单相交流调压整流带电机
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1. 一型号为KP10-7 的晶闸管,U TN= 700V I T(AV产10A 。
12.中间直流侧接有大电容滤波的逆变器是电压型逆变器,交流侧输出电压波形为矩形波。
3.品闸管串联时,给每只管子并联相同阻值的电阻R是均压.措施。
4.在SPWM的调制中,载波比是载波频率和调制波频率的比值。
5.考虑变压器漏抗的可控整流电路中,在换相过程期间,两个相邻的晶闸管同时导通,对应的电角度称为换相重叠角。
6.功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变的现象称为二次击穿。
7.三相半波可控整流电阻性负载电路中,控制角a的最大移相围是150°。
8.三相全控桥电路有6只晶闸管,应采用宽脉冲或双窄脉冲才能保证电路工作正常。
电压连续时每个管导通120 度,每间隔60度有一只晶闸管换流。
接在同一桥臂上两个晶闸管触发脉冲之间的相位差为°。
9.型号为KP100-8的晶闸管其额定参数为:额定电压800 v额定电流100 A 。
10.考虑变压器漏抗的可控整流电路中,在换相过程期间,两个相邻的品闸管同时导通,对应的电角度称为换相重叠角11.抑制过电压的方法之一是用电容吸收可能产牛过电压的能量,并用电阻将其消耗。
而为抑制器件的du/dt和di/dt ,减小器件的开关损耗,可采用接入缓冲电路的办法。
12.在交-直-交变频电路中,中间直流环节用大电容滤波,则称之为电压型逆变器,若用大电感滤波、则为电流型逆变器。
13.锯齿波触发电路由脉冲形成环节、锯齿波的形成和脉冲移相环节、同步环节、双窄脉冲形成环节构成。
14.若输入相电压为U2,单相桥式电路的脉冲间隔=,晶闸管最大导通max ,晶闸管承受的最大电压U dm= 0.9U2 ,整流电压脉动次数m= ;三相半波电路的脉冲间隔= 120 ,晶闸管最大导通max _150,晶闸管承受的最大电压U dm= O17U2 ,整流电压脉动次数m=;15. GTO、GTR、MOSFET、IGBT分别表示:可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管、绝缘栅双极晶体管16.在三相半波可控整流电路中,电感性负载,当控制角大于30。
“交流电机”是用于实现机械能和交流电能相互转换的机械。
由于交流电力系统的巨大发展,交流电机已成为最常用的电机。
交流电机与直流电机相比,由于没有换向器(见直流电机的换向),因此结构简单,制造方便,比较牢固,容易做成高转速、高电压、大电流、大容量的电机。
交流电机功率的覆盖范围很大,从几瓦到几十万千瓦、甚至上百万千瓦。
20世纪80年代初,最大的汽轮发电机已达150万千瓦。
交流电机是由美籍塞尔维亚裔科学家尼古拉·特斯拉发明的。
电机原理用单相电容式电机说明:单相电机有两个绕组,即起动绕组和运行绕组。
两个绕组在空间上相差90度。
在起动绕组上串联了一个容量较大的电容器,当运行绕组和起动绕组通过单相交流电时,由于电容器作用使起动绕组中的电流在时间上比运行绕组的电流超前90度角,先到达最大值。
在时间和空间上形成两个相同的脉冲磁场,使定子与转子之间的气隙中产生了一个旋转磁场,在旋转磁场的作用下,电机转子中产生感应电流,电流与旋转磁场互相作用产生电磁场转矩,使电机旋转起来。
调速原理额定转速n=60f/p(1-s)=同步转速N1(1-S)f电源频率p电机极对数s转差率1.利用变频器改变电源频率调速,调速范围大,稳定性平滑性较好,机械特性较硬。
就是加上额定负载转速下降得少。
属于无级调速。
适用于大部分三相鼠笼异步电动机。
2.改变磁极对数调速,属于有级调速,调速平滑度差,一般用于金属切削机床。
3.改变转差率调速。
(1)转子回路串电阻:用于交流绕线式异步电动机。
调速范围小,电阻要消耗功率,电机效率低。
一般用于起重机。
(2)改变电源电压调速,调速范围小,转矩随电压降大幅度下降,三相电机一般不用。
用于单相电机调速,如风扇。
(3)串级调速,实质就是就是转子引入附加电动势,改变它大小来调速。
也只用于绕线电动机,但效率得到提高。
交流电机调速方法一、变极对数调速方法:改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速。
二、变频调速方法:使用变频器改变电动机定子电源的频率,从而改变其同步转速的调速方法。
项目一单相交流调压电路一、单相交流调压电路(电阻性负载)(1)原理图单相交流调压电路,它用两只反并联的普通晶闸管或一只双向晶闸管与负载电阻R串联组成的电路,如图1-1。
如图1-1(2)工作原理.以反并联电路为例进行分析,正半周a时刻触发VT1管,负半周a时刻触发VT2管,输出电压波形为正负半周缺角相同的正弦波(3)建立模型仿真根据原理图用matalb软件画出正确的仿真电路图,如图1-2。
如图1-2仿真参数,算法(solver)ode15s,相对误差(relativetolerance)1e-3,开始时间0结束时间0.05s,如图1-3。
图1-3第一个脉冲参数,振幅3V,周期0.02,占空比20%,时相延迟30/180*0.01如图1-4 第二个脉冲参数,振幅3V,周期0.02,占空比20%,时相延迟30/180*0.01+0.01如图1-4图1-4图1-5 电源参数,频率50hz,电压220v,如图1-6图1-6 晶闸管参数,如图1-7(4)仿真参数设置设置触发脉冲α分别为30°、60、90、120°。
与其产生的相应波形分别如图1-8、图1-9、图1-10、图1-11。
在波形图中第一列波为晶闸管电流波形,第二列波为晶闸管电压波形,第三列波为负载电流波形,第四列波为负载电压波形图1-8图1-9图1-10图1-11(4)小结在电源电压正半波(0~π区间),晶闸管Ug1承受正向电压,在ωt=α处触发晶闸管,晶闸管开始导通,形成负载电流Id,负载上有输出电压和电流。
在ωt=π时刻,U2=0,电源电压自然过零,晶闸管电流小于维持电流而关断,负载电流为0。
在电源电压负半波(π~2π区间),晶闸管Ug2承受正向电压,在wt=a+180度处触发晶闸管Ug2,Ug2导通,而Ug1受反向电压,晶闸管不导通直到电压电源U2的下个周期的正半波,脉冲在ωt=2π+α处又触发Ug1晶闸管,晶闸管再次被触发导通,输出电压和电流有加在负载上,如此不断反复。
单相交流调压电路交流-交流变流电路:把一种形式的交流变成另一种形式交流的电路。
直接方式即无中间直流环节,间接方式即有中间直流环节交流-交流变换电路可以分为间接方式(有中间直流环节)直接方式(即无中间直流环节)直接方式有交流电力控制电路和变频电路交流电力控制电路: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。
变频电路:改变频率的电路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。
Ø交流电力控制电路交流调压电路在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制,调节输出电压有效值的电路。
交流调功电路以交流电的周期为单位控制晶闸管的通断,改变通态周期数和断态周期数的比,调节输出功率平均值的电路。
交流电力电子开关:串入电路中根据需要接通或断开电路的晶闸管。
02异步电动机软起动。
04供用电系统对无功功率的连续调节。
01灯光控制(如调光台灯和舞台灯光控制)。
03异步电动机调速。
05在高压小电流或低压大电流直流电源中,用于调节变压器一次电压。
应用图1 阻性负载单相交流调压电路及波形电阻负载Ø在交流电源u1 的正半周和负半周,分别对VT1 和VT2的开通角α进行控制就可以调节输出电压。
基本的数量关系Ø负载电压有效值U0负载电流有效值I0--式1---式2Ø晶闸管电流有效值ITØ功率因数λ----式3----式4图1 阻性负载单相交流调压电路及波形Ø电阻性负载时,控制角 移相范围为0~π ,随着α增大,U0逐渐减小。
电阻性负载及各处波形如图2所示。
由于电感的储能作用,负载电流 会在电源电压 u1过零后再延迟一段时间后才能降为零,延迟的时间与负载的功率因数角 有关。
晶闸管的关断是在电流过零时刻,因此,晶闸管的导通时间θ 不仅与触发控制角α 有关,还与负载功率因数角有φ关,必须根据α与α 的关系分别讨论。
由于θ=π 时意味着负载电流i0 连续, θ < π时意味i0 断续,因此也表达了电流连续与否的运行状态。
电力电子技术课程设计说明书单相交流调压电路系部:电气与信息工程学院学生姓名:指导教师:肖文英职称副教授专业:电气工程及其自动化班级:电气本1105班完成时间:2014年5月20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。
本次试验的题目是单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,直接方便。
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楚明确。
关键词:交流;调压;电动机调速;电力系统;变压器;示波器ABSTRACTAC voltage regulation circuit is widely used in lighting control (such as dimmer and stage lighting control) and asynchronous motor soft start, also for adjustable speed asynchronous motor. In power system, the circuit is also often used forcontinuous adjustment of the wattless power. In addition, in the high voltage and low current or low voltage and high current DC power supply, often using AC voltage regulating transformer voltage regulating circuit. In these power such as using thyristor phase controlled rectifier circuit, high voltage and low currentcontrolled DC power supply needs many thyristor series; similarly, low voltage and high current DC power needs many thyristor parallel. This is veryunreasonable. The AC voltage regulation circuit on the primary side of atransformer voltage regulation are moderate, its voltage, current value, in the twoside of the transformer can be used as long as the diode rectifier. The size of a circuit is such a small, low cost, easy to design and manufacture. Single phaseAC voltage regulation circuit of single-phase AC voltage regulating circuit. Used in electric heating system, AC motor speed control, lighting control and AC stabilizer etc.. With self coupling transformer voltage regulating method, AC voltage regulation circuit of simple control, fast regulating speed, device, light weight and small size,less consumption of non-ferrous metals. The test of the topic is to design a single-phase AC voltage regulation circuit, is the design of main circuit and trigger circuit, to control the load voltage and current through the thyristor trigger circuit to trigger parallel reverse in the main circuit of the tube. The trigger circuit produces a trigger pulse delay angle isadjustable, adjust it to output control purposes. Connect the total circuit in MATLAB, observe the output using the oscilloscope, direct and convenient.Software MATLAB this powerful brings us a lot of convenience, let us for the design of circuit analysis results more clearly.Keywords: alternating current; voltage; motor; power system; transformer;oscilloscope目录一、电路设计的目的及任务 (1)1.1设计目的 (1)1.2设计要求及分析 (1)1.3 电路设计任务 (1)1.4 设计方案选择 (2)二、单相交流调压主电路设计及分析 (2)2.1 电阻性负载 (2)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)2.2阻感负载 (7)2.2.1电路结构 (8)2.2.2工作原理 (8)2.2.3模型仿真图 (9)2.2.4仿真图 (9)2.3 控制电路设计 (10)2.4 触发电路设计 (10)2.5 保护电路设计 (11)三、单相交流电压电路设计总电路图 (13)单相交流调压电路总结及体会 (14)参考文献................................. 错误!未定义书签。
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。
1 概述电力电子技术就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。
通常所用的电力有交流和直流两种,从公用电网直接得到的电力是交流,从蓄电池和干电池得到的电力是直流。
从这些电源得到的电力往往不能直接满足要求,需进行电力变换。
电力变换通常可分为四大类,即交流变直流(AC-DC)、直流变交流(DC-AC)、直流变直流(DC-DC)、交流边交流(AC-AC)。
交流变直流称为整流,直流变交流成为逆变,直流变直流称为斩波,交流变交流可以是电压或电力的变换,称作交流电力控制,是把一种形式的交流变成另一种形式的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。
把两个晶闸管反并联后串连在交流电路中,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。
在每半个周波内通过对晶闸管的开通相位的控制,可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。
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侧电压。
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可以了。
这样的电路体积小、成本低、易于制造。
2 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。
大工《电力电子技术》开卷考试期末复习题 work Information Technology Company.2020YEAR大连理工大学网络教育学院2015年3月份《电力电子技术》开卷考试期末复习题一、单项选择题1、使晶闸管关断的方法不包括()。
A.给门极施加反向电压B.去掉阳极的正向电压C.增大回路阻抗D.给阳极施加反向电压2、可控整流电路输出直流电压可调,主要取决于晶闸管触发脉冲的()。
A.幅值B.移相C.形状D.脉宽3、电流型三相桥式逆变电路中六个晶闸管VT1到VT6每隔()度依次导通。
A.30 B.60C.90 D.1204、升降压斩波电路中当占空比取值在哪个范围内时是降压?()A.0-0.5 B.0.5-1C.1-1.5 D.1.5-25、下列哪个选项不是交流电力控制电路的控制方法?()A.改变电压值 B.改变电流值C.不改变频率 D.改变频率6、直流可逆电力拖动系统中,电动机可以在()个象限内运行。
A.1 B.2C.3 D.47、当开关关断时,使电流先下降到零后,电压再缓慢上升到通态值,所以关断时不会产生损耗和噪声,这种关断方式称为()。
A.零电压开通 B.零电流开通C.零电压关断D.零电流关断8、电压型逆变电路输出电压为()。
A.正弦波B.矩形波C.锯齿波D.三角波9、如果某电力二极管的正向平均电流为I,那么它允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值为()I。
A.0.5 B.1C.0.707 D.1.73210、三相桥整流电路中,控制角和逆变角之间的关系为()。
A.二者之差为90度B.二者之差为180度C.二者之和为90度D.二者之和为180度11、单相桥式全控整流电路带阻感负载工作情况下,晶闸管导通角为()。
A. 60° B. 90°C. 120°D. 180°12、三相桥整流电路中,当控制角α在以下哪个范围时,电路工作在逆变状态()A.0<α<π/2B.0<α<πC.π/2<α<π D.π<α<2π13、三相交流调压电路星形联结带电阻负载时,同一相的两个反并联晶闸管触发脉冲应相差()。
大连理工大学网络教育学院2021年3月份?电力电子技术?开卷考试期末复习题一、单项选择题1、使晶闸管关断的方法不包括〔〕。
A.给门极施加反向电压B.去掉阳极的正向电压C.增大回路阻抗D.给阳极施加反向电压2、可控整流电路输出直流电压可调,主要取决于晶闸管触发脉冲的〔〕。
A.幅值B.移相C.形状D.脉宽3、电流型三相桥式逆变电路中六个晶闸管VT1到VT6每隔〔〕度依次导通。
A.30 B.60C.90 D.1204、升降压斩波电路中当占空比取值在哪个范围内时是降压?〔〕A.0-0.5 B.C.1-1.5 D.5、以下哪个选项不是交流电力控制电路的控制方法?〔〕A.改变电压值 B.改变电流值C.不改变频率 D.改变频率6、直流可逆电力拖动系统中,电动机可以在〔〕个象限内运行。
A.1 B.2C.3 D.47、当开关关断时,使电流先下降到零后,电压再缓慢上升到通态值,所以关断时不会产生损耗和噪声,这种关断方式称为〔〕。
A.零电压开通 B.零电流开通C.零电压关断D.零电流关断8、电压型逆变电路输出电压为〔〕。
A.正弦波B.矩形波C.锯齿波D.三角波9、如果某电力二极管的正向平均电流为I,那么它允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值为〔〕I。
A.B.1C.D.10、三相桥整流电路中,控制角和逆变角之间的关系为〔〕。
A.二者之差为90度B.二者之差为180度C.二者之和为90度D.二者之和为180度11、单相桥式全控整流电路带阻感负载工作情况下,晶闸管导通角为〔〕。
A.60° B.90°C.120°D.180°12、三相桥整流电路中,当控制角α在以下哪个范围时,电路工作在逆变状态?〔〕A.0<α<π/2B.0<α<πC.π/2<α<π D.π<α<2π13、三相交流调压电路星形联结带电阻负载时,同一相的两个反并联晶闸管触发脉冲应相差〔〕。
单相交流调压整流带电机一. 本实验设计思路:本实验是利用单相交流调压电路对电机进行调压调速的实验。
即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,调节输出电压的有效值,从而实现对电动机调速的目的。
二. 主电路实验原理及内容:主电路由单相交流调压电路、整流电路、二极管续流电路组成。
单相交流调压电路工作原理单相交流调压器的主电路是在负载和交流电源间用两个反并联的晶闸管T1、T2相连。
当电源电压处于正半周时,触发T1导通,电压的正半周施加到负载上;当电源电压处于负半周时,触发T2导通,电压的负半周便施加到负载上。
电压过零时,交替触发T1、T2,则电源电压全部加到负载。
如果关段T1、T2,电源电压便不能加到负载上。
因此T1、T2构成无触点交流开关。
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。
整流电路工作原理整流电路在工作时,电路中的四只二极管都是作为开关运用,当正半周时,二极管D8、D7导通(D6、D9截止),在负载电阻上得到正弦波的正半周;当负半周时,二极管D9、D6导通(D7、D8截止),在负载电阻上得到正弦波的负半周。
二极管续流电路续流二极管的作用是在二极管(D6、D7、D8、D9)制作的整流电路里,当二极管(D6 和D9或D7和D8、)被反向电压截止时,由于电感线圈会产生电动势,而二极管则起到续流的作用;当二极管(D6 和D9或D7和D8、)正向导通时,二极管反向截止。
当其保护期间产生反向电动势的时候起到保护作用。
1、单相交流调压电路设计及分析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。
交流调压电路的工作情况与负载的性质有很大的关系:(1)电阻性负载其晶闸管VT1和VT2反并联连接,与负载电阻R串联接到交流电源上。
当电源电压U2正半周开始时刻触发VT1,负半周开始时刻触发VT2,形同一个无触点开关。
若正、负半周以同样的移相角α触发VT1和VT2,则负载电压有效值随α角而改变,实现了交流调压。
移相角为α时的输出电压u的波形,波形如图所示。
Ru u (1)在交流电源u 1的正半周和负半周,分别对V T1和V T2的开通角α进行控制就可以调节输出电压。
(2正负半周α起始时刻(α=0)均为电压过零时刻,在稳态情况下,正负半周的α相等。
(3)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。
负载电压有效值:负载电流有效值:晶闸管电流值:()()παπαπωωππα-+==⎰2sin 21d sin 21121o U t t U U R U Io O =O T I I 21=παπαπλ-+====2sin 211o o 1o o U U I U I U S P电路的功率因数λ移相范围:α=0~π ①α=0时,相当于晶闸管一直接通,输出电压 为最大值 U o =U 2。
功率因数λ=1。
②随着增大,U o 逐渐降低,直到α=π时,U o =0;输入电流滞后于电压且发生畸变,λ也逐渐降低。
(2)带阻感负载当负载为电感线圈、交流电动机或变压器绕组时,这种负载称为阻感性负载,电路图如下图。
当电源电压反向过零时,由于负载电感产生感应电动势阻止电流变化,故电流不能立即为零,此时晶闸管导通角θ的大小不但与控制角α有关,而且与负载阻抗角ϕ=arctgw L /r 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,θ的最大变化范围ϕ<=α <180度,正负半周有相同的α角。
此处分φαφαφα<=>,,三种工作情况。
综合分析,当单相交流调压电路带感性负载时,为了可靠、有效的工作,并实现调压的目的,应使控制角的移相范围保持在180<<αφ之间,同时为了避免出现直流分量,晶闸管的控制脉冲应采用宽脉冲或脉冲列触发。
如图:φα>三.控制电路实验原理及内容:(1)触发电路的选择采用KC05晶闸管移相触发器,该触发器适用于双向晶闸管或两只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,是交流调压电路的理想电路。
(2)触发电路的工作原理图1单相交流调压触发电路原理图KC05及KC05工作原理图2 KC05的结构和工作原理图3 KC05相关点波形同步检测是由KC05内部的整流桥VD1-VD4和V1、V2组成。
脚15、脚16接交流电源同步变压器,再同步电压正负两个半周内绝大部分时间几乎都能使V1、V2处于完全导通状态,只有在电网电压在过零点附近,即小于3个PN结开启电压值之和时,V1、V2才截止,由此来控制锯齿波电压的形成,由于二极管的钳位作用,脚15、脚16之间的电压为正负间隔出现的近似梯形波电压,梯形波的幅值Vm=2Vd+Vbe1。
如图3(a)所示锯齿波形成环节由V3、Vdz1、V5、V6和V5发射极脚4的外接电容C1构成。
依靠电容C1的充放电作用在它两端产生锯齿波电压。
同步电压过零时,V1、V2截止,V3、V5导通,向电容C1充电,由于充电时间常数很小,C1两端电压迅速充至Vdz1的稳压值8伏左右,作为锯齿波电压的峰值。
同步电压过零之后,V1、V2导通,V3、V5截止,电容C1的电荷经V6恒流放电,形成锯齿波电压的下降沿,调节V6外接偏置电阻R1就能调整锯齿波电压的斜率。
锯齿波电压波形如图3(c)所示。
脉冲移向环节由V8、V9、V10、Vdz2、V11组成。
V7、V8、V9为恒流源组成的差放电路,起到比较放大的作用。
移相电压接至KC05的脚6,当线性下降的锯齿波电压大于移相电压时,V8导通,V9、V10、Vdz2、V11截止。
当锯齿波电压小于移相电压时,V9、V10、Vdz2、V11导通,V11的导通经过脉冲形成环节产生脉冲输出。
脉冲形成环节由VD8、V12、V13、V14,脚13外接电容C2、脚10外接电阻R2组成。
V11导通时调整偏置电阻R2使V12导通,与此同时,C2经VD8、V12充电,极性为左正右负。
当V11导通时,电容C2上的电荷以反压的形式加于VD8与V12发射结两端,迫使V12截止。
复合管V13、V14为输出驱动管,在V12截止期间,V13基极为高电平,通过外接驱动电路触发双向晶闸管。
同时C2由15伏电源、R2、V11反向充电,脚10端电压逐步上升,当该电压大于VD8和V12开启电压时,V12导通,V13、V14截止,输出脉冲终止。
调节时间常数R2、C2的大小就能获得合适的脉冲宽度。
KC05引脚相关的电压波形如图3所示。
若将KC05的脚2与脚12相连,便组成了失交保护环节,所谓“失交”就是指一旦移相电压大于锯齿波电压峰值时(此时两电压不存在交点),V9、V10、V11、V12保持导通,V13、V14、保持截止,电路无脉冲输出,电动机在较高的速度下骤然停止,对控制不利。
若将KC05的脚2与脚12相连,在电网电压过零时,V1、V2截止,V3、V4导通,V4导通时管压降加于Vdz2和V11的发射结两端,强迫使V11截止,当电网电压过零后,V1、V2导通,V3、V4截止,Vdz2、V11导通,电容C2上预充电电压强迫使V12截止,V13、V14导通,输出触发脉冲,因此,当移相电压大于锯齿波电压峰值时,使晶闸管工作于全导通状态,电机在满电压下运行。
四.电动机工作原理:电枢电路的工作原理该课程设计为电动机调速,它是励磁电流不变,改变电枢端电压来实现的,即调压调速;电动机的励磁绕组是由三相不可控整流电路来供电的;电枢绕组是由可调电压的单相桥式不可控控整流电路供电。
负载为直流电动机时,如果出现电流断续则电动机机械特性将很软,导通角越小,则电流波形底部就越窄。
在直流输出侧串联一个大电感,平稳负载电流的脉动,保证整流电路连续。
与电机相连的滑动变阻器起调压作用。
续流二极管的作用是在二极管(D6、D7、D8、D9)制作的整流电路里,当二极管(D6 和D9或D7和D8、)被反向电压截止时,由于电感线圈会产生电动势,而二极管则起到续流的作用;当二极管(D6 和D9或D7和D8、)正向导通时,二极管反向截止。
当其保护期间产生反向电动势的时候起到保护作用。
励磁电路的工作原理如图所示,用三相半波整流电路为励磁电路供电,三个二级管采用共阴极连接方式,三个二级管中只有阳极电压最高的可以导通,三个二极管的相电压中哪一个的值最大,则该项所对应的二极管导通,并使另两相的二极管承受反压而关断,输出整流电压,即为该相的相电压,所以在一个周期中,VD1.VD2,VD3轮流导通,每管各导通120度,输出电压Uf 的波形为三个相电压在正半周期的包络线。
直流电动机D17铭牌数据:N P =185WN U =220V N I =1.1A N n =1600rad/minf I <0.16A 他励直流电机励磁调节电阻Rf 的计算:励磁绕组两端电压f U : f U =1.172U若2U =N U =220V ,则f U =257.4v直流电动机励磁调节电阻:f R =(f U -N U )/f I此处若取 f I =0.16A则f R =(257.4-220)/0.16=233.75五、 电路调试:按图所示安装单相交流调压电路,然后从主电路的电枢回路输入端加入交流电压220V ,励磁回路加220V 直流电源,把交流调压电路触发电路的开关拨到“开”位置。
然后通电,调节触发电路的RP1,RP2,如果电机转动,说明交流调压电路工作正常。
连接好电路后,首先要检查电路连接是否正确,检查正确无误后才能开始通电,注意把触发电路的开关拨到“开”位置,然后通上点,观察各表的变化情况,也可用示波器测量各点的波形,看是否正确,如果表指示变化,电机也转,说明电路正确,调节触发电路的RP1,RP2可以调节触发角和触发脉冲的斜率,从而改变输入的有效值,改变电机转速。