干货分享 一种三相可控硅交流调压电路设计

可控硅交流调压电路
 下面电路是可控硅交流调压电路，220V市电经过变压器B变换为三组
12V交流电压，其中一组（U3）作为电路的工作电源及锯齿波形成的信号电源，另外两组（U2、U4）分别作为可控硅SCRl和SCR2的同步电源。

三极
管VTl、VT2和电阻R1～R4、电容C1等网络形成的锯齿波电压，经运放
IC1与给定信号比较后。

输出方波信号，再经光电耦合器V1、V2驱动
VT3、VT4，配合U2、U4同步电压对相应可控硅SCRl或SCR2实施触发，以控制负载RL的电压。

调节RP改变给定电压，运放IC1的输出方波宽度将随之改变，继而改变可控硅的导通角。

当RP动臂下调时，运放IC1的反相
输入端电位降低，输出端输出方渡的时间提前，宽度加宽，经V1、V2隔离
耦合，使VT3、VT4导通时间提前，可控硅SC Rl、SCR2导通角增大，负载RL上得到的电压增加。

当RP动臂上调时。

运放IC1的反向输入端电位升高，输出端输出方波的时间推后。

宽度变小，VT3、VT4导通时间随之后移，可
控硅SCRl、SCR2导通角减小；负载RL上得到的电压减小，从而达到调压
目的。

 工作过程：在交流电正半周时（A端为正、N端为负），同步电压U2同
名端为正，异名端为负，经D4整流、R9限流后为VT3提供同步电压，触发可控硅SCRt导通。

在交流电负半周时（A端为负、N端为正），同步电压U4的异名端为正，同名端为负，经D5整流，R10限流后为VT4提供同步电压，触发SCR2导通。

三相交流调压电路(单向可控硅反并联)一、三相交流调压电路（单向可控硅反并联）1、主电路电气原理图K1G5负载负载G3G1CTG2G6G4K4VTK4K3CT电源K6输入K6VT600VACK5CTK2K2VTN/N'N/N'CCCCCBCBV2CACA2、反馈信号说明A. 当负载以稳定交流电流为目时应采用交流电流反馈，从而组成交流电流闭环调节系统，此时的交流电流反馈器件多采用交流电流互感器CT来完成，CT二次额定输出电流要求满足2.0V< 2?R1?10.0V（R1：电流-电压转换电阻，位于触发器左部居中，此时需要焊上）B. 当负载以稳定交流电压为目时应采用交流电压反馈，从而组成交流电压闭环调节系统，此时的交流电压反馈器件多采用交流电压互感器VT来完成，VT二次额定输出电压要求满足：5.0 < V2 ?10.0V（R1：电流-电压转换电阻，位于触发器左部居中，此时不要焊上）C. 当系统采用开环控制时，可以不装设反馈器件，此时应在积分器电容C11 两端并联一支20K的普通电阻。

当给定信号从最小值到最大值变化而主电路输出并不从最小值到最大值跟随变化，此时应把给定信号设定为最小值，调节触发器上的电位器W0使主电路输出也刚好为最小值即可（若此时给定信号最大值与主电路输出最大值跟随性还相差较大时可适当调节电阻R12的阻值即能满足要求）。

D. 当反馈信号为直流信号时，为了消除主电路最小值输出的死区，应把触发器中的二极管D4、D9（位于触发器左部偏上，有明显的丝网加重标记）用短接线进行短接，短接后接线端子“CC”与“GND”为等电位。

3、触发器接线原理图R=3MMK1N/N'K1NAL1G1G1AL2故障信号输出G4G4CACAK4K4MAX:5MACBCB反馈信号输入K3K3CCCCG3G3KCFH03+5V+5V+5V电源输出G6138MMG6UG给定信号UGK6K6GND公共地GNDK59VK5G5180V-240VAC9VGNDG5G29V9VG2K2K2231MM4、调节及保护电路说明C11为闭环调节积分器电容；W1为反馈比例调节电位器；W2为保护整定调节电位器，当UF > 2V时，经过几秒钟延时后保护电路动作，封锁脉冲，同时对外发出故障信号（保护电路只对反馈信号所代表的电气参数起保护作用；保护电路动作后须断电复位）。

实训报告二级学院：自动化学院课程名称：电力电子技术设计题目：三相交流调压电路设计姓名：学号：设计班级：指导教师：设计时间：目录1 电力电子仿真工具介绍.........................................1.1 Matlab介绍..................................................................1.2 SIMULINK仿真工具简介........................................................ 2电力电子器件测试.............................................................2.1 实验目的.................................................................2.2 实验原理.................................................................2.3 实验内容.................................................................2.4 计算机仿真测试过程.......................................................2.5 总结与心得...............................................................3 三相交流调压电路.............................................................3.1实验目的.....................................................................3.2实验原理.....................................................................3.3实验内容.....................................................................3.4计算机仿真过程及输出结果..................................................... 4总结及实训体会................................................................ 5附录.............................................................................1电力电子仿真工具介绍1.1 Matlab介绍MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，MATLAB 是Matrix Laboratory 的缩写意为矩阵工厂（矩阵实验室）。

一、三相交流调压电路（单向可控硅反并联）1、 主电路电气原理图电源输入600VACB A负载负载V22、 反馈信号说明A. 当负载以稳定交流电流为目时应采用交流电流反馈，从而组成交流电流闭环调节系统，此时的交流电流反馈器件多采用交流电流互感器CT 来完成，CT 二次额定输出电流要求满足2.0V< 2·R1≤10.0V（R1：电流-电压转换电阻，位于触发器左部居中，此时需要焊上）B. 当负载以稳定交流电压为目时应采用交流电压反馈，从而组成交流电压闭环调节系统，此时的交流电压反馈器件多采用交流电压互感器VT 来完成，VT 二次额定输出电压要求满足：5.0 < V2 ≤10.0V（R1：电流-电压转换电阻，位于触发器左部居中，此时不要焊上）C. 当系统采用开环控制时，可以不装设反馈器件，此时应在积分器电容C11两端并联一支20K 的普通电阻。

当给定信号从最小值到最大值变化而主电路输出并不从最小值到最大值跟随变化，此时应把给定信号设定为最小值，调节触发器上的电位器W0使主电路输出也刚好为最小值即可（若此时给定信号最大值与主电路输出最大值跟随性还相差较大时可适当调节电阻R12的阻值即能满足要求）。

D. 当反馈信号为直流信号时，为了消除主电路最小值输出的死区，应把触发器中的二极管D4、D9（位于触发器左部偏上，有明显的丝网加重标记）用短接线进行短接，短接后接线端子“CC ”与“GND ”为等电位。

3、触发器接线原理图故障反馈+5VK1K4K3K6K5K24、调节及保护电路说明C11为闭环调节积分器电容；W1为反馈比例调节电位器；W2为保护整定调节电位器，当UF > 2V 时，经过几秒钟延时后保护电路动作，封锁脉冲，同时对外发出故障信号（保护电路只对反馈信号所代表的电气参数起保护作用；保护电路动作后须断电复位）。

发光二极管指示如下：L0：触发器上电 L1：主电路参数超限 L2：快速熔断器熔断附：有关电源零线“N ”的说明三相可控硅调压/整流主电路的主要形式如下：U AB主电路电源千欧）当主电路电源为三相四线制时，电源零线“N ”可直接接入触发器，当快速熔断器发生一只或两只熔断时触发器能在一秒钟内封锁触发脉冲同时给出相应的故障指示及对外输出故障信号；当主电路电源为三相三线制时，若要求快速熔断器熔断检测还有效，则需要用户模拟出电源零线“N ” , 否则快速熔断器熔断检测无效。

可控硅交流调压器电路图可控硅是一种新型的半导体器件，它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、动作快以及使用方便等优点，目前交流调压器多采用可控硅调压器。

这里介绍一台电路简单、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。

1：电路原理：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。

2：元器件选择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。

分享一个可控硅交流调压电路，该电路应用极广，而且简单易
制作
在我们的工作和生活当中，经常用到需要对交流电源的负载进行调光，调温，调压，调速等进行控制功能，而且还要求能够平稳的自行调节。

下面我向大家分享一个简单的交流调压调温电路。

该电路结构简单，所有电气元器件少，在电子元器件市场很容易买到，非常便于维修电工和电工电子爱好者制作，体积小重量轻，能够降低生产成本，对交流电压进行平稳调节。

工作原理如下：220伏交流电源经加热器EH,电阻R1和电位器RP给电容c充电,当电容器上的电压达到一定值时,通过电阻R2，二极管VD和可控硅控制极，使可控硅触发导通。

电流流经加热器EH，触发电路被短接，在交流电压为零时，可控硅又自动断开，而后触发电路中电容C再次充电，使可控硅再次导通，改变电容的容量和电位器的阻值，可增大或减小导通角，使输出电压升高或降低，从而起到调压的目的。

我们可以将电路中的加热器EH，转成白炽灯泡，电风扇，抽风机，电烙铁等，从而可以控制对用电设备的调光，调速，调温等功能，这个电路应用的市场前景很广，值得大家认真学习。

三相交流调压电路原理三相交流调压电路是一种用于将三相交流电源的电压进行调节的电路。

它可以将输入电压调整到所需的输出电压，以满足不同的电器设备的工作要求。

三相交流调压电路的原理主要包括三相桥式整流电路、滤波电路和逆变电路。

首先，三相桥式整流电路是将三相交流电源转换为直流电源的关键部分。

它由六个二极管组成，分为三对，每对二极管连接在一个相位上。

当输入电压的相位为正时，对应的二极管导通，将电流导向负载；当输入电压的相位为负时，对应的二极管截止，电流无法通过。

通过这种方式，三相桥式整流电路可以将三相交流电源转换为直流电源。

其次，滤波电路用于去除直流电源中的脉动成分，使输出电压更加稳定。

滤波电路通常由电容器和电感器组成。

电容器可以存储电荷，并在电流方向发生变化时释放电荷，从而平滑输出电压。

电感器则可以阻止高频信号通过，使输出电压更加稳定。

通过合理选择电容器和电感器的数值，可以实现对输出电压的滤波效果。

最后，逆变电路是将直流电源转换为所需的交流电压的关键部分。

逆变电路通常由晶闸管或可控硅等器件组成。

当输入电压为正时，晶闸管导通，将电流导向负载；当输入电压为负时，晶闸管截止，电流无法通过。

通过控制晶闸管的导通和截止，可以实现对输出电压的调节。

逆变电路还可以通过改变晶闸管的导通角度，实现对输出电压的调制，从而实现对输出电压的精确调节。

总结起来，三相交流调压电路通过三相桥式整流电路将三相交流电源转换为直流电源，然后通过滤波电路去除直流电源中的脉动成分，最后通过逆变电路将直流电源转换为所需的交流电压。

通过合理选择电路元件的数值和控制器的工作方式，可以实现对输出电压的精确调节。

三相交流调压电路在工业生产和电力系统中得到广泛应用，可以满足不同设备对电压的要求，保证设备的正常运行。

过零触发器MOC4031控制的交流调压电路李树伟马桂荣（平顶山工业职业技术学院，河南平顶山 467001）提要：介绍了一种成本低，简单实用易于维护，用集成元件构成的双向可控硅过零触发方式工作的三相交流调压电路。

关键词：分离元件；集成元件；双向可控硅0引言用单结晶体管与分离元件组成设计成锯齿波发生器，可实现脉宽调制与脉冲形成电路，用可控硅移相触发和过零触发达到交流调压的目的。

但分离元件如二极管、电阻、电容、单结晶体管易受温度的影响，稳定性变差。

用集成元件TL494代替分离元件，用集成元件过零触发器MOC4031工作，增强了抗干扰能力，保证了可靠性。

1 触发电路1．1 可控硅过零触发电路在电压过零时给晶闸管以触发脉冲，使晶闸官工作状态始终处于全导通或全阻断，这种工作方式称为过零触发方式，可控硅过零触发电路，由同步电路、检零电路等组成。

交流电触发开关使电路在电压为零或零附近的瞬间接通，利用管子电流小于维持电流使管子自行关断，可控硅导通时，交流电源与负载接通，输出若干周波电压后，再使可控硅导通，如此重复进行。

通过改变导通时间对固定重复周期的比值，从改变输出电压有效值的大小。

1．2 可控硅的移相触发电路对可控硅的导通角控制。

在交流电压的正、负半周都以一定的延迟角去触发控硅的导通，经过改变可控硅的导通角达到输出电压可调的目的。

可控硅的移相触发使电路出现缺角，往往在可控硅瞬间使电网电压出现畸变，带来高次谐波，给电网中的其它用电设备和通讯系统的工作带来不良影响，并且对于电阻性负载在可控硅导通时有较大的冲击电流。

可控硅零触发方式是把可控硅导通的起始点限制在电源电压过零处，它能很好抑制移相触发所产生的高次谐波和避免因较大冲击电流引起的电压瞬时大幅度下降。

一般的三相交流可控硅过零触发开关电路由结构复杂，可靠性低，采用分离元件故障率高。

现采用一种用集成元件构成的过零触发三相交流可控硅触发调压电路。

2工作原理该电路主要由电源电路、PWM脉冲形成电路、过零触发光隔离双向可控硅驱动器等组成，电路如图1所示。

目录1电路原理与分析 (1)2方案设计 (2)2.1基本元器件的选择及连接方式 (2)2.2三相电源的选择方式 (5)2.2.1三相电源的星形联接 (5)2.2.2三相电源的三角形联接 (6)2.3电路的工作原理 (6)3三相交流调压电路的理论分析 (9)3.1电路工作状态分析 (9)3.2交流调压电路谐波和功率因数分析 (9)4实验方法 (11)4.1检查晶闸管的脉冲是否正常 (11)4.2三相交流调压器带电阻性负载 (11)4.3三相交流调压器带电阻电感负载 (11)5试验台操作 (12)5.1实验设备及仪器 (12)5.2电路原理图 (13)5.3示波器波形图 (14)总结与心得........................................... .. (16)附录................................................ (17)参考文献............................................ (18)1.电路原理与分析由三相交流电源供电的电路，简称三相电路。

三相交流电源指能够提供3个频率相同而相位不同的电压或电流的电源，最常用的是三相交流发电机。

三相发电机的各相电压的相位互差120°。

它们之间各相电压超前或滞后的次序称为相序。

三相电动机在正序电压供电时正转，改为负序电压供电时则反转。

因此，使用三相电源时必须注意其相序。

一些需要正反转的生产设备可通过改变供电相序来控制三相电动机的正反转。

在对三相交流调压电路工作原理分析的基础上，建立了基于MA TLAB 的三相交流调压电路的仿真模型，修改相应的参数，并对其进行了仿真分析和研究。

通过仿真分析和参数的修改，验证所建模型的正确性，加深对三相交流调压电路理解。

并对三相交流调压电路输入电流的谐波及功率因素进行简单的计算。

最后，对仿真实验进行总结。

三相交流调压器的触发信号应与电源电压同步，其控制角是从各自的相电压过零点开始算起的。