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1、-1-单相交流调压电路的设计与仿真一.实验目的1） 单相交流调压电路的结构、工作原理、波形分析。2）在仿真软件Matlab中进行单相交流调压电路的建模与仿真， 并分析其波 形。二. 实验内容（一）单相交流调压电路电路（纯电阻负载）1 电路的结构与工作原理1.11.1 电路结构单相交流调压电路的电路原理图（电阻性负载）（截图）1.21.2 工作原理电阻负载单相交流调压电路中，VT1和VT2可以用一个双向晶闸管代替，在 交流电源的正半周和负半周，分别对晶闸管的开通叫进行控制就可以调节输出电 压。正负半周触发角时刻起均为过零时刻。在稳态情况下。应使正负半周的触发 角相同。可以看出。负载电压波形是电源
2、电压波形的一部分，负载电流和负载电 压的波形相同。2 建模在MATLAB新建一个Model，同时模型建立如下图所示:-2-单相交流调压电路的 MATLAB 仿真模型2.12.1 模型参数设置A.Pulse Gen eratorPuls* tron | Tiae basedTia* (t) : I UseEisuj-la-t 1 on timeAsp lit LLde -Per io-dE&C E):|o.aiPtilEe Width % of口exicHd.)1zFPttase d 7|o. ClFPhase delay (secs)z| ( a /ISO)01*0. O1|T Interpz
3、et vector parameterEas 1DOKCstricelUe：Lp|ApplyancelHeltApply-3-4-C.示波器参数第一个波形为晶闸管电流的波形，第二个波形为晶闸管电压的波形，第三个 波形为负载电流的波形，第四个波形为负载电压的波形，第五个波形为电源电压 的波形，第六个波形为触发脉冲的波形。3 仿真结果与分析a.a.触发角a=0=0 ，MATLABMATLAB 仿真波形如下：b.b.触发角a=60=60 ，MATLABMATLAB 仿真波形如下：B42OB42Oa=0单相交流调压电路仿真结果（截图）2 2 0 0-2-2OOOOD DOOOO000000000000
4、00000000a=60单相交流调压电路仿真结果（截图）-5-4 小结通过设计可以总结出，a的移相范围为OWaWn。a=0时，相当于晶闸管一直 导通，输出电压为最大值，U。=U1。随着a的增大，U。逐渐减小。知道a=n时，U。=0。此外，a=0时，功率因数=1,随着a的增大，输入电流滞后于电压且发生畸变， 也逐渐降低。（二）单相交流调压电路（阻感负载）1 电路的结构与工作原理1.11.1 电路结构c.c.触发角a=120=120 , MATLABMATLAB 仿真波形如下:a=120 单相交流调压电路仿真结果（截图）8-6-O-单相交流调压电路的电路原理图（阻感性负载）（截图）-7-1.2工作
5、原理当电源电压U2在正半周时， 晶闸管VT1承受正向电压， 但是没有触发脉冲晶 闸管VT1没有导通，在a时刻来了一个触发脉冲，晶闸管VT1导通，晶闸管VT2在电源电压是正半周时承受反向电压截止，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，故电流不能马上为零，随着电源电流下降过零 进入负半周，电路中的电感储存的能量释放完毕，电流到零，晶闸管VT1关断。当电源电压U2在负半周时， 晶闸管VT2承受正向电压， 但是没有触发脉冲晶 闸管VT2没有导通，在n+a时刻来了一个触发脉冲，晶闸管VT2导通，晶闸管VT1在电源电压是负半周时承受反向电压截止，当电源电压反向过零时，由于负 载电
6、感产生感应电动势阻止电流变化，故电流不能马上为零，随着电源电流下降 过零进入负半周，电路中的电感储存的能量释放完毕，电流到零，晶闸管VT2关断。2 建模在MATLAB新建一个Model，命名为dianlu4,同时模型建立如下图所示：单相交流调压电路（阻感性负载）的MATLAB 仿真模型2.1示波器参数设置第一个波形为晶闸管电流的波形，第二个波形为晶闸管电压的波形，第三个 波形为负载电流的波形，第四个波形为负载电压的波形，第五个波形为电源电压 的波形，第六个波形为触发脉冲的波形。Detailed ThyristorDetBiled ThyristorTk-rjgTHPulseGEneratDfQ
7、n-AC Vo)Ug Scuc*PulseCu-rrerl MsBSuremerit-8-3 仿真结果与分析a.触发角a=0 ,MATLAB仿真波形如下:JL.010.020.03JL0.040.050.060.070.03a=0单相交流调压电路仿真结果（阻感性负载）（截图）b.触发角a=60 ,MATLAB仿真波形如下:a=60单相交流调压电路仿真结果（阻 -感性负载）（截图）C.触发角a=120 ,MATLAB仿真波形如下：0-50-100lOOFT口 -100 -1000-100卜 m-9-4 小结单相交流调压电路用两只反并联的普通晶闸管或一只双向晶闸管与负载电阻R电感L串联组成主电路，因为比电阻性负载多了一个电感，在感应电动势的作 用下，输出的电压都延迟了一段。a=120单相交流调压电路仿真结果（阻 -感性负载）（截图）0OD0O0OD0O5 5口-5-5OOOOOO o o O Oo o o o O O o o i iO O一一H H
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