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电力电子技术课程设计晶闸管交流调压与调功电路设计?
时间: 2024-11-04 17:01:22
作者: 半岛官网入口网页版
可控硅移相触发电路适用于单相、三相全控桥式供电装置中,作可控硅的双路脉冲移相触发。器件输出两路相差180度的移相脉冲,能够方便地组成全控桥式触发器线路。电路具有输出负载能力大、移相性能好、正负半周脉冲相位均衡性好、移相范围宽、对同步电压要求低,有脉冲列调制输出端等功能与特点。常常使用的有kj004和kc05。基于kj004的优势,下面就对kj004z作简要介绍。
图中以 为参变量,当 =0 时期表电阻性负载,现在 =180 - ;假设 为某一特定角度,那么当 时, =180 ,当 时, 随着 的增加而减小。
上述电路在操纵角为 时,交流输出电压有效值U 、负载电流有效值I 、晶闸管电流有效值I 别离为
感应电动机或其它电阻电感混合负载等。由于感性负载本身滞后于电压必然角度,再加上相位操纵产生的滞后,使得交流调压电路在感性负载下大的工作情形更复杂,其输出电压、电流波形与操纵角 、负载阻抗角 都有关系。其中负载阻抗角 ,相当于在电阻电感负载上加上纯正弦交流电压时,其电流滞后于电压的角度为 。为越来越好的分析单相交流调压电路在感性负载下的工作情形,此处分 三种工况别离进行讨论。
单相交流调压电路是对单相交流电的电压进行调剂的电路。交流调压电路要紧应用在电热操纵、交流电动机速度操纵、交流稳压器等场合,要紧有灯光调剂(如调光台灯、舞台灯光操纵等),温度调剂(如工频加热、感应加热、需操纵的家用电器等),泵及风机等异步电动机的软起动,交流电机的调压调速(如纺织、造纸、冶金等领域的调压调速),随电机负载大小自动调压(关于起动机等有较长时刻空载或轻载的负荷,自动调压能节约电能),变压器低级调压(在高压小电流或低压大电流直流电源中,如采纳晶闸管相孔整流电路,需要很多晶闸管串联或并联,假设采纳交流调压电路在变压器低级调压。其电压电流值都是合理的,在变压器次级只要用二极管整流即可,进而达到减少体积、减低本钱的目的)。
与自耦变压器调压方式相较,交流调压电路操纵方便,调剂速度快,装置的重量轻、体积小,有色金属消耗也少。
把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中,通过对晶闸管的操纵就能够够操纵交流电力。这种电路不改变交流电的频率,称为交流电力操纵电路。在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的操纵,可方便地调剂输出电压的有效值,这种电路称为交流调压电路。
电力电子技术是20世纪后半叶诞生和进展的一门崭新的技术。能够预见,在21世纪电力电子技术仍将以迅猛的速度进展。电力电子器件的进展对电力电子技术的进展起着决定性的作用。
用晶闸管组成的交流电压操纵电路,能够方便的调剂输出电压有效值。可用于电炉温控、灯光调剂、异步电动机的启动和调速等,也可用作调剂整流变压器一次侧电压,其Fra Baidu bibliotek次侧为低压大电流或高压小电流负载常常使用这种方式。采纳这样的形式,可使变压器二次侧的整流装置幸免采纳晶闸管,只需要二极管,而且可控级仅在一侧,从而简化结构,降低成本。交流调压器与常规的交流调压变压器相较,它的体积和重量都要小得多。交流调压器的输出仍是交流电压,它不是正弦波,其谐波分量较大,功率因数也较低
综上所述,当单相交流调压电路带感性负载时,为了靠得住、有效的工作,并实现调压的目的,应使操纵角的移相范围维持在 之间,同时为了幸免显现直流分量,晶闸管的操纵脉冲应采纳宽脉冲或脉冲列触发。
交流调压电路主要使用在在电热控制交流电动机速度控制交流稳压器等场合主要有灯光调节如调光台灯舞台灯光控制等温度调节如工频加热感应加热需控制的家用电器等泵及风机等异步电动机的软起动交流电机的调压调速如纺织造纸冶金等领域的调压调速随电机负载大小自动调压对于起动机等有较长时间空载或轻载的负荷自动调压能节约电能变压器初级调压在高压小电流或低压大电流直流电源中如采用晶闸管相孔整流电路需要很多晶闸管串联或并联若采用交流调压电路在变压器初级调压
当 、 已知时,可由该曲线查出晶闸管电流标幺值,进而求出负载电流有效值I 及晶闸管电流有效值I 。
为了分析负载电流 的表达式及导通角 与 、 之间的关系,假设电压坐标原点如下图,在 时刻晶闸管T 导通,负载电流i 应知足方程
电路由同步检测电路、锯齿波形成电路、偏形电压、移相电压及锯齿波电压综合比较放大电路和功率放大电路四部份组成。电原理见以下图:锯齿波的斜率决定于外接电阻R六、RW1,流出的充电电流和积分电容C1的数值。对不同的移相操纵电压VY,只有改变权电阻R一、R2的比例,调剂相应的偏移电压VP。同时调整锯齿波斜率电位器RW1,能够使不同的移相操纵电压取得整个移相范围。触发电路为正极性型,即移相电压增加,导通角增大。R7和C2形成微分电路,改变R7和 C2的值,可取得不同的脉宽输出的同步电压为任意值。
最后,向这次课程设计的指导教师和在课程设计中帮忙、支持我的同窗表示衷心的感激。由于本次课程设计时刻仓促且自己水平有限,不免还存在一些错误和不妥的地方,恳请教师批评指正。
交流电力操纵电路是指通过晶闸管等电力电子器件对输入输出之间的交流电能进行变换与操纵的电路形式,其常常使用的操纵方式有四种:① 相位操纵;② 周期操纵;③ 通断操纵;④ 斩波操纵。依照不同的操纵方式能够将交流电力操纵系统分为以下几种大体类型。
交流调压电路普遍用于灯光操纵(如调光台灯和舞台灯光操纵)及异步电动机的软起动,也用于异步电动机调速。
交流调功电路跟交流调压电路的电路形式完全相同,只是操纵方法不一样。交流调功电路不是在每一个交流电源周期都通过触发延迟角a对输出电压波形进行操纵,而是将负载与交流电源接通几个整周波,在断开几个整周波,通过改变接通周波数和断开周波数的比值来调剂负载所消耗的平均功率。
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交流-交流变流电路,是把一种形式的交流变成另一种形式交流的电路,应用十分普遍。把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中,通过对晶闸管的操纵就能够够操纵交流电力。这种电路不改变交流电的频率,称为交流电力操纵电路。在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的操纵,可方便地调剂输出电压的有效值,这种电路称为交流调压电路。
在 工况下,阻抗角 相对较大,相当于负载的电感作用较强,使得负载电流严峻滞后于电压,晶闸管的导通时刻较长,现在式仍然适用,由于 ,公式右端小于0,只有当 时左端才能小于0,因此 ,如下图,若是用窄脉冲触发晶闸管,在 时刻 被触发导通,由于其导通角大于180 ,在负半周 时刻为 发出动身脉冲时, 还未关断, 因受反压不能导通, 继续导通直到在 时刻因 电流过零关断时, 的窄脉冲 已撤除, 仍然不能导通,直到下一周期 再次被触发导通。如此就形成只有一个晶闸管反复通断的不正常情形, 始终为单一方向,在电路中产生较大的直流分量;因此为了幸免这种情形发生,应采纳宽脉冲或脉冲列触发方式。
上述四种交流电力操纵系统中,交流调压电路应用最为普遍。交流调压电路是采纳相位操纵方式的交流电力操纵电路,一般是将两个晶闸管反并联后串联在每相交流电源与负载之间。在电源的每半个周期内触发一次晶闸管,使之导通。与相控整流电路一样,通过操纵晶闸管开通时所对应的相位,能够方便的调剂交流输出电压的有效值,进而达到交流调压的目的。其晶闸管能利用电源自然换相,无需强迫关掉电路,并可实现电压的滑腻调剂,系统响应速度较快,但它也存在深控时功率因数较低,易产生高次谐波等缺点。
上图所示为单相反并联交流调压电路带感性负载时的电路图,和在操纵角触发导通时的输出波形图,同电阻负载一样,在 的正半
周 角时, 触发导通,输出电压 等于电源电压,电流波形 从0开始上升。由于是感性负载,电流 滞后于电压 ,当电压达到过零点时电流不为0,以后 继续下降,输出电压 显现负值,直到电流下降到0时, 自然关断,输出 电压等于0,正半周终止,期间电流 从0开始上升到再次下降到0这段区间称为导通角 。由后面的分析可知,在 工况下, 因此在 脉冲到来之前 已关断,正负电流不持续。在电源的负半周 导通,工作原理与正半周相同,在 断续期间,晶闸管两头电压波形如(b)图所示。
交流调功电路常常使用于电炉的温度操纵,因其直接调剂对象确实是电路的平均输出功率,因此被称为交流调功电路。
当操纵角 = 时,负载电流i 的表达式中的第二项为零,相当于滞后电源电压 角的纯正弦电流,现在导通角 =180 ,即当正半周晶闸管T 关断时,T 恰好触发导通,负载电流i 持续,该工况下两个晶闸管相当于两个二极管,或输入输出直接相连,输出电压及电流持续,无调压作用。
电路采纳双列直插C—16白瓷和黑瓷两种外壳封装,外观尺寸按电子工业部部颁标准。《半导体集成电路外观尺寸》SJll00—76
1.电源电压:直流15V、-15V,许诺波动土5%(±10%时功能正常)。