4.5斩控式交流调压电路
- 格式:ppt
- 大小:474.50 KB
- 文档页数:13
斩波式交流调压电路工作原理嘿,朋友们!今天咱来唠唠斩波式交流调压电路的工作原理。
你看啊,这斩波式交流调压电路就像是一个神奇的魔术师。
它能把普通的交流电变得不一样,就好比咱能把一块普通的布料变成一件漂亮的衣服。
想象一下,交流电就像一条流淌的小河,有高有低,有起有伏。
而斩波式交流调压电路呢,就是在这条小河上设置的一道道关卡。
它可以根据我们的需要,把小河里的水拦住一部分,或者放过去一部分。
在这个过程中,有个关键的元件叫晶闸管。
这晶闸管就像是个聪明的守门员,它能根据指令,准确地开关,控制电流的通过和阻断。
当晶闸管导通的时候,电流就可以顺畅地通过,就像打开了水龙头,水哗哗地流。
当晶闸管阻断的时候,电流就过不去啦,就像把水龙头给关上了。
那它是怎么实现调压的呢?嘿嘿,这就有意思了。
通过控制晶闸管的导通和阻断时间,就能改变输出电压的大小。
比如说,导通时间长一点,输出电压就高一点;导通时间短一点,输出电压就低一点。
这多神奇呀!就好像我们走路,走得快一点,就能在同样时间里走更远的路;走得慢一点,走的路就少一些。
斩波式交流调压电路就是这样巧妙地控制着电压。
而且啊,这种调压方式还有很多优点呢!它反应速度快,就像短跑运动员一样,能迅速做出反应。
而且效率高,不会浪费太多的能量,就跟咱过日子要精打细算一样。
在实际应用中,斩波式交流调压电路可厉害啦!像一些需要调节电压的设备,比如电动机的调速,它就能大显身手。
能让电动机跑得更快或者更慢,适应不同的工作需求。
你说这斩波式交流调压电路是不是很了不起?它就像一个默默工作的小英雄,在我们看不到的地方发挥着重要的作用。
让我们的生活变得更加方便、高效。
所以啊,咱可别小瞧了这小小的斩波式交流调压电路,它里面蕴含的学问可大着呢!咱得好好研究研究,让它为我们的生活创造更多的价值!这就是斩波式交流调压电路的工作原理啦,大家明白了吗?。
设计内容与设计要求一.设计内容:1.电路功能:1)用斩控方式实现交流调压,功率因数高,谐波小,输出波形好。
2)电路由主电路与控制电路组成,主电路主要环节:主电力电子开关与续流管。
控制电路主要环节:脉宽调制PWM电路、电压电流检测单元、驱动电路、检测与故障保护电路。
3)主电路电力电子开关器件采用GTR、IGBT或MOSFET。
4)系统具有完善的保护2. 系统总体方案确定3. 主电路设计与分析1)确定主电路方案2)主电路元器件的计算及选型3)主电路保护环节设计4. 控制电路设计与分析1)检测电路设计2)功能单元电路设计3)触发电路设计4)控制电路参数确定二.设计要求:1.用SG3525产生脉冲。
2.设计思路清晰,给出整体设计框图;3.单元电路设计,给出具体设计思路和电路;4.分析所有单元电路与总电路的工作原理,并给出必要的波形分析。
5.绘制总电路图6.写出设计报告;主要设计条件1.设计依据主要参数1)输入输出电压:单相(AC)220(1+15%)、0~150V(AC)2)最大输出电流:5A3)功率因数:≥0.72. 可提供实验与仿真条件说明书格式1.课程设计封面;2.任务书;3.说明书目录;4.设计总体思路,基本原理和框图(总电路图);5.单元电路设计(各单元电路图);6.故障分析与电路改进、实验及仿真等。
7.总结与体会;8.附录(完整的总电路图);9.参考文献;10、课程设计成绩评分表进度安排第一周星期一:课题内容介绍和查找资料;星期二:总体电路方案确定星期三:主电路设计星期四:控制电路设计星期五:控制电路设计;第二周星期一: 控制电路设计星期二:电路原理及波形分析、实验调试及仿真等星期四~五:写设计报告,打印相关图纸;星期五下午:答辩及资料整理目录第1章概述 (1)1.1 单相交流调压........................ 错误!未定义书签。
1.2 交流调压在生活生产中的应用.......... 错误!未定义书签。
斩控式交流调压电路实验报告
一、实验目的
1.了解控制式交流调压原理;
2.掌握调压电路的模拟调试方法;
3.掌握扩展型被动式电压调节器回路的构成;
4.通过实验观察控制型调压电路的运行特性,在熟练掌握调压电路的控制方法。
二、实验仪器及内容
本实验的仪器设备主要有:电源,电表,交流控制系统,变压器,可调电阻和可调变压器。
实验内容主要有:
1.构建控制式交流调压电路;
2.根据已有参数设计控制回路;
3.调试控制回路,使其能够控制电压;
4.调试完成后,测量电压和电流上涨和下降的时间以及调压精度;
5.将电路的参数记录在实验报告中;
6.通过实验,观察控制式调压电路的运行特性;
7.熟练掌握调压电路的控制方法。
三、实验结果
实验中调试结束后,测量结果如下表所示:
电压(V),电流(A),上升时间(s),下降时间(s),调压精度----------,----------,--------------,--------------,----------
220,1.5,1.2,2.1,恒定
四、实验结论
1.通过实验,我们了解到控制式交流调压原理;
2.我们掌握了调压电路的模拟调试方法;
3.我们掌握了扩展型被动式电压调节器回路的构成;。
斩控式沟通调压电路试验报告沟通调压的掌握方式有三种:①整周波通断掌握。
整周波掌握调压——适用于负载热时间常数较大的电热掌握系统。
晶闸管导通时间与关断时间之比,使沟通开关在某几个周波连续导通,某几个周波连续关断,如此反复循环地运行,其输出电压的波形如图 1-1 所示。
转变导通的周波数和掌握周期的周波数之比即可转变输出电压。
为了提高输出电压的区分率,必需增加掌握周期的周波数。
为了削减对四周通信设备的干扰,晶闸管在电源电压过零时开头导通。
但它也存在一些缺点那就是:在负载容量很大时,开关的通断将引起对电网的冲击,产生由掌握周期打算的奇数次谐波,这些谐波引起电网电压变化,造成对电网的污染。
图1-1 周期掌握的电压波形②相位掌握。
相位掌握调压——利用掌握触发滞后角α的方法,掌握输出电压。
晶闸管承受正向电压开头到触发点之间的电角度称为触发滞后角α。
在有效移相范围内转变触发滞后角,即能转变输出电压。
有效移相范围随负载功率因数不同而不同,电阻性负载最大,纯感性负载最小。
图 1-2 是阻性负载时相控方式的沟通调压电路的输出电压波形。
相控沟通调压电路输出电压包含较多的谐波重量,当负载是电动机时,会使电动机产脉动转矩和附加谐波损耗。
另外它还会引起电源电压畸变。
为减少对电源和负载的谐波影响,可在电源侧和负载侧分别加滤波网络。
③斩波掌握。
斩波掌握调压——使开关在一个电源周期中屡次通断,将输入电压切成几个小段,用转变段的宽度或开关通断的周期来调整输出电压。
斩控调压电路输出电压的质量较高,对电源的影响也较小。
图 1-2 为斩波掌握的沟通调压电路的输出电压波形。
图1-2 相位掌握的电压输出波形在斩波掌握的沟通调压电路中,为了在感性负载下供给续流通路,除了串联的双向开关 S1 外,还须与负载并联一只双向开关S2。
当开关 S1 导通,S2 关断时,输出电压等于输入电压;开关 S1 关断,S2 导通时,输出电压为零。
掌握开关导通时间与关断时间之比即能掌握沟通调压器的输出电压。
斩控式单相交流调压电路设计一、电路结构1.调压变压器:调压变压器用于将输入电压调整为需要的输出电压。
其一次侧连接到交流电源,二次侧连接到斩波电路。
2.斩波电路:斩波电路由开关管和与之配套的电路组成。
开关管负责控制电源的通断,电路则根据开关管的导通状态,控制输出电压。
3.滤波电路:滤波电路用于对输出电压进行平滑处理,减小其峰值值波动。
4.负载:负载是电路的输出部分,可以是电阻、电感或电容等元件。
二、电路原理1.斩波原理斩波电路采用开关管控制输出电源通断,实现对交流电压的控制。
在正半周,开关管导通,电源输出;在负半周,开关管关断,电源不输出。
通过控制开关管的导通时间,可以实现对输出电压的控制。
2.滤波原理滤波电路主要通过电感、电容等元件,对输出电压进行平滑处理,减小其峰值值波动。
电感对交流信号有滤波作用,而电容则具有存储电荷的特性,可以增大负载电流。
三、设计步骤1.确定输出电压根据实际需求,确定所需的输出电压。
2.选择调压变压器根据所需的输出电压和电流,选择合适的调压变压器。
3.选择开关管根据输出电压和负载要求,选择合适的开关管。
常用的开关管有MOSFET和IGBT等。
4.设计斩波电路根据开关管的参数和工作原理,设计和优化斩波电路。
可以使用各种控制技术,如脉冲宽度调制(PWM)等。
5.设计滤波电路根据输出电压的波动情况,选择合适的滤波电路设计。
可以使用RC 滤波电路、LCL滤波电路等。
6.验证电路设计使用仿真软件对电路进行仿真验证,检查输出电压波形是否稳定、峰值值是否满足要求。
根据仿真结果进行优化调整。
7.电路实现与调试根据设计结果,搭建电路原型并进行实际调试。
检查输出电压是否符合要求,观察电路工作是否稳定。
8.性能评估与改进对实际搭建的电路进行性能评估,并进行必要的优化改进。
通过以上步骤,可以设计出符合实际要求的斩控式单相交流调压电路。
在实际应用中,还需要考虑电压变化范围、功率损耗、开关管和滤波元件的选取等问题。
湖南工程学院应用技术学院课程设计任务书课程名称:电力电子技术题目:斩控式单相交流调压电源设计专业班级:电气118学生姓名:学号:指导老师:刘星平蔡斌军李祥来等审批:谢卫才任务书下达日期2014年5 月12日设计完成日期2014年5月23 日目录第1章概述 (1)1.1 交流调压在生活中的应用 (1)1.2 关于单向调压器 (1)1.3 关于本课题 (2)第2章设计总体思路 (3)2.1 系统总体方案确定 (3)2.2 交流斩波调压的基本原理 (7)第3章主电路设计与分析 (8)3.1 主要技术条件及要求 (8)3.2 开关器件的选择 (8)3.3 主电路计算及元器件参数选型 (8)3.4 主电路结构设计及分析 (9)第4章主控制芯片的详细说明 (10)4.1 芯片的选择 (10)4.1 芯片的详细介绍 (10)4.1芯片的工作原理 (11)第5章实验调试 (13)第6章总结与体验 (19)附录A 参考文件及评分表第1章概述1.1交流调压在生活中的应用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,也常用交流高压电路调节变压器一次电压。
因此交流调压电路广泛存在于农村、轻工业、家用电器等小功率传动领域以及电力机车供电系统。
1.2关于单相调压器对于单相交流电源,调压和稳压是最为普遍的要求。
目前能够实现这一要求的调压器有下面三种:磁饱和式调压器该调压器通过控制主电路中电感的饱和程度,以改变电抗值以及其上的电压,实现对输出电压的调节。
这种调压器具有一定的动态性能,但输出电压的调节范围小,体积和重量较大。
机械式调压器机械式调压器由电动机带动碳刷实现输出电压的调节。
这种调压器输出波形较好,但体积、重量大,动态性能差。
电子式调压器这种调压器采用电力电子器件实现。
目前有晶闸管调压器和逆变式调压器两种。
斩控式单相交流调压电路Revised on November 25, 2020目录第1章概述.................................................单相交流调压..............................................交流调压在生活生产中的应用................................课题总体概述 (1)第2章设计总体思路 (2)基本工作原理 (2)总体方案确定 (3)第3章主电路设计与分析 (4)主要技术条件及要求 (4)主电路计算及元器件参数选型 (4)主电路结构设计 (5)主电路保护设计 (6)第4章单元控制电路设计 (7)主控制芯片的详细说明及介绍 (7)芯片的详细介绍 (7)芯片的工作原理 (8)驱动电路设计 (9)过零检测及续流触发电路 (10)控制保护电路设计 (11)第5章总结与体会 (12)第6章附录.................................................. 附录A 参考文件.. (14)第1章概述单相交流调压对单相交流电的进行调节的电路。
用在电热控制、交流电动机速度控制、灯光控制和交流稳压器等场合。
与调压方法相比,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。
交流调压在生活生产中的应用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,也常用交流高压电路调节变压器一次电压。
因此交流调压电路广泛存在于农村、轻工业、家用电器等小功率传动领域以及电力机车供电系统。
课题总体概述用斩控方式实现交流调压,功率因数高,谐波小,输出波形好。
电路由主电路与控制电路组成,主电路主要环节:主电力电子开关与续流管。
斩控式交流调压电路实验报告交流调压的控制方式有三种:①整周波通断控制。
整周波控制调压——适用于负载热时间常数较大的电热控制系统。
晶闸管导通时间与关断时间之比,使交流开关在某几个周波连续导通,某几个周波连续关断,如此反复循环地运行,其输出电压的波形如图1-1所示。
改变导通的周波数和控制周期的周波数之比即可改变输出电压。
为了提高输出电压的分辨率,必须增加控制周期的周波数。
为了减少对周围通信设备的干扰,晶闸管在电源电压过零时开始导通。
但它也存在一些缺点那就是:在负载容量很大时,开关的通断将引起对电网的冲击,产生由控制周期决定的奇数次谐波,这些谐波引起电网电压变化,造成对电网的污染。
图1-1周期控制的电压波形②相位控制。
相位控制调压——利用控制触发滞后角α的方法,控制输出电压。
晶闸管承受正向电压开始到触发点之间的电角度称为触发滞后角α。
在有效移相范围内改变触发滞后角,即能改变输出电压。
有效移相范围随负载功率因数不同而不同,电阻性负载最大,纯感性负载最小。
图1-2是阻性负载时相控方式的交流调压电路的输出电压波形。
相控交流调压电路输出电压包含较多的谐波分量,当负载是电动机时,会使电动机产脉动转矩和附加谐波损耗。
另外它还会引起电源电压畸变。
为减少对电源和负载的谐波影响,可在电源侧和负载侧分别加滤波网络。
③斩波控制。
斩波控制调压——使开关在一个电源周期中多次通断,将输入电压切成几个小段,用改变段的宽度或开关通断的周期来调节输出电压。
斩控调压电路输出电压的质量较高,对电源的影响也较小。
图1-2为斩波控制的交流调压电路的输出电压波形。
图1-2相位控制的电压输出波形在斩波控制的交流调压电路中,为了在感性负载下提供续流通路,除了串联的双向开关S1外,还须与负载并联一只双向开关S2。
当开关 S1导通,S2关断时,输出电压等于输入电压;开关S1关断,S2导通时,输出电压为零。
控制开关导通时间与关断时间之比即能控制交流调压器的输出电压。
湖南工程学院应用技术学院课程设计任务书课程名称:电力电子技术题目:斩控式单相交流调压电源设计专业班级:电气118学生姓名:学号:指导老师:刘星平蔡斌军李祥来等审批:谢卫才任务书下达日期2014年5 月12日设计完成日期2014年5月23 日目录第1章概述 (1)1.1 交流调压在生活中的应用 (1)1.2 关于单向调压器 (1)1.3 关于本课题 (2)第2章设计总体思路 (3)2.1 系统总体方案确定 (3)2.2 交流斩波调压的基本原理 (7)第3章主电路设计与分析 (8)3.1 主要技术条件及要求 (8)3.2 开关器件的选择 (8)3.3 主电路计算及元器件参数选型 (8)3.4 主电路结构设计及分析 (9)第4章主控制芯片的详细说明 (10)4.1 芯片的选择 (10)4.1 芯片的详细介绍 (10)4.1芯片的工作原理 (11)第5章实验调试 (13)第6章总结与体验 (19)附录A 参考文件及评分表第1章概述1.1交流调压在生活中的应用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,也常用交流高压电路调节变压器一次电压。
因此交流调压电路广泛存在于农村、轻工业、家用电器等小功率传动领域以及电力机车供电系统。
1.2关于单相调压器对于单相交流电源,调压和稳压是最为普遍的要求。
目前能够实现这一要求的调压器有下面三种:磁饱和式调压器该调压器通过控制主电路中电感的饱和程度,以改变电抗值以及其上的电压,实现对输出电压的调节。
这种调压器具有一定的动态性能,但输出电压的调节范围小,体积和重量较大。
机械式调压器机械式调压器由电动机带动碳刷实现输出电压的调节。
这种调压器输出波形较好,但体积、重量大,动态性能差。
电子式调压器这种调压器采用电力电子器件实现。
目前有晶闸管调压器和逆变式调压器两种。
斩控调压是如何实现的斩控交流调压电路作原
◆斩控交流调压电路工作原理
◆斩控调压电路的优点
◆相控调压电路的缺陷
☞深控时,功率因数很低。
控时功率数很低
☞谐波含量很高。
◆能不能找到很好的解决方案?
◆斩控式交流调压电路的基本原理
☞一般采用
般采用全控型器件作为开关器件
☞基本原理和直流斩波电路有类似之处
正半周和负半周分别有斩波器件和续流器件☞u
1
正半周和负半周,分别有斩波器件和续流器件
☞设斩波器件(V
1或V
2
)导通时间为t
on
,开关周期为T,改变可调节输出电压
则导通比α=t
on
/T,改变α可调节输出电压,斩波控制有缘学习更多+谓ygd3076考证资料或关注桃报:奉献教育(店铺)
波控制用V V 1
VD 1
3给负载电
流提供续流通
道
R i 1
V VD V VD
◆注意:调节占空比可
斩控式单相交流调压器的特性
(电阻负载时)改变输出电压有效值
☞电源电流的基波分量和电
源电压同相位,即位移因数
为1。
☞电源电流不含低次谐波,
只含和开关周期T有关的高次
谐波。
☞功率因数接近1。
有缘学习更多+谓ygd3076考证资料或关注桃报:奉献教育(店铺)
本节要点
1、斩控调压电路原理
掌握控制方法
2、分析斩控调压的输出波形
输出电压的调整过程3、斩控调压的优点。