單相交流調(diào)壓電路(電阻負載)

1、電力工程與管理 201110844 李寧軍實驗一：單相交流調(diào)壓電路(電阻負載)一、 實驗內(nèi)容對單相交流調(diào)壓電路的原理能夠理解，并能夠通過MATLAB仿真得出當為不同角度時的仿真波形。最后通過分析仿真波形來了解單相交流調(diào)壓電路（電阻負載）的工作情況。電路模型由交流電源、反并聯(lián)的兩個晶閘管、觸發(fā)模塊、電阻負載組成。單相交流調(diào)壓電路（電阻負載）如圖1-1所示。我所要分析的問題是為不同值時，輸出電壓及電流的波形變化。圖1-1二、 實驗原理圖1-1為純電阻負載的單相調(diào)壓電路。圖中晶閘管VT1和VT2反并聯(lián)連接與負載電阻R串聯(lián)接到交流電源U2上。當電源電壓正半周開始時出發(fā)VT1，負半周開始時觸發(fā)VT2，形

2、同一個無觸點開關，允許頻繁操作，因為無電弧，壽命特長。在交流電源的正半周時，觸發(fā)導通VT1，導通角為= ；在負半周+時，觸發(fā)導通VT2，導通角為= 。負載端電壓為下圖所示斜線波形。這時負載電壓U為正弦波的一部分，寬度為（），若正負半周以同樣的移相角觸發(fā)VT1和VT2，則負載電壓U的寬度會發(fā)生變化，那么負載電壓有效值也將隨角而改變，從而實現(xiàn)交流調(diào)壓。三、 實驗步驟在MATLAB新建一個Model，命名為zuxingfuzai，同時模型建立如下圖所示圖1-2 電阻負載的電路建模圖四、 仿真結果仿真參數(shù)：選擇ode23tb算法，將相對誤差設置為1e-3，開始仿真時間設置為0，停止仿真時間設置為0.0

3、6，其他的選項為默認設置。模型參數(shù)設置參數(shù)設置為頻率（Frequency）為50Hz，電 壓幅值100V，“measurements”測量選“Voltage” 其他為默認設置，如圖所示觸發(fā)信號uG1參數(shù)設置：幅值（Amplitude）電壓為12V；周期（Period）為0.02s；占空比（Pulse Width）為40%；時相延遲（Phase delay）為（*0.02/360）其他為默認設置，如圖所示。觸發(fā)信號uG2參數(shù)設置：幅值（Amplitude）電壓為12V；周期（Period）為0.02s；占空比（Pulse Width）為40%；時相延遲（Phase delay）為【（+180）*

4、0.02/360】。其他為默認設置脈沖信號發(fā)生器相位相差180，如圖所示。晶閘管參數(shù)設置：晶閘管Thyristor_VT1、Thyristor_VT2不勾選“Show measurement port” 其他均為默認設置RLC元件參數(shù)設置：電阻（Resistance）R=10，電感（Inductance）H=0H，電容（Capacitance）C=inf，其他設置選項默認設置。設置Pulse1觸發(fā)脈沖角1分別為0、30、60、90、120Pulse2觸發(fā)脈沖角2對應為180、210、240、270、300產(chǎn)生的相應波形分別如圖所示。說明：第一列為電源電壓u1。第二列為脈沖信號Ug1波形，第三列

5、為脈沖信號Ug2波形，第四列為負載電流i0波形，第五列為電壓u0波形，第六列為晶閘管兩端電壓uVT波形。當=0電阻負載時的仿真波形如下：當=30電阻負載時的仿真波形如下：當=60電阻負載時的仿真波形如下：當=90電阻負載時的仿真波形如下：當=120電阻負載時的仿真波形如下：小結：有以上的這些波形圖可以知道，當為電阻負載時，移相角范圍為0至180度，當移相角大于180時，輸出的電壓u0、電流i0和晶閘管兩端的電壓uVT在沒有什么變化。實驗二：單相交流調(diào)壓電路（阻感負載）一 實驗內(nèi)容對單相交流調(diào)壓電路的原理能夠理解，并能夠通過MATLAB仿真得出當為不同角度時的仿真波形。最后通過分析仿真波形來了解

6、單相交流調(diào)壓電路（阻感負載）的工作情況。電路模型由交流電源、反并聯(lián)的兩個晶閘管、觸發(fā)模塊、電阻負載、電感組成。圖2-1單相交流調(diào)壓電路（阻感負載）如圖2-1所示。我所要分析的問題是為不同值時，輸出電壓及電流的波形變化。二、實驗原理當電源電壓U2在正半周時，晶閘管VT1承受正向電壓，但是沒有觸發(fā)脈沖晶閘管VT1沒有導通，在時刻來了一個觸發(fā)脈沖，晶閘管VT1導通，晶閘管VT2在電源電壓是正半周時承受反向電壓截止，當電源電壓反向過零時，由于負載電感產(chǎn)生感應電動勢阻止電流變化，故電流不能馬上為零，隨著電源電流下降過零進入負半周，電路中的電感儲存的能量釋放完畢，電流到零，晶閘管VT1關斷。當電源電壓U2

7、在負半周時，晶閘管VT2承受正向電壓，但是沒有觸發(fā)脈沖晶閘管VT2沒有導通，在+時刻來了一個觸發(fā)脈沖，晶閘管VT2導通，晶閘管VT1在電源電壓是負半周時承受反向電壓截止，當電源電壓反向過零時，由于負載電感產(chǎn)生感應電動勢阻止電流變化，故電流不能馬上為零，隨著電源電流下降過零進入負半周，電路中的電感儲存的能量釋放完畢，電流到零，晶閘管VT2關斷。三、實驗步驟在MATLAB新建一個Model，命名為zuganfuzai，同時模型建立如下圖所示圖2-2 阻感負載的電路建模圖五、 仿真結果在交流電源U1的正半周和負半周，分別對VT1和VT2的觸發(fā)延遲角進行控制，使得輸出電壓波形為正弦電壓的一部分，從而實

8、現(xiàn)調(diào)節(jié)輸出電壓的目的，負載阻抗角=arctan(L/R),負載電壓相位滯后于晶閘管輸出電壓相位，把=0的時刻定在電源電壓過零的時刻，顯然阻感負載下穩(wěn)態(tài)時的移相范圍為。仿真參數(shù)：仿真參數(shù)設置如電阻負載各項設置，無疑不同的是電感的參數(shù)設置。電感參數(shù)設置如下：設置Pulse1觸發(fā)脈沖角1分別為0、30、60、90、120Pulse2觸發(fā)脈沖角2對應為180、210、240、270、300產(chǎn)生的相應波形分別如圖所示。說明：第一列為電源電壓u1。第二列為脈沖信號Ug1波形，第三列為脈沖信號Ug2波形，第四列為負載電流i0波形，第五列為電壓u0波形，第六列為晶閘管兩端電壓uVT波形。當=0電阻負載時的仿真波形如下：當=30電阻負載時的仿真波形如下：當=60電阻負載時的仿真波形如下：當=90電阻負載時的仿真波形如下：當=120電阻負載時的仿真波形如下：小結：由以上的波形可以看得出來，當觸發(fā)角范圍為時，電壓輸出波形和電壓波形相同，晶閘管