而车用电器设备及蓄电池充电均要求发电机必须在某一恒定电压下工作，如12V 系统的工作电压一般为14±0.25V，24V系统的工作电压为28±0.3V。为了满足用电设备恒定电压的要求，使交流发电机的输出电压在发动机的所有工况下基本保持恒定，交流发电机必须配用电压调节器才能工作，这就产生了调节和控制电压的装置――电压调节器。 2、调压器的作用 电压调节器是把发电机输出电压控制在规定范围内的装置，其功用是在发电机转速变化时，自动控制发电机电压保持恒定，使其不因发电机转速高时电压过高烧坏用电器和导致蓄电池过充电；也不会因发电机转速低而电压不足导致用电器工作失常。 电压调节器主要是利用改变流过转子的激磁电流通断，进而调节转子磁场的大小进行工作的。当发电机产生的电压低于调节电压，调节器不起作用。当发电机输出电压超过调节电压预设值时，励磁电流被调节器断开。这时发电机电压下降，当降到下限电压额定值时，调节器重新接通励磁电流，电压再次逐渐升高，调节器开始新一轮调节循环。 3、汽车发电机调压器的发展趋势 汽车发电机电压调节器随着汽车交流发电机的广泛使用，在发电机中起输出电压调节作用的调节器也得到不断发展，它是发电机的一个关键部件，也是技术含量较高和技术更新换代较快的零部件。自上世纪50年代交流发电机问世以来，随着技术的进步发展和车辆使用要求的提高，调节器大致经历了以下4个发展阶段。 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 目录 摘要 (2) Summary (2) 1.设计意义和要求 (3) 1.1.设计意义 (3) 1.2设计要求 (3) 2.方案设计 (4) 3.主电路的设计 (5) 3.1主电路的原理分析 (5) 3.2主电路器件的选择 (7) 3.3晶闸管模块 (7) 4.触发电路的设计 (8) 5利用MATLAB进行仿真 (10) 5.1仿真电路图 (10) 5.2仿真结果 (11) 5.2.1 A相仿真结果 (11) 5.2.2 B相仿真结果 (14) 5.2.3 C相仿真结果 (17) 5.2.4 ABC三相的仿真结果 (20) 6仿真结果分析 (23) 心得体会 (24) 参考文献 (25) 附录：主电路图 (26) 摘要 本次课程设计的题目是三相交流调压电路的设计，主要是设计出主电路和触发电路，通过触发电路触发主电路中的反并联的晶闸管来控制负载电压电流。触发电路产生的触发脉冲的延迟角也是可以调节的，通过对它的调节来达到对输出控制的目的。在MATLAB中连接好总电路图，用示波器观察输出结果，直观方便。MATLAB这一功能强大的软件给我们带来了很多方便，让我们对于设计电路的结果分析更加清晰明确。本次课程设计我们学到了很多知识，知道了单相交流调压电路的组成已经触发电路的结构，知道了调压的基本原理，这对我们课堂所学的知识是个巩固和加强，让我们把课堂所学的知识真实的用到实践中，亲自动手，也增强了我们的动手能力，对我们的将来的发展起到了很好的作用。 关键字：三相交流调压电路 MATLAB 主电路 Summary The subject of this course designed is three-phase AC voltage regulator circuit design, mainly to design the main circuit and trigger circuit, trigger circuit is triggered by the main circuit in the anti-parallel thyristors to control the load voltage and current.Trigger circuit generates the trigger pulse delay angle is adjustable, adjust it to achieve by the output control.In matlab the total circuit connected with the oscilloscope output, easy and intuitive.Matlab This powerful software has brought us a lot of convenience, let us analyze the results for the design of the circuit is more clear.The curriculum we learned a lot, know the composition of single-phase AC voltage regulator circuit has been triggered circuit structure, know the basic principles of the regulator, which is the knowledge we learned in the classroom is to consolidate and strengthen, so wethe knowledge learned in the classroom practice of real use, hands-on, but also enhances our ability, our future has played a good role. Keywords: trigger circuit voltage MATLAB oscilloscope单相全隔离一体化交流调压器模块使用说明
燃气调压器的详细简介
三相晶闸管交流调压电路的设计与仿真
电力电子课程设计---单相交流调压电路
简易单向可控硅交流调压器原理图及工作原理介绍
解读对调压器的一般介绍及其选型方法中英文
电力电子课程设计单相交流调压电路
单相交流调压电路课程设计
燃气调压器的工作原理
单相交流调压器仿真
单相接触式调压器
上海黎茂电器设备制造有限公司
■使用范围 该系列调压器可广泛用于工业(如化工、冶金、仪器仪表、机电制造、轻工等)，科学实验，公用设备、家用电器中，以实现调压、控温、 调速、调光及功率控制等目的，是一种理想的交流调压电器。 ■技术参数 相数 额定频率 额定输入电压范围（V） 输出电压范围（V） ■规格型号及安装尺寸 规格型号 0.5KVA 1KVA 2KVA 3KVA 5KVA TDGC2 系列单相调压器 7KVA 10KVA 15KVA 20KVA 30KVA 40KVA ■ 安装、使用与维护 220V 0-250V 输入电压 输出电压 额定输出电流（A） 2 4 8 12 20 28 40 60 80 120 160 产品尺寸(cm) 14×16×20 17×21×23 21×25×23 24×27×23 35×38×27 35×38×27 35×43×43 35×43×59 35×43×59 35×43×110 35×43×110 重量(kg) 4.2 6.5 11.8 14.5 26 26.5 54 80 83 165 171 台装 6 4 2 2 1 1 1 1 1 1 1 单相 50/60HZ 220V （可定做）
0～250 （可定做）
1、电源电压应符合调压器铭牌上的输入电压； 2、调压器必须良好接地，以保证安全； 3、使用时应经常注意输出电流不超过额定值，否则易使调压器寿命降低，甚至烧毁； 4、使用时应缓慢均匀地旋转手轮，以免引起电刷损坏或产生火花； 5、应经常检查调压器的使用情况，如发现电刷磨损过多、缺损、应及时损换同种规格的电刷，并用零号砂纸垫在电刷下面转动手轮数 次，使电刷底面磨平，接触良好，方可使用； 6、线圈与电刷接触的表面，应经常保持清洁，否则易加大火花而烧坏线圈表面。如发现线圈表面烧有黑色斑点，可用棉纱沾酒精擦去， 直到表面斑点除去为止； 7、从电源接至调压器，调压器接到负载的导线和导线端子应接触良好并能通过调压器额定电流； 8、搬动调压器时不得用手轮，而应用提手或将整个产品提起移动； 9、调压器需要横装大面板上或立装在其它底座上时可利用调压器底座的安装孔加以固定； 10、调压器经常保护清洁不允许有水滴，油污等落入调压器内部，调压器须定期停电除去内部积聚的尘埃； ■使用注意事项 该系列调压器应在室内使用，正常使用条件为： 1,环境温度：－15℃～＋45℃； 2,海拔高度不超过 1000m；调压器说明书
单相交流调压电路设计
单相交流调压电路
电子调压器的设计
相控式单相交流调压电路设计
三相交流调压器的设计
相关主题
文本预览