单相交流调压电路电阻负载

1、实验一：单相交流调压电路 （电阻负载）实验内容对单相交流调压电路的原理能够理解，并能够通过 MATLA仿真得出当a为不 同角度时的仿真波形。最后通过分析仿真波形来了解单相交流调压电路（电阻负 载）的工作情况。电路模型由交流电源、反并联的两个晶闸管、触发模块、电阻 负载组成。单相交流调压电路（电阻负载）如图1-1所示。我所要分析的问题是 a为不同 值时，输出电压及电流的波形变化3,图1-1实验原理图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U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，

2、因为无电弧，寿命特长。 在交流电源的正半周 沁时，触发导通 VT1,导通角为齐=二-；在负半周t =, +二时，触发导通VT2,导通角为1=理f。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（兀-口），若正负半周以同 样的移相角触发VT1和VT2,贝U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。三、实验步骤在MATLABS建一个Model,命名为zuxingfuzai ,同时模型建立如下图所示FiJA Kill I Viriv IiBbJ hl iufi KO-MI TAdJ-i 13#LiltiinecerVWtnge Me

3、MunementlFds&Generator hyrlsto<_VTlThyr|gtoj_VI2Current MeasurementLwrJCentlnucuuspcwerguiAC 畑两电SourceIPSeiies RLC BriKhF1J50GfinaMlwlsssrVoltage MeMAinement图1-2电阻负载的电路建模图四、仿真结果吕;总皆 二灯口 "t i m hSt ar±: 0L 0仿真参数：选择ode23tb算法，将相对误差设置为1e-3，开始仿真时间设 置为0,停止仿真时间设置为0.06，其他的选项为默认设置。I St OP &#

4、177; LM.C ; O 06Solver Tacoblan nerthod;SalvBisr:ad«a3tl=ia«/TK-BDF2)PTa.21cl±-i£ aid sample t i>.e opt xDns-Ia.s-UXk'Ld*fo±: 口舌Ti.口>!丄口 s&nipLd t±| AiitaI I Aut ±0 a.1 ly Handle rat e ±r ansi-t ion for da.1 a t irari.fi £*!："H£<

5、;R r p r 1 口v皿 1 u xn：d i c a.± x, ti l<lh r 上 mx)c p r £ r i± yZs r q- cro f c inc op"t ions 口TQS'Hig corit r ol cT M TBIM t： Cl 1 H X* MFI-T： H :Use lo>calirLffE*i * l 卫 3卓fi33ENmniber of cons &cu.t IvozeroAlffor it tinsS x f:Ei n L -t Hr m jclrn Id =模型参数设置参数设置为频率

6、(Frequency )为50Hz,电压幅值100V, measurements”测量 选Voltage ”其他为默认设置，如图所示触发信号uG1参数设置：幅值(Amplitude )电压为12V；周期(Period )为0.02s ; 占空比(Pulse Width )为 40% 时相延迟(Phase delay )为(a*0.02/360 )其 他为默认设置，如图所示。触发信号uG2参数设置：幅值(Amplitude )电压为12V；周期(Period )为0.02s ; 占空比(Pulse Width)为 40% 时相延迟(Phase delay )为【(a+180) *0.02/360

7、 】。 其他为默认设置脉冲信号发生器相位相差 180,如图所示。晶闸管参数设置：晶闸管Thyristor_VT1、Thyristor_VT2不勾选Show measurement port ” 其他均为默认设置RLC元件参数设置：电阻(Resista nee ) R=10Q，电感(In ducta nee ) H=0H 电 容(Capaeitanee ) C=inf，其他设置选项默认设置。设置Pulsel触发脉冲角a分别为0° 30° 60° 90° 120°Pulse2触发脉 冲角a对应为180°、210°、2400、27

8、0° 300°产生的相应波形分别如图所示。 说明：第一列为电源电压u1。第二列为脉冲信号 Ug1波形，第三列为脉冲信号 Ug2波形，第四列为负载电流i 0波形，第五列为电压U0波形，第六列为晶闸管两 端电压UVT波形。当a=0°电阻负载时的仿真波形如下:Scape*Minnulfl.im1iGOIo.oeQD3DD40.05qog3)101CUIO.(E临讪005O.(£制UG210q二i】ClOl0.02HQD.M0.05O.0GIQ n0uWI -'' ' ''' ' - - j 14.01命D

9、.MDOSO.OBilKlu0J - .0. -乞二-T叫1j10.02QDJD.M005O.0G1iATd,1 J'IiCL01o.oe004005O.0GJ当a=30°电阻负载时的仿真波形如下:当a=60°电阻负载时的仿真波形如下:当a=90°电阻负载时的仿真波形如下:4* Scape|耳白 "a曲晒扫m 厢U1当a=120°电阻负载时的仿真波形如下:小结：有以上的这些波形图可以知道，当为电阻负载时，移相角 a范围为0至 180度，当移相角a大于180°时，输出的电压u0、电流i0和晶闸管两端的电压 uVT在没有什么变化。

10、实验二：单相交流调压电路（阻感负载）实验内容对单相交流调压电路的原理能够理解，并能够通过MATLA仿真得出当a为不同角度时的仿真波形。最后通过分析仿真波形来了解单相交流调压电路 （阻感负 载）的工作情况。电路模型由交流电源、反并联的两个晶闸管、触发模块、电阻 负载、电感组成。10图2-1单相交流调压电路（阻感负载）如图2-1所示。我所要分析的问题是a为不同值时，输出电压及电流的波形变化二、实验原理当电源电压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

11、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Ma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。三、实验步骤在MATLABS建一个Model，命名为zu

12、ganfuzai，同时模型建立如下图所示dx j ktdl *f- 'L 加【e嘴图2-2阻感负载的电路建模图X耳区电，尸=音0河 X |H E B垂五、仿真结果在交流电源U1的正半周和负半周，分别对 VT1和VT2的触发延迟角a进行 控制，使得输出电压波形为正弦电压的一部分，从而实现调节输出电压的目的， 负载阻抗角护arctan（止/R）,负载电压相位滞后于晶闸管输出电压相位把a=0°的时刻定在电源电压过零的时刻，显然阻感负载下稳态时a的移相范围为© n仿真参数：仿真参数设置如电阻负载各项设置，无疑不同的是电感的参数设置。 电感参数设置如下：设置Pulsel触发脉

13、冲角ai分别为0°、30° 60°、90°、120°Pulse2触发脉 冲角a对应为180° ° 210° ° 240° ° 270°、300°产生的相应波形分别如图所示。 说明：第一列为电源电压u1。第二列为脉冲信号 Ug1波形，第三列为脉冲信号 Ug2波形，第四列为负载电流i 0波形，第五列为电压U0波形，第六列为晶闸管两 端电压UVT波形。当a=0°电阻负载时的仿真波形如下：I / S：DI)E岳自|£用炉曲固匡自号*当a=30°电阻负载时的仿真波形如下:）氐叩H1酹首IQ阳耳為0鬲日帰¥U1当a=60°电阻负载时的仿真波形如下:当a=90°电阻负载时的仿真波形如下:当a=120°电阻负载时的仿真波形如下:4* Scape- 'r x小结：由以上的波形可以看得出来，当触发角范围为 4<。时，电压输出波形和 电压波形相同，晶闸管两端的电压为方波。当©<c<