课程设计任务书
学生姓名：专业班级：班
指导教师：工作单位：自动化学院
题目: 单相交流变换器仿真研究
初始条件：
输入单相交流电：220V，50Hz。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）
1、输出单相交流电：220V，400Hz。
2、采用两级变换：AC/DC、DC/AC，变换。
3、建立Matlab仿真模型。
4、进行仿真实验，得到实验波形。
时间安排：
第一阶段：复习有关知识，阅读课程设计指导书，搞懂原理，并准备收集设计资料，此阶段约占总时间的20%。
第二阶段：根据设计的技术指标要求选择方案，设计计算。
第三阶段：完成设计和文档整理，约占总时间的40%。
指导教师签名：年月日
系主任（或责任教师）签名：年月日
目录
摘要 (1)
1 概论 (2)
2 方案论证 (2)
2.1 设计要求 (2)
2.2 设计方案 (2)
3 电路设计 (3)
3.1 整流电路 (3)
3.1.1方案选择 (3)
3.1.2电路分析 (4)
3.2 单相桥式PWM逆变电路 (5)
4 Matlab仿真模型 (6)
4.1 整流电路的仿真 (7)
4.2 PWM逆变电路的仿真 (8)
5 结果分析 (9)
6 心得体会 (11)
参考文献 (12)
单相交流变换器仿真研究
摘要：
交流—交流变流电路，即把一种形式的交流变成另一种形式交流的电路。可以先把输入的交流电整流成直流，然后滤波再通过逆变电路得到需要的交流电。本次课程设计研究的就是单相交流—交流变频电路，通过PWM实现对输出频率的控制，并且用matlab在simulink环境下进行仿真研究。
关键词：交流变换器，整流，逆变，PWM控制
1 概论
本次课程设计的电路主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，将一种频率变换为另一种频率的交流变换器称之为变频器（此处引用自《现代电力电子技术及应用》）。
从结构上看，变频器可分为直接变频和间接变频两大类。直接变频又称为交一交变频，是一种将工频交流电直接转换为频率可控的交流电，中间没有直流环节的变频形式。间接变频又称为交一直一交变频，是将工频交流电先经过整流器成直流电，再通过逆变器将直流电变换成频率可变的交流电的变频形式，因此这种变频方式又被称为有直流环节的变频方式。其中，把直流电变成交流电的过程叫做逆变，完成逆变功能的电路称为逆变电路。交一直一交变频是目前变频电源的主要形式（此处引用自《电力电子技术》）。本文所研究的变频电路即采用这种形式。
2 方案论证
2.1 设计要求
本次设计要求对输入的单相交流220V/50HZ，采用两级变换，AC/DC、DC/AC,输出220V/400Hz的交流信号，并利用matlab建立仿真模型，得到最终的仿真波形。
2.2 设计方案
要求中，输入的是单相交流220V，50HZ，输出的是220V，400HZ，而且采用两级变换（AC/DC,DC/AC），因此属于交--直--交变频。需要先对输入的正弦电压进行整流，采用单相桥式不可控整流电路，得到一个不规范的直流电流，然后通过一个较大电容进行滤波，此时输出一个220V的稳定的直流电，然后再采用电压型单相桥式PWM控制的单相全控桥式逆变电路，把调制电路的信号波频率设置成400HZ，调载波设置成5000HZ的正弦波，此时逆变器将会输出一个交流方波，最后利用LC滤波电路进行滤波，把得到的交流方波变成正弦波。最终得到想要的220V，400HZ的交流电，满足设计的要求。整体的设计系统框图如图1所示：
图1 系统结构框图
3 电路设计
3.1 整流电路
整流电路是整个电路的第一部分，需要把输入的交流电整流成一个220V 的稳定的直流电。
3.1.1方案选择
对于整流电路可以有很多种方案，现列写以下几种并分别讨论各方案的优缺点。
方案一：单相半波可控整流电路
电路图如图2所示，电路由一个IGBT 对交流电进行整流，由于只有一个开关管，所以输出波形中只有正半周期的电压，所以这种方式电压利用率低，实际设计中应尽量避免
图2 单相半波可控整流电路 图3单相桥式全控整流电路
220V/50HZ
方案二：单相桥式全控整流电路
电路图如图3所示，由图可知，本电路由四个IGBT控制，通过PWM进行控制，输出直流电压。此电路中用到四个开关管，所以能对输入电流的正负半周期都能有效利用，利用率为单相半波整流的两倍，但是此电路需要一个PWM来控制，控制电路复杂，在对输出波形没有控制要求的时候也应尽量避免。本次设计对整流的电压没有需要控制的要求，所以也不选择此种方式。
方案三：单相桥式不可控整流电路
电路图如图4所示，由图可知，本单路由四个二极管控制，此种电路和桥式全控整流电路的电压利用率相同，但是却没有控制电路，电路简单，成本较低。
本电路常用于小功率单相交流输入的场合，。目前大量普及的微机、电视机等家电产品所采用的开关电源中，其整流部分就是用的单相桥式不可控整流电路。本次仿真的输入电压的频率为较小的50Hz，故本次设计用的此种电路（此处引用自《电力电子装置》）。
图4单相桥式不可控整流电路
3.1.2电路分析
假设该带你路已工作于稳态，同时由于实际中作为负载的后级电路稳态时消耗的直流平均电流时一定的，所以以下分析中以电阻作为负载。在正弦波的正半周期时二极管0和3导通，在负半周期时二极管1和2导通。
该电路的基本工作过程是，在u2的正半周过零点至wt=0期间，二极管均不导通，此阶段电容向电阻放电，提供负载所需电流，同时u d下降。至wt=0之后，u2将要超过u d，使得0号和3号二极管开通，交流电源向电容充电，同时向负载供电。
在空载时，电阻相当于无穷大，所以放电时间常数也为无穷大，输出电压最大为√2倍
的U 2，重载时，R 很小，电容放电很快，几乎失去储能作用，随负载加重，U d 逐渐趋近于0.9U 2，即趋近于电阻负载时的特性。二极管也会承受反向电压，承受的反向电压的最大值为交流输入电压的最大值。
在以上讨论中，都忽略了电路中诸如线路电感等的作用。另外，实际应用中为了抑制电流冲击，常在直流侧串入较小的电感，成为感容滤波电路。由于本次仿真对直流电压要求不高，故只用了一次电容进行滤波。
本次仿真中电容选择较大（100uF ），输出的直流电压为稳定220V ，符合下面逆变电路中对电压的要求。
3.2 单相桥式PWM 逆变电路
本次仿真中要对最终输出的电压进行变频控制，所以用单相桥式全控逆变电路进行逆变，由PWM 进行控制，原理图如图5所示。该电路利用四个全控器件IGBT 通过调制电路来进行控制。
图5单相桥式PWM 逆变电路
图5是采用IGBT 作为开关器件的单相桥式PWM 逆变电路。设负载为阻感负载工作时有V1和V2的通断状态互补，V3和V4的通断状态互补。在输出电压U0的正半周，让V1保持通态，V2保持断态，V3和V4交替通断。由于负载电流比电压滞后，因此在电压正半周期电流有一段区间为正，一段区间为负。在负载电流为正的区间，V1和V4导通时，负载电压U0等于直流电压Ud ；V4关断时，负载电流通过V1和VD3续流，U0=0.在负载电流为负的区间，仍是V1和V4导通时，i0为负，故i0实际上从VD1和VD4流过，仍有U0=Ud ；V4关断，V3开通后，i0从V3和VD1续流，U0=0。这样，U0总可以得到
V D 4
V D 3
载波
信号波
Ud和零两种电平。同样，在U0为负的半周，让V2保持通态，V1保持断态，V3和V4交替通断，负载电压U0可以得到-Ud和零两种电平。
单相桥式逆变电路采用双极性控制方式时，在Ur的半个周期内，三角波不是单极性，而是有正有负，所得的PWM波是有正有负。在Ur的一个周期内，输出地PWM波只有±Ud两种电平，而不像单极性控制时还有零电平。仍然在调制信号Ur和载波信号Uc的交点时刻控制各开关器件的通断（此处引用自《电力电子设备用器件与集成电路应用指南》）。
4 Matlab仿真模型
Si mulink是Matlab的仿真集成环境，是一个实现动态系统建模、仿真的集成环境。它使Matlab的功能进一步增强，利用Matlab下的Simulink软件和电力系统模块库(SimPowerSystems)进行系统仿真是十分简单和直观的，用户可以用图形化的方法直接建立起仿真系统的模型，并通过Simulink环境中的菜单直接启动系统的仿真过程，同时将结果在示波器上显示出来（此处引用自《MATLAB/Simulink建模与仿真实例精讲》）。
主电路图如图6所示，在simulink环境下可以用universal bridge模块模拟整流和逆变中的四个开关器件，这样电路变的更简洁，对于参数的设置可以直接使用默认参数，对于PWM环节，如果用三角波和正弦波输入进行调节也过于复杂，在simulink环境下可以使用discrete PWM generator模块代替，对于参数的设置下文中会给出。
图6交流变换器主电路图
4.1 整流电路的仿真
所用交流电源把参数设置为220V，50Hz，对于整流电路，如上述所言，用universal bridge模块来代替，输入为220V，50Hz的交流电，交流电源的输出电压如图7所示，经过整流电路整流后变为直流电，由于用的是桥式不可控整流电路，且电容滤波电路中电容的值设置的较大，所以输出为稳定的220V电压，仿真后整流输出波形如图8所示
图7交流电源电压波形图
图8 整流电路输出电压
4.2 PWM逆变电路的仿真
单相桥式PWM型逆变电路的模型可参考Marlab —>Help —>Demos —>Simulink — >SimPowerSystems —>General Demos中的单相PWM V oltage Source Converters。此电路采用了单相逆变桥集成块Universal Bridge 2 arms，触发电路由Discrete PWM Generator模块构成，滤波电路有LC组成。所有的模块电路构成单相桥式PWM型逆变电路模型。
对于PWM模块，simulink中可以通过discrete PWM generator模块进行代替，参数设置如图9所示：
图9 discrete PWM generato r模块参数设置
此时PWM模块输出电压波形如图10所示：
图10PWM模块输出电压波形
将上述的PWM接到电路中的逆变环节，对逆变电路中的IGBT进行控制，并且把后级滤波电路设计成LC滤波，在实际的仿真中发现L和C的大小对输出电压的波形影响很大，在经过多次仿真试验后，得到两个使输出电压最稳定的值，即L=500pH，C=50pF，此时仿真得到的波形如图11所示：
图11 交流变换器输出电压波形
将PWM逆变电路中的调制电路的信号波的频率设置为400Hz，最后得到的就是本次设计所要求的输出单相电压为220V，400HZ的交流电。
5 结果分析
对于整流部分，0时刻时，整流输出的电流对电容充电，所以在0~0.06s左右时电压处于上升阶段，在0.06s时电容充电完成，然后稳定输出220V的直流电压。对于滤波电容，应该选用一个比较大的电容，经过反复的仿真试验，最后得到一个最理想的电容值0.1F，在课本中或其他参考书籍中都是采用两级电容进行滤波，即在一个大电容下再接一个较小的电容，本次仿真没有采用这种方法，仅仅用了一个电容。在实际应用中为了抑制电流冲击，有时会在直流侧串入一个较小的电感，成为感容滤波的电路，此时输出电压的波形更加平直，而电流的上升段平缓了许多，这对于电路的工作是有利的。当L和的取值变化时，电路的工作情况会有很大的不同。在仿真中，我试验了1mF的电容的滤波效果，波形图如图12所示，由波形图可以清晰的看到电容的选择对输出电压的影响是非常大的，所以在实际设计中一定要谨慎选择滤波电容
图12 滤波电容较小时整流输出电压波形
对于逆变部分，在0~0.06s时，由于此时的整流输出即逆变输入的电压处于上升阶段，所以逆变输出电压的波形在0~0.06s的时候幅值比正常值小，到0.06s的时候波形达到正常值，然后保持稳定，且输出电压为220V，在PWM的调制下使输出电压的频率为400Hz，符合题目的要求，仿真完成，整个设计结束。
6 心得体会
经过了一个半月的努力，电力电子装置的课程设计终于完满完成，途中经历了各种艰辛，也出现了各种错误，在自己的努力和同学的帮助下也一一克服，更加明白了一个道理，那就是要想做好一件事情，必须真正的付出才行。
本次课程设计我的主要任务是仿真，所以在设计阶段和另一个做设计的同学共同合作确定了各个环节都采用什么方案，然后进行参数的计算，所有的方案都确定以后由我在matlab上进行仿真，因为matlab一直是我的软肋，所以刚开始仿真起来特别吃力，后来请教了对matlab非常熟悉的同学，在他们的帮助下我终于顺利完成了电路的绘制及其仿真，这也让我明白了团队合作的重要性。
经过了这次课程设计让我对matlab又有了新的认识，对其强大的功能也是感叹有加，这次仿真主要是用到里面的simulink环节，这个软件对电路的设计阶段有相当大的帮助，很难想象如果没有仿真这个阶段实际应用中的电路设计和生产会产生多么大的影响。
总的来说，这次课程设计对我的帮助是相当大的，不仅仅是在知识上和技术上，在思想层面也是一种提升，希望学校以后多开展类似的活动，让同学们多一些锻炼，而不是仅仅停留在纸面上。
参考文献
[1] 王兆安，黄俊.《电力电子技术》.北京：机械工业出版社，2007.
[2] 樊立平，王忠庆.《电力电子技术》.北京：北京大学出版社,2006.
[3] 杨荫福，段善旭.《电力电子装置及系统》.北京：清华大学出版社，2006.
[4] 李宏.《电力电子设备用器件与集成电路应用指南》.北京：机械工业出版社，2001.
[5]张德丰等.《MATLAB/Simulink建模与仿真实例精讲》.北京：机械工业出版社，2010.1
[6] 王维平.《现代电力电子技术及应用》.南京：东南大学出版社，1999.
目录 前言 (2) 1.主电路设计 (3) 1.1.设计内容及技术要求 (3) 1.2设计内容 (3) 1.3.工作原理 (3) 1.4.建模仿真 (9) 2.仿真 (11) 2.1.电阻性负载仿真波形 (11) 2.1.1.波形分析 (16) 2.2.阻感性负载（H=0.01） (16) 2.2.1.波形分析 (20) 2.3.阻感性负载（H=0.1） (20) 2.3.1.波形分析 (23) 3.触发电路的设计 (23) 4.保护电路的设计 (25) 4.1过电压的产生及过电压保护 (25) 4.2.晶闸管的过电流保护 (26) 5．设计体会 (27) 参考文献 (28)
前言 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，交流调压电路可以带电阻性负载，也可以带电感性负载，如感应电动机或其它电阻电感混合负载等。交流调压电路是采用相位控制方式的交流电力控制电路，通常是将两个晶闸管反并联后串联在每相交流电源与负载之间。在电源的每半个周期内触发一次晶闸管，使之导通。与相控整流电路一样，通过控制晶闸管开通时所对应的相位，可以方便的调节交流输出电压的有效值，从而达到交流调压的目的。其晶闸管可以利用电源自然换相，无需强迫关掉电路，并可实现电压的平滑调节，系统响应速度较快，但它也存在深控时功率因数较低，易产生高次谐波等缺点。交流调压电路主要应用在电热控制、交流电动机速度控制、交流稳压器等场合，主要有灯光调节，温度调节（如工频加热、感应加热、需控制的家用电器等），泵及风机等异步电动机的软起动，交流电机的调压调速，随电机负载大小自动调压，变压器初级调压（在高压小电流或低压大电流直流电源中，如采用晶闸管相孔整流电路，需要很多晶闸管串联或并联，若采用交流调压电路在变压器初级调压。其电压电流值都比较合理，在变压器次级只要用二极管整流即可，从而达到减少体积、减低成本的目的）。与自耦变压器调压方法相比，交流调压电路控制方便，调节速度快，装置的重量轻、体积小，有色金属消耗也少。
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
目录 摘要................................................................................................................................ I 1 设计原理 . (1) 1.1 半桥变换器 (1) 1.1.1 半桥逆变器的概述 (1) 1.1.2 半桥变换器的电路结构及原理 (1) 1.1.3 半桥变换器的输入输出关系式 (3) 1.2 全桥变换器 (2) 1.2.1全桥逆变器的概述 (2) 1.2.2 全桥变换器的结构及原理 (2) 1.2.3 全桥变换器的输入输出关系式 (2) 2 仿真电路的设计 (2) 2.1 半桥变换器仿真电路 (2) 2.2 半桥变换器参数设置 (2) 2.3全桥变换器仿真电路 (2) 2.4 全桥变换器参数设置 (2) 3 仿真结果及分析 (2) 3.1 半桥电路仿真分析 (2) 3.2 全桥电路仿真分析 (2) 3.3 综合比较与分析 (2) 心得体会............................................................................................ 错误！未定义书签。参考文献.. (2)
摘要 随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。而开关电源实质上就是直流DC/DC转换器。本设计采用的是隔离式DC/DC转换器。将400V的直流电先进行逆变，通过变压器隔离变压后再进行整流，最后的得到接近于25V的直流稳压电源。 由于逆变主电路以及整流主电路的形式多种多样，本次设计中逆变主电路结构采用半桥式和全桥式两种，整流主电路采用全波整流和桥式整流，因此最后的方案有四种，分别是：半桥全波变换器，半桥桥式变换器，全桥全波变换器以及全桥桥式变换器。这四种方案各有特色，也各有优缺点。 关键词：半桥变换，全桥变换，MATLAB仿真
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。
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。
黑龙江大学课程设计说明书 学院：机电工程学院 专业：电气工程及其自动化 课程名称：电力电子技术 设计题目：桥式直流PWM变换器仿真 姓名： 学号： 指导教师： 成绩：
目录 第一章课程设计的性质和目的 (2) 第二章课程设计的内容 (2) 第三章设计报告要求 (2) 第四章参考资料 (2) 第五章课程设计的题目 (3) 第六章课程设计的内容 (3) 6.1总体电路的功能框图及其说明 (3) 6.2单相桥式PWM逆变电路 (3) 6.3控制电路 (4) 6.4驱动电路 (5) 6.5缓冲电路 (6) 6.6双极性PWM控制方式 (6) 6.7单极性PWM控制方式 (9) 第七章心得与体会 (11) 第八章参考文献 (13) 附录：评分标准 (14)
一、课程设计的性质和目的 性质：是电气自动化专业的必修实践性环节。 目的： 1、培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索需要的文献资料。 2、培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力。 3、培养学生运用知识的能力和工程设计的能力。 4、培养学生运用仿真工具的能力和方法。 5、提高学生课程设计报告撰写水平。 6、加深理解《电力电子技术》课程的基本理论； 7、初步掌握电力电子电路的设计方法。 二、课程设计的内容： 1、整流电路的选择 2、整流变压器额定参数的计算 3、晶闸管（全控型器件）电压、电流额定的选择 4、平波电抗器电感值的计算 5、保护电路（缓冲电路）的设计 6、触发电路（驱动电路）的设计 7、画出完整的主电路原理图和控制电路原理图 8、用MATLAB进行仿真，观察结果 三、设计报告要求 依据“课程设计说明书”（电子文档）的模板格式撰写。内容应包括： 1、主电路设计说明 2、控制电路设计说明 3、仿真结果讨论（说明是否达到设计指标的要求） 4、附录：主电路和控制电路原理图 四、参考资料 电力电子技术教材及相关资料
单相交流调压电路 一、工作原理 单相交流调压电路带组感性负载时的电路以及工作波形如下图所示。之所产生的滞后由于阻感性负载时电流滞后电压一定角度，再加上移相控制所产生的滞后，使得交流调压电路在阻感性负载时的情况比较复杂，其输出电压，电流与触发角α，负载阻抗角φ都有关系。当两只反并联的晶闸管中的任何一个导通后，其通态压降就成为另一只的反向电压，因此只有当导通的晶闸管关断以后，另一只晶闸管才有可能承受正向电压被触发导通。由于感性负载本身滞后于电压一定角度，再加上相位控制产生的滞后，使得交流调压电路在感性负载下大的工作情况更为复杂，其输出电压、电流波形与控制角ɑ、负载阻抗角φ都有关系。其中负载阻抗角)arctan(R wL =?,相当于在电阻电感负载上加上纯正弦交流电压时，其电流滞后于电压的角度为φ。为了更好的分析单相交流调压电路在感性负载下的工作情况，此处分φαφαφα<=>,,三种工况分别进行讨论。 （1）φα>情况 图1 电路图（截图） 图2 工作波形图φα>（截图）
上图所示为单相反并联交流调压电路带感性负载时的电路图，以及在控制角 触发导通时的输出波形图，同电阻负载一样，在i u 的正半周α角时， i T 触发导通，输出电压o u 等于电源电压，电流波形o i 从0开始上升。由于是感性负载，电流o i 滞后于电压o u ，当电压达到过零点时电流不为0，之后o i 继续下降，输出电压o u 出现负值，直到电流下降到0时，1T 自然关断，输出电压等于0，正半周结束，期间电流o i 从0开始上升到再次下降到0这段区间称为导通角0θ。由后面的分析可知，在φα>工况下，ο180<φ因此在2T 脉冲到来之前1T 已关断，正负电流不连续。在电源的负半周2T 导通，工作原理与正半周相同，在o i 断续期间，晶闸管两端电压波形如图2所示。 为了分析负载电流o i 的表达式及导通角θ与α、φ之间的关系，假设电压坐标原点如图所示，在αω=t 时刻晶闸管T 1导通，负载电流i 0应满足方程 L 0Ri d d t io +=i u =i U 2sin t ω 其初始条件为： i 0|αω=t =0, 解该方程，可以得出负载电流i 0在α≤t ω≤θα+区间内的表达式为 i 0=])sin()[sin()(2tan /)(2φαωφαφωω-----+t i e t L R U . 当t ω=θα+时，i 0=0，代入上式得，可求出θ与α、φ之间的关系为 sin （θα+-φ）=sin （α-φ）e φθtan /- 利用上式，可以把θ与α、φ之间的关系用下图的一簇曲线来表示。
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 一、单相交流调压电路（电阻负载） (1) 1 原理图 (1) 2 建立仿真模型 (1) 3 仿真波形 (4) 4 小结 (6) 二、单相交流调压电路（阻感负载） (6) 1 原理图 (6) 2建立仿真模型 (7) 3 仿真波形 (8) 4 小结 (9)
一、 单相交流调压电路（电阻负载） 1 原理图 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。 图1 -1单相交流调压电路的电路（电阻负载）原理图 2 建立仿真模型 根据原理图用MATLAB 软件画出正确的仿真电路图，如图1-2。
图1-2 单相交流调压电路电路（电阻负载）的MATLAB仿真模型 仿真参数，算法（solver）ode15s，相对误差（relativetolerance）1e-3，开始时间0.0结束时间2.0如图1-3。 图1-3 仿真时间参数 电源参数，如图1-4。
图1-4 交流电源参数触发脉冲参数设置，如图1-5、1-6。 图1-5 触发脉冲参数
作业：桥式可逆PWM变换器的主电路由四个IGBT组成一个H桥，并且每一个IGBT上均反并联有电力二极管，电力二极管起到续流的作用 采用以下2种方式进行仿真，并进行比较分析： ●Simulink的SimPowerSystems ●OrCAD PSpice 要求在文件组中画出详细的原理图、给出元件的详细模型和参数、仿真设置参数和仿真结果并进行分析。 讨论分类情况如下： （一）占空比为90％时对系统的分析; （二）占空比为50％时对系统的分析; （三）占空比为10％时对系统的分析; 在上面所分的三大类中，每一种又分为三小类。 从而对该系统的分析尽量达到全面。三小类为： ①电动机所带负载为轻载时的情况； ②电动机所带负载为适当负载时的情况； ③电动机所带负载为重载时的情况； 1、Simulink的SimPowerSystems
（1）原理图如下图所示 （2）元器件参数设置脉冲发生器： 逻辑算符：
IGBT： 直流电机参数： 直流电机的励磁电压110V，励磁电流0.5A，额定转速2400r/min，负载转矩1.15N·m。（一）、占空比为90％时对系统的分析;
电动机所带负载为轻载时的情况； 1、电机的输出电压波形图： 2、电机的转速、电枢电流、励磁电流、转矩的波形图： 电动机所带负载为适当负载时的情况；
1、电机的输出电压波形图： 2、电机的转速、电枢电流、励磁电流、转矩的波形图：
1、电机的输出电压波形图： 2、电机的转速、电枢电流、励磁电流、转矩的波形图： 从以上波形图可以看出，当占空比为90％时，电机的输出电压在不同负载的情况下不受影响。而转速在不同的负载下是变化的，轻载时转速略高于额定转速；适当负载时为额定转速；重载时低于额定转速。电机启动时会产生较大的电枢电流，当转速趋于平稳的时候电枢电流趋近于零。转矩的变化跟电枢电流近似。 （二）占空比为50％时对系统的分析;
单相交流调压电路课程 设计 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
《电力电子技术》课程设计设计题目: 单相交流调压电路 院(系): 能源工程学院 专业年级: 13级电气二班 姓名: 徐刚刚 学号: 指导教师: 荆红莉 2015年12月 28日
课程设计（论文）任务及评语 院（系）：能源工程学院教研室：电气工程及其自动化 ： 成 绩 ： 平 时 20% 论 文 质 量 60% 答 辩 20% 以 百 分 制 计 算 前 言 电 力 电 子 技 术 是研究采用电力电子器件实现对电能的交换和控制的科学，是20世纪50年代诞生， 70年代迅速发展起来的一门多学科互相渗透的综合性技术学科。这些技术包括以节约 能源、提高照明质量为目的的绿色照明技术；以节约能源、提高运行可靠性并更好地 满足产要求为目的的交流变频调速技术，以提高电力系统运行的稳定性、可控制性为
目的，并可有效节能的灵括（柔性）交流输电技术等等。随着电力半导体制造技求、徽电子技术、汁算机技术，以及控制理论的不断进步。电力电子技求向着大功率、高频化及智能化方向发展，应用的领域将更加广阔。 交流调压电路广泛应用于灯光控制，如调光台灯和舞台灯光控制及其异步电动机的软启动，也应用于异步电机调速。在电力系统中，这种电路也用于对无功功率的调节。 目录
1 单相交流调压电路的设计 设计目的和要求分析 =210伏。要求分设计一个单相交流调压电路，要求触发角为60度。输入交流U 2 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)； 5. 相关仿真结果。 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。 2 设计方案选择 本系统主要设计思想是：采用两个晶闸管反向并联加负载为主电路，外加触发电路；触发电路控制晶闸管的导通，从而控制输出。其系统框图如下所示： 3 控制电路。在每半个周波内通过对晶间管开通相位的控制，以方便地调节输出电压的有效值，这种电路称为交流调压电路。这种电路还用干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。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，这都是十分不经济的。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。但这种交流调压电路控制方便，体积小、投资省计制造简单。因此广泛应用于需调温的工频加热、灯光调节及风机、泵类负载的异步电
目录 摘要 ................................................................................................................................................ I 1 设计原理 (1) 1.1 半桥变换器 (1) 1.1.1 半桥逆变器的概述 (1) 1.1.2 半桥变换器的电路结构及原理 (1) 1.1.3 半桥变换器的输入输出关系式 (3) 1.2 全桥变换器 (3) 1.2.1全桥逆变器的概述 (3) 1.2.2 全桥变换器的结构及原理 (4) 1.2.3 全桥变换器的输入输出关系式 (5) 2 仿真电路的设计 (6) 2.1 半桥变换器仿真电路 (6) 2.2 半桥变换器参数设置 (6) 2.3全桥变换器仿真电路 (8) 2.4 全桥变换器参数设置 (9) 3 仿真结果及分析 (10) 3.1 半桥电路仿真分析 (10) 3.2 全桥电路仿真分析 (11) 3.3 综合比较与分析 (12) 心得体会......................................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献.. (13)
摘要 随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。而开关电源实质上就是直流DC/DC转换器。本设计采用的是隔离式DC/DC转换器。将400V的直流电先进行逆变，通过变压器隔离变压后再进行整流，最后的得到接近于25V的直流稳压电源。 由于逆变主电路以及整流主电路的形式多种多样，本次设计中逆变主电路结构采用半桥式和全桥式两种，整流主电路采用全波整流和桥式整流，因此最后的方案有四种，分别是：半桥全波变换器，半桥桥式变换器，全桥全波变换器以及全桥桥式变换器。这四种方案各有特色，也各有优缺点。 关键词：半桥变换，全桥变换，MATLAB仿真
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
目录 摘要 1 设计原理 (1) 1.1 开关电源 (1) 1.2半桥逆变器 (1) 1.2.1半桥逆变器的概述 (1) 1.2.2 半桥变换器的电路结构及作用 (2) 1.2.3 半桥变换器的工作原理 (3) 1.3 全桥变换器 (3) 1.3.1全桥变换器的概述 (3) 1.3.2 全桥变换器的结构及作用 (4) 1.3.3 全桥变换器的工作原理 (5) 2 仿真电路的设计 (6) 2.1 半桥变换器仿真电路 (6) 2.2 全桥变换器的仿真电路图 (8) 3 仿真结果及分析 (10) 4 小结 (13) 参考文献 (14)
桥式变换器的仿真 1 设计原理 1.1 开关电源 开关稳压电源的种类很多，有BUCK变换器、BOOST变换器、BUCK/BOOST 变换器、正激变换器、反激变换器、推挽式变换器、半桥变换器、全桥变换器等，本次设计研究的是半桥和全桥变换器。 对开关电压的研究十分有意义，这是由于该开关电源有很多优越性： 1、效率高。开关电源的调整开关管工作在开关状态，截止期间，开关管无电流，因此不消耗功率，可大大提高效率，通常课达到80%~90%左右。而传统的调整串联型稳压电源的晶体管一直工作在放大区，全部负载电流都通过晶体管，功耗就较大，因而效率很低，一般只在50%左右。 2、功耗小。由于开关管在开关状态，功耗小，不需要采用打散热器。而且功耗校使得机内温升低，周围环境不会长期工作在高温环境下而损坏，有利于提高整机的可靠性和稳定性。 3、稳定范围宽。当开关电源输入电压在150~250V范围内变化时，都能达到很好的稳压效果，输出电压的变化在2%以下。而且在输入电压发生变化时，始终能保持稳压电路的高效率。因此开关稳压电源适用于电网电压波动很大的地区。 4、安全可靠。开关稳压电路一般具有自动保护电路，当稳压电路、高压电路、负载出现故障或短路时，能自动切断电源，保护功能灵敏可靠。 1.2半桥逆变器 1.2.1半桥逆变器的概述 半桥逆变器实际上是由两个单端正激变换器组合而成的。其中一个桥臂有两个特性相同、容量相等的电容器承担，每个电容承担二分之一的电源电压；另一
单相交流调压电路的设计与仿真 一．实验目的 1）单相交流调压电路的结构、工作原理、波形分析。 2) 在仿真软件Matlab中进行单相交流调压电路的建模与仿真，并分析其波形。二．实验内容 （一）单相交流调压电路电路(纯电阻负载) 1电路的结构与工作原理 1.1电路结构 )(截图单相交流调压电路的电路原理图（电阻性负载）1.2 工作原理 电阻负载单相交流调压电路中，VT1和VT2可以用一个双向晶闸管代替，在交流电源的正半周和负半周，分别对晶闸管的开通叫进行控制就可以调节输出电压。正负半周触发角时刻起均为过零时刻。在稳态情况下。应使正负半周的触发角相同。可以看出。负载电压波形是电源电压波形的一部分，负载电流和负载电压的波形相同。 2建模 在MATLAB新建一个Model，同时模型建立如下图所示： - 1 -
MATLAB仿真模型单相交流调压电路的模型参数设置2.1A.Pulse Generator B.Pulse Generator 1
- 2 - C.示波器参数 第一个波形为晶闸管电流的波形，第二个波形为晶闸管电压的波形，第三个波形为负载电流的波形，第四个波形为负载电压的波形，第五个波形为电源电压的波形，第六个波形为触发脉冲的波形。 3仿真结果与分析 °，MATLAB仿真波形如下： a. 触发角α=0
α=0°单相交流调压电路仿真结果(截图) °，MATLAB仿真波形如下： b. 触发角α=60 )截图°单相交流调压电路仿真结果α =60(- 3 -
°，MATLAB仿真波形如下： c. 触发角α=120 )截图°单相交流调压电路仿真结果(α=1204小结 通过设计可以总结出，ɑ的移相范围为0≤ɑ≤π。ɑ=0时，相当于晶闸管一直导通，输出电压为最大值，U。=U1。随着ɑ的增大，U。逐渐减小。知道ɑ=π时，U。=0。此外，ɑ=0时，功率因数=1，随着ɑ的增大，输入电流滞后于电压且发生畸变，也逐渐降低。 （二）单相交流调压电路(阻感负载) 1电路的结构与工作原理 1.1电路结构 )截图( 单相交流调压电路的电路原理图（阻感性负载） - 4 - 1.2 工作原理
单相接触式调压器参数
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；
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
《电力电子电路的计算机仿真》 综合训练报告 前言 电力电子学,又称功率电子学(Power Electronics)。它主要研究各种电力电子器件，以及由这些电力电子器件所构成的各式各样的电路或装置，以完成对电能的变换和控制。它既是电子学在强电(高电压、大电流)或电工领域的一个分支，又是电工学在弱电(低电压、小电流)或电子领域的一个分支，或者说是强弱电相结合的新科学。电力电子学是横跨“电子”、“电力”和“控制”三个领域的一个新兴工程技术学科。 电力电子技术是综合了电子电路、电机拖动、计算机控制等多学科的知识，是一门实践性和应用性很强的课程。由于电力电子器件自身的开关非线性，给电力电子电路的分析带来的了一定的复杂性和困难，因此一般常用波形分析的方法
来研究。本文就基于MATLAB软件，利用进行桥式整流电路的计算机仿真分析。 设计一单相桥式整流电路，输入电压为220V，输出电压100V，负载电阻为10欧姆，电感为1H，开关器件选用晶闸管。 设计一三相桥式整流电路，输入电压为220V，输出电压100V，负载电阻为10欧姆，电感为1H，开关器件选用晶闸管。 完成上述桥式整流电路的设计，并进行计算机仿真，观察输出电压、电流波形、系统输入电压、电流波形、电压电流波形的谐波情况、不同仿真条件时系统输入输出的变化情况和理论分析的结果进行比较。 关键词：桥式整流电路晶闸管计算机仿真 目录 第一章 MATLAB仿真软件 (3) 1.1 MATLAB简介 (3) 1.2 Simulink简介 (4) 第二章晶闸管简介 (6) 2.1 晶闸管的结构及工作原理 (6) 2.2 可关断晶闸管 (7) 第三章整流电路方案的确定 (9) 3.1 单相整流方案的确立与工作原理 (9)
目录 绪论 (1) 1 调压调功原理简介 (2) 2 交流调压电路波形及相控特性分析 (3) 2.1 带电阻性负载 (3) 2.1.1 原理 (3) 2.1.2 计算与分析 (3) 2.2 带阻感性负载 (4) 2.2.1 原理分析 (4) 2.2.2 计算与分析 (4) 2.2.3 α<φ的情况 (6) 3 方案设计 (7) 3.1 主电路的设计 (7) 3.1.1 主电路图 (7) 3.1.2 参数计算 (7) 3.1.3 调功电路的设计 (8) 3.2 触发电路的设计 (9) 3.2.1 芯片介绍 (9) 3.2.2 触发电路图 (10) 3.3 保护电路的设计 (11) 3.3.1 原理 (11) 3.3.2 计算 (12) 3.3.3 保护电路图 (13) 4 电阻炉负载过零控制特性分析 (14) 5 MATLAB仿真 (15) 6个人小结 (17) 参考文献 (18)
绪论 交流-交流变流电路，即把一种形式的交流变成另一种形式交流的电路。在进行交流-交流变流时，可以改变相关的电压（电流）、频率和相数等。交流-交流变流电路可以分为直接方式（无中间直流环节方式）和间接方式（有中间直流环节方式）两种。而间接方式可以看做交流-直流变换电路和直流-交流变换电路的组合，故交-交变流主要指直接方式。其中，只改变电压、电流或对电路的通断进行控制，而不改变频率的电路称为交流电力控制电路，改变频率的电路称为变频电路。采用相位控制的交流电力控制电路，即交流调压电路；采用通断控制的交流电力控制电路，即交流调功电路和交流无触点开关。 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。在这些电源中如果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，低电压大电流直流电源需要很多晶闸管并联，十分不合理。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。其分为单相和三相交流调压电路，前者是后者基础，这里只讨论单相问题。 交流调功电路常用于电炉的温度控制，其直接调节对象是电路的平均输出功率。像电炉温度这样的控制对象，其时间常数往往很大，没有必要对交流电源的每个周期进行频繁的控制，只要以周波数为单位进行控制就足够了。通常控制晶闸管导通的时刻都是在电源电压过零的时刻，这样，在交流电源接通期间，负载电压电源都是正弦波，不对电网电压电流造成通常意义的谐波污染。