电力电子课程设计单相交流电源稳压器设计

1、 电力电子课程设计题 目: 单相交流电源稳压器设计 院系名称： 电气工程学院 专业班级： 电气f1203 学生姓名： 学 号：201223910804 指导教师： 教师职称： 教授 评语及成绩：指导教师：日 期：目录一、系统概述3二、设计要求3三、系统总体设计4四、系统环节设计4五、相关性能调试使用改进说明5六、元件器件清单7七、体会与总结7八、参考文献8一、系统概述近几年来，随着我国经济建设的发展，电力需求量逐年增加，然而提供稳定的高质量的电力资源是十分必要的，因此稳压器的生产和普及成为了当下电力工作者的重要工作。程控数字交换设备一般都以直流电源供电为主。直流电源又由基础电源和机架电源构成。

2、基础电源是指包括整流器、蓄电池、监控和配电设备在内的直流供电系统。机架电源则是指交换机上的插件电源。对于基础电源来讲，为产生所需要的各种直流电压（一般为-48v，也有少量采用-24v），都需要将工频电网的单相220v或三相380v交流电压进行ac/dc和dc/dc变换。因此，变换器性能的好坏直接关系到整个电源系统的供电质量。将一种交流电能转换为另一种交流电能的过程称为交流-交流变换过程，凡能实现这种变换的电路为交流变换电路。对单相交流电的电压进行调节的电路。用在电热控制、交流电动机速度控制、灯光控制和交流稳压器等场合。与自耦变压器调压方法相比，交流调压电路控制方便，调节速度快，装置的重量轻、体

3、积小，有色金属消耗也少。结构原理简单。该方案是由变压器、触发电路、整流器、以及一些电路构成的，为一台电阻炉提供电源。输入的电压为单相交流220v，经电路变换后，为连续可调的交流电。 本课程设计将设计一个单项交流电源的自动稳压器。二、设计要求1.容量：额定容量3kva额定电压220v额定电流15a2.电源输入电压：单相交流50hz，200240v3.输出空载电压：220v=2205v三、系统总体设计1、系统总体结构图：2、系统总体说明：当输入电压ui=200240v时，电压经过开关控制。当开关闭合时，开关控制电路电源显示，说明电路正处于工作状态；然后电压经过流过压保护装置，送到调压控制装置和自耦

4、变压器，在调压控制下，触发晶闸管，从而控制自耦变压器的变比k；最后电压ui经过自耦变压器再经过电压电流显示，输出电压。四、系统环节设计1、电源控制、显示与保护电路设计：(1)、电路图（电源开关、接触器与起动/停止控制电路、发光二极管电路，熔断器、压敏电阻、电阻、电容）(2)、工作原理说明：1）、电路闭合工作原理：当电源开关s1闭合，输入电压ui经过电路熔断器（防止过流），按下起动按钮开关s2，接触器jc处于工作导通作态，使开关 jc-1、jc-2，jc-3闭合，从而电路导通，发光二极光显示亮，工作状态正常。2）、电路断开工作原理：按下停止按钮开关s4，开关电路断开，接触器j使开关k、s3断开，

5、从而整个电路断开。2. 自耦变压器设计(1) 输入额定电压电流。 (2)输出额定电压分档：a. 均匀分档设自耦变压器分档电压差va则输出偏差指标v=(va/2)(240/220）=4.4v输入220v时输出电压:标准档: 220v升高档vh= 220+kva= 220，228，236，。降低档vl=220- kv = 212 , 204, .对应输入允许最高最低电压: uh=(220+v )/(vl/220) ul=(220-v )/(vh/220) 应满足设计要求,否则应增加vh, 降低vl3. 调压主电路设计(1) 主电路 用双向晶闸管(2)晶闸管选择：(参考) 双向晶闸管电压: (23)

6、*电源峰值电压= 1000v电流有效值: (23)*额定电流= 50a选型: 确定触发电流1.5a五、相关性能调试使用改进说明（1）相关性能：采用补偿式无触头交流全自控稳压电源，采用控制稳压电源一次电压来改变二次补偿电压，解决线路调压瞬间断电现象。使用开环调节，调整输入电压而达到输出目的电压。使用大功率晶闸管来控制调压，因而工作十分可靠，使用寿命极长，能连续无故障运行。电源控制显示保护能够保证稳压电源工作更加有保障和安全。采用空气无触点开关，响应速度极快，容量为30kva，实现了无触点调压，具有稳定性能好，效率特高等优点，对电网无污染，能在各种恶劣的电网和复杂的负载下可靠地连续工作。（2）、调

7、试，使用：1）当输入电压ui=200240v时，如230v（即在档2内），电压经过开关控制，电源开关s1闭合后，输入电压ui经过电路熔断器（防止过流），按下开关s2，接触器j处于工作导通作态，使开关k、s3闭合，从而电路导通。开关控制电路电源显示，说明电路正处于工作状态；2）然后电压经过过流过压保护装置，送到调压控制装置和自耦变压器。在调压控制电路，输入电压经过变压器与可变电阻，输入给电路中比较器,由lm339输出之前设计好的各档位。3）经过比较器，调压控制电路输入输出高低电平而触发电路，从而达到调档输出电压值。（3）、改进说明：电路控制方面可以改进为闭环控制，已达到全自动，由系统内部自己调节

8、。调压控制电路部分可以采用集成片，使整个电路电路图显得更加简洁，原理更清晰。或者可以试着采用单片机调节控制整个电路，这样使用编程更加准确的控制调节电路 。六、元件器件清单编号(图中)符号名称型号（规格）数量1rp1rp8可变电阻10k82r9电阻2k13r8电阻100k14r11压敏电阻10c221 耐压450v15r12电阻15k16c21电容器100f17c13c19电容器0.01f78c20电容器5f19u1低功率双电压比较器集成片lm339n110u2低功率双电压比较器集成片lm339n111u17au23a2输入端与非门cd4011712d1d8二极管1n4148型813q8q14硅

9、npn晶体管c8050型714q1q7双向晶闸管耐压值为400v以上715t1电源变压器35w、二次电压为12v116t2自耦变压器qzb-30kw117ds发光二极管ksl 工作电流if=2ma118u24三端稳压器lm7805 uo=5v119d9整流二极管in4004 最高反向峰值电压：400v 平均整流电流：1a最大峰值浪涌电流：30a 正向压降：5v420s1空气开关dz10-250 ie=20121f1自恢复保险丝rf-090b 熔断电流i=25a122jc-3自锁开关kft-7.0123jc接触器jgl-2型124a带电阻电流表量程为020a125v电压表量程为0300v1七、体

10、会与总结此次电力电子技术课程设计顺利完成，设计了单相交流稳压电源。设计按照指导老师提示的课程设计指导书做参考综合了其他资料，并最终汇总成这一份完整的课程设计报告。此次课程设计内容个人觉得相对还是有点难度和深度，运用到的知识面比较广，综合了电力电子电路及综合模拟电路,数字电路,自动控制原理各门学科，所以完成起来有了一定的困难，也碰到很多设计中不懂的问题。特别是对每部分电路设计的原理说明和工作过程都比较模糊。触发电路设计时也要考虑很多因素，最起码的一点就是双向晶闸管要接地。本次课程设计利用了protel设计软件为辅助完成电路图设计，很多元器都要查找和查阅资料才能找到，花费也较长时间，而且有一些需要自己画。列元件清单时，元件的型号，参数设计也是较头疼的部分，需要结合实际配元器件，还要符合设计要求。通过此次课程设计掌握电力电子电路及综合模拟电路,数字电路,自动控制设计的各环节基本内容与要求,完成将来实际工程设计的必需的基础训练。此课程设计涉及的知识难度较大，设计需要较长时间，而且网上的资源比较有限，需要去图书馆参考各种资料。但是这也让我对有关交流稳压电源的知识有更多的了解，深深体会到了设计需要的知识面有多广，需要较强的自学和选读参考资料的能力。8、 参考文献1 王兆安.电力电子技术.第四版.北京：机械工业出版社,2003 2 刘胜