单相交流调压电路仿真设计.docx

1、单相交流调压电路仿真设计.一、 单相交流调压电路（电阻负载） 11 原理图 . 12 建立仿真模型 . 13 仿真波形 . 34 小结 . 5二、 单相交流调压电路（阻感负载） 61 原理图 . 62 建立仿真模型 63 仿真波形 . 74 小结 . 8. . .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 U2 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 t 时，触发导通 VT1

2、，导通角为 1 = ；在负半周t + 时，触发导通 VT2，导通角为 2 = 。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（ ），若正负半周以同样的移相角 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 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（ relativetol

3、erance）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 触发脉冲参数图 1-6 触发脉冲参数3仿真波形设置触发脉冲 分别为 0、 60、 120、 180。与其产生的相应波形分别如图 1-6 、图 1-7 、图 1-8 、图 1-9 。在波形图中第一列波为触发脉冲波形，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 1-6 =0单相交流调压电路（电阻负载）仿真结果图 1-7 =60单相交流调

4、压电路（电阻负载）仿真结果图 1-8 =120单相交流调压电路（电阻负载）仿真结果. . .图 1-9 =180单相交流调压电路（电阻负载）仿真结果4小结在电源电压正半波 （ 0区间），晶闸管 Ug1承受正向电压， 在 t= 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 t= 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（ 2区间），晶闸管 Ug2承受正向电压，在 t=+180 度处触发晶闸管 Ug2，Ug2导通，而 Ug1受反向电压，晶闸管不导通到电压电源 U2 的下个周期的正半波，脉冲在 t=2 + 处

5、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。. . .二、 单相交流调压电路（阻感负载）1原理图图 2- 1 为阻感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与电感 L 串联接到交流电源 U2 上。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 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， 的最大变化范围 0 =180，正负半周有相同的 角。如图 2-1 。图 2-1 单相交流调压电路（阻感负载）原

6、理图2建立仿真模型利用 Simulink 软件对升压式直流斩波电路（ Boost ）进行仿真，如图 2-2图 2-2 单相交流调压电路（阻感负载）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 结束时间 10，如图 1-3 。电源参数，如图 1-4 。触发脉冲参数，如图 1-5 、1-6 。3仿真波形设置触发脉冲 分别为 0、30、 150。与其产生的相应波形分别如图2-3 、图 2-4 、图 2-5 。在波形图中第一列波为触发脉冲波形，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 2-3 =0单相交流调压电路（阻感负载）仿真结果图 2-4 =30单相交流调压电路（阻感负载）仿真结果. . .图 2-5 =150单相交流调压电路（阻感负载）仿真结果4小结单相交流调压电路带组感性负载时， 随着触发角的增大， 负载两端电流和电压波形的占空比逐渐减小。 以上各图为电感值由 0.01 增大到 0.1 其他参数不变时得到的波形，由上图可以看到一个很明显的特点，不论触发角为多大， 负载两端的电压和电流都出现大幅度阻尼振荡，说明电感值越大其储存的电能就越多，震荡也越强烈， 对晶闸管和电源危害也很大， 在实际应用中应保证负载的电感值在一定范围内。. . .