电力电子计算机仿真作业.docx

1、兰州理工大学1摘要本设计通过 MATLAB/ SIMULINK 仿真交流调压电路在阻性负载和阻感性负载情况下的输出负载电压波形、负载电流波形及晶闸管电流，分析了其产生的原因。交流调压电路采用相控式控制方式，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，通过控制晶闸管开通时所对应的相位，可以方便的调节交流输出电压的有效值，从而达到交流调压的目的。采用 KC05 移相触发器进行触发电路的设计，并设计了过压、过流保护电路。关键词: 相控式；交流调压；晶闸管触发。兰州理工大学2绪论由于交流调压电路的工作情况与负载的性质有很大的关系，

2、交流调压电路可以带电阻性负载，也可以带电感性负载，如感应电动机或其它电阻电感混合负载等。交流调压电路是采用相位控制方式的交流电力控制电路，通常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，通过控制晶闸管开通时所对应的相位，可以方便的调节交流输出电压的有效值，从而达到交流调压的目的。其晶闸管可以利用电源自然换相，无需强迫关掉电路，并可实现电压的平滑调节，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。交流调压电路主要应用在电热控制、交流电动机速度控制、交流稳压器等场合，主要有灯光调节，温度调节（如工频加

3、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，随电机负载大小自动调压，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。其电压电流值都比较合理，在变压器次级只要用二极管整流即可，从而达到减少体积、减低成本的目的） 。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、体积小，有色金属消耗也少。兰州理工大学3第一章 MATLAB 软件1.1 MATLAB 简介MATLAB 是 MathWorks 公司于 1982 年推出的一套高性能的数值计算和

4、可视化软件。它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体，构成了一个方便、界面良好的用户环境。它还包括了 Toolbox(工具箱)的各类问题的求解工具，可用来求解特定学科的问题。其特点是：（1）简单易用：MATLAB 是一个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序（M 文件）后再一起运行。新版本的 MATLAB 语言是基于最为流行的 C+语言基础上的，因此语法特征与 C+语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员对数学表达式的书写格式。使之更利于非计算机专业的科

5、技人员使用。而且这种语言可移植性好、可拓展性极强，这也是 MATLAB 能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原因。（2）强处理能力：MATLAB 是一个包含大量计算算法的集合。其拥有600 多个工程中要用到的数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能。函数中所使用的算法都是科研和工程计算中的最新研究成果，而前经过了各种优化和容错处理。在通常情况下，可以用它来代替底层编程语言，如 C和 C+ 。在计算要求相同的情况下，使用 MATLAB 的编程工作量会大大减少。MATLAB 的这些函数集包括从最简单最基本的函数到诸如矩阵，特征向量、快速傅立叶变换的复杂函数。函数能解决的问题其大致包

6、括矩阵运算和线性方程组的求解、微分方程及偏微分方程的组的求解、符号运算、傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化问题、稀疏矩阵运算、复数的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组操作以及建模动态仿真等。(3) 可扩展性：MATLAB 最重要的特点是易于扩展，它允许用户自行建立指定功能的 M 文件。对于一个从事特定领域的工程师来说，不仅可利用MATLAB 所提供的函数及基本工具箱函数，还可方便地构造出专用的函数。从而兰州理工大学4大大扩展了其应用范围。当前支持 MATLAB 的商用 Toolbox(工具箱)有数百种之多。而由个人开发的 Toolbox 则不可计数。(4) 高效性：MATLA

7、B 语句功能十分强大，一条语句可完成十分复杂的任务。如 fft 语句可完成对指定数据的快速傅里叶变换，这相当于上百条 C 语言语句的功能。它大大加快了工程技术人员从事软件开发的效率。据MathWorks 公司声称，MATLAB 软件中所包含的 MATLAB 源代码相当于 70 万行 C代码。1.2 MATLAB 的应用由于 MATLAB 具有如此之多的特点，在欧美高等院校，MATLAB 已成为应用于线性代数、自动控制理论、数理统计、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真等高级课程的基本教学工具：在研究单位、工业部门，MATLAB 也被广泛用于研究和解决各种工程问题。当前在全世界有超过 40

8、万工程师和科学家使用它来分析和解决问题。MATLAB 作 为 科 学 计 算 软 件 ， 主 要 适 用 于 矩 阵 运 算 和 信 息 处 理 领 域 的 分 析设 计 ， 它 使 用 方 便 、 输 入 简 捷 ， 运 算 高 效 、 内 容 丰 富 ， 并 且 有 大 量 的 函 数 库可 提 供 使 用 ， 与 Basic， C 和 Fortran 相 比 ， 用 MATLAB 编 写 程 序 ， 其 问 题 的提 出 和 解 决 只 需 要 以 数 学 方 式 表 达 和 描 述 ， 不 需 要 大 量 繁 琐 的 编 程 过 程 。利用 MATLAB 软件并通过计算机仿真光学空间滤

9、波实验过程的新方法,其特点是：既可以随意改变所设计滤波器的参量，又可以对输入图像进行振幅、相位或复合滤波，并且可实现傅里叶变换频谱中相位信息的提取、存储和利用，因而能够完成一般光学实验中往往难以实现的某些操作.并分别给出了网格滤波、低通、高通及相位滤波等仿真实验结果。这种仿真实验给光学滤波器的设计和图象处理带来很大方便，同时也为相关器件的设计提供了一条新的途径。1.3simulink 介绍Simulink 是基于 MATLAB 的框图设计环境，可以用来对各种动态系统进行建模、分析和仿真，它的建模范围广泛，可以针对任何能够用数学来描述的兰州理工大学5系统进行建模，例如航空航天动力学系统、卫星控制

10、制导系统、通讯系统、船舶及汽车动力学系统等等，其中包括连续、离散，条件执行，事件驱动，单速率、多速率和混杂系统等等。Simulink 提供了利用鼠标拖放的方法建立系统框图模型的图形界面，而且 Simulink 还提供了丰富的功能块以及不同的专业模块集合，利用 Simulink 几乎可以做到不书写一行代码完成整个动态系统的建模工作。Simulink 是用来建模、分析和仿真各种动态系统的交互环境，包括连续系统，离散系统和混合系统。Simulink 提供了采用鼠标拖放的方法建立系统框图模型的图形交互平台。通过 Simulink 提供的丰富的功能块，可以迅速地创建动态系统模型。同时 Simulink

11、还集成了 Stateflow，用来建模、仿真复杂事件驱动系统的逻辑行为。另外，Simulink 也是实时代码生成工具 Real-Time Workshop 的支持平台。特点（1） 丰富的可扩充的预定义模块库；（2） 交互式的图形编辑器；（3） 模型分割实现复杂模型的管理；（4） 支持 M 语言和 C 语言方式的功能模块扩展； （5） 进行系统交互式或批处理式仿真；（6） 支持交互式定义输入和浏览输出；（7） 图形化调试工具检查和诊断模型行为；（8） 通过 MATLAB 进行数据分析和可视化数据，开发图形用户界面，以及创建模型数据、参数；兰州理工大学6第二章单相交流调压电路原理2.1 设计要求计

12、算机仿真具有精度高，可靠性高，成本低的优点。已经广泛应用与电力电子电路（或系统）的分析和设计中。计算机仿真不仅可以取代系统的许多繁琐的人工分析，减轻劳动强度，提高分析和设计能力，避免因为解析法在近似处理中带来的较大误差，还可以与实物试制和调试相互补充，最大限度降低设计成本，缩短系统研制周期。可以说，电路的计算机仿真技术大大加速了电路的设计和实验过程。通过本次仿真，学生可以初步认识电力电子计算机仿真的优势，并掌握电力电子计算机仿真的基本方法。交流调压电路的电路参数要求：输入交流电压源 220V，工频 50Hz,。R=50，输出可调。选择不同电感值，仿真负载阻抗角大于、等于、小于触发角时的输出波形

13、，并进行理论分析。2.2 设计内容（1）制定设计方案；（2）主电路设计；（3）保护电路设计及驱动电路设计；（4）仿真并分析波形2.3 相控式单相交流调压原理通过某种装置对交流电压的有效值进行调整叫做交流调压。交流调压的方式一般分为三种：相控式、斩波式、通断式。第一种的电路一般由晶闸管构成，通过改变控制角实现调压。第二种又叫交流斩波器，一般要用全控型器件来实兰州理工大学7现。第三种也叫功率控制器，主电路也相控电路相似，但控制规则不同。 单相相控交流调压电路如图 2-1 所示。两个晶闸管反并联与负载串联，通过改变控制角来调节晶闸管的导通时间，进而起到调节负载电压有效值的作用。与晶闸管相控整流电路类

14、似，负载性质会对电路的工作情况有较大的影响。图 2-1 单相交流调压电路当负载为纯阻性负载时，其负载波形如图 2-2 所示。此时电压、电流波形完全相同，只是幅值不同，当电源电压 U 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 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，负载电压、电流为零。当电源电压 U 在负半轴时，VT2 承受正向电压，在 时刻给触发脉冲，晶闸管 VT2 导通，形成负半轴的回路。兰州理工大学8图 2-2 阻性负载波形当负载为阻感性负载时，其负载电压、电流波形

15、如图 2-3 所示。当电源电压 U 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 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。电源电压 U 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 + 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

16、，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。兰州理工大学9图 2-3 阻感性负载波形第三章 单相交流调压电路3.1单相交流调压电路仿真1.建立一个仿真模型的新文件。在 MATLAB 的菜单栏上点击 File，选择 New，再在弹出菜单中选择 Model，这时出现一个空白的仿真平台，在这个平台上可以绘制电路的仿真模型。 2.在 simulink 菜单下面找到 simpowersystems 从中找出所需的晶闸管，交流电源，电压表，电流表，示波器，阻感负载等。3.

17、将找到的模型正确的连接起来，如图 3-1 所示。兰州理工大学10图 3-1 单相交流调压电路4.参数设置 触发脉冲参数设置如下图所示:其中将周期（period）设置为 0.01触发脉冲宽度（pulse width）设置为 5相位滞后（phase delay）也就是触发角可设为 0.0017触发角 相位滞后 换算公式0 030 0.001745 0.002590 0.005120 0.0067150 0.0083180 0.01相位滞后=(触发角/180)0.01负载参数设置如果负载为电阻性负载，则将电感（inductance）兰州理工大学11设为 0，电容（capacitance）设为 inf

18、,本次仿真中的负载为纯电阻性，其参数设置如下图所示电源参数设置电源电压设为 180V，频率设为 50Hz,相位角设为 0，如需改变可另行设置仿真器设置为便于观察波形，将仿真时间设为 0.08（四个周期）3.2 纯阻性负载波形分析（1）正相相位滞后 0.0017（30 度） 、反相相位滞后 0.0117（210 度） ；其波形图如图 3-2 所示。波形中依次为：正向脉冲信号波形、反向脉冲信号波形、VT1 电流波形、负载电流波形、负载电压波形。交流电压信号。兰州理工大学12图 3-2 触发角为 30时波形输出负载电压有效值为: VaUo 8.17405sin621802sin1负载电流有效值为：A

19、RIO5.308.174/0电路功率因数为： 97.01856sin22sin1（2）正相相位滞后 0.0033（60 度）反相相位滞后 0.0133（240 度） 。波形图如图 3-3 所示。图中波形依次为：正向脉冲信号波形、反向脉冲信号波形、VT1 电流波形、负载电流波形、负载电压波形。交流电压信号。兰州理工大学13图 3-3 触发角为 60时波形输出负载电压有效值为: VaUo 5.16802sin1802sin1负载电流有效值为：ARIO23.50.16/0电路功率因数为： 805.120sin22sin1 （3）正相相位滞后 0.0050（90 度）反相相位滞后 0.0150（270

20、 度）波形图如图 3-4 所示。 波形图如下图所示。图中波形依次为：正向脉冲信号波形、反向脉冲信号波形、VT1 电流波形、负载电流波形、负载电压波形。交流电压信号。兰州理工大学14图 4-3 触发角为 90时波形输出负载电压有效值为: VaUo 3.127809sin21802sin1负载电流有效值为：ARIO54.203.17/0电路功率因数为： 70.1890sin22sin1 分析可知： 晶闸管 VT1 和 VT2 交替导通，当正向电压通过时 VT1 导通，系统回路有电源、VT1、负载构成；当反相电压通过时 VT2，系统回路由电压源、VT2 负载构成。导通晶闸管 VT1 只在电压正半周的

21、时候有电流，导通晶闸管 VT2兰州理工大学15只在电压负半周的时候有电流，流过负载的电流波形与负载电压波形完全相同，只是幅值不同而已。触发角 的移相范围为（0， ） 。随着给定触发角的增大，输出电压值、电流值、功率因数都在减小，当触发角为 180时，输出电压、电流为零。输出电压是正弦函数的一部分，由于输出电压波形正负半轴完全对称，因此不含直流分量和偶次谐波，仅有奇次谐波。3.2.2 阻感性负载阻感性负载时，分析 三种情况下的波形。给定触发，角为 60，通过改变负载电感 L 的值，改变阻抗角 的大小，从而观察不同阻抗角对负载波形的影响。（1） 时，取电感值 L=0.092（阻抗角 30 度）波形

22、图如图 3-5 所示。图中波形依次为：正向脉冲信号波形、反向脉冲信号波形、VT1 电流波形、负载电流波形、负载电压波形、交流电压信号。图 3-5 阻抗角为 30时波形同电阻负载一样，在 的正半周 角时， 触发导通，输出电压 等于iuiTou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 ，oi oi当电压达到过零点时电流不为 0，之后 继续下降，输出电压 出现负值，直oi到电流下降到 0 时， 自然关断，输出 电压等于 0，正半周结束，期间电流1T兰州理工大学16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，oi 0在 工况下， 因此在 脉冲

23、到来之前 已关断，正负电流不连续。182T1T在电源的负半周 导通，工作原理与正半周相同。2T（2） 时，取电感值电感值 0.137（阻抗角 60 度） 。波形图如图 3-6所示。图中波形依次为：正向脉冲信号波形、反向脉冲信号波形、VT1 电流波形、负载电流波形、负载电压波形、交流电压信号。图 3-6 阻抗角为 60时波形当控制角 = 时，负载电流的表达式中)sin()si()(2i tan/)(0 i etLRU的第二项为零，相当于滞后电源电压 角的纯正弦电流，此时导通角兰州理工大学17=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 连续，0 12 0该工况下两个晶闸管

24、相当于两个二极管，或输入输出直接相连，输出电压及电流连续，无调压作用。（3） 时，取电感值 0.594（阻抗角 75 度）窄脉冲触发波形图如图3-7 所示。 波形图如下图所示。图中波形依次为：正向脉冲信号波形、反向脉冲信号波形、VT1 电流波形、负载电流波形、负载电压波形、交流电压信号。图 3-7 阻抗角为 75窄脉冲触发时波形（4） 时，取电感值 0.594（阻抗角 75 度）, 宽脉冲触发波形图如图 3-8 所示。 波形图如下图所示。图中波形依次为：正向脉冲信号波形、反向脉冲信号波形、VT1 电流波形、负载电流波形、负载电压波形、交流电压信号。兰州理工大学18图 3-8 阻抗角为 75宽脉

25、冲触发时波形在 工况下，分为窄脉冲触发和宽脉冲触发，如图 3-7 和 3-8。门极窄脉冲触发。当电路工作在稳态时，两只反并联的晶闸管在间隔180的触发脉冲（触发角 ）的作用下，在电源电压的两半周内轮流导通。当，则先触发导通的晶闸管的导通角 ，在此期间，如果用持续时间 180小于 的触发脉冲去触发另一只晶闸管，这意味着在已导通的晶闸管关断前，-另一只晶闸管的触发脉冲已经消失了，另一只晶闸管始终无法导通，此时电路工作在单相半波可控整流状态。为了避免这种情况，应该采用宽脉冲触发方式。门极宽脉冲触发，如果采用脉冲宽度大于 的脉冲去触发晶闸管。假-定在 时刻触发晶闸管 VT1，则晶闸管 VT1 的导通角

26、 ，在它的电流t 180过零关断前，晶闸管 VT2 的门极触发脉冲已经在 时刻被施加给了晶闸t管 VT2，并且由于脉冲宽度大于 ，该触发脉冲将会持续到晶闸管 VT1 过零-关断后，晶闸管 VT2 导通，此时触发角 因此晶闸光 VT2 的实际导-通角小于 180。这将使下一个周期 VT1 的实际导通角 后移，导通角 减小，使 VT2 实际的触发角前移，导通角逐步增大，经过短暂的过渡过程之后 ，最终将使两个晶闸管的触发角相等，电路进入稳定运行状态。兰州理工大学19分析可知：单相交流调压电路在阻感性负载运行时，负载电压、电流波形与触发角 、 有如下关系 有如下关系：（1） ，则晶闸管导通角 ，电流断

27、续；180（2） ，则晶闸管导通角 ，电流临界连续；（3） ，则晶闸管导通角 ，电流连续。（4）当 时，触发脉冲可采用窄脉冲或宽脉冲触发，电路均可正常工作；但当 时，必须采用宽脉冲触发电路才可正常运行，如果采用窄脉冲触发，电路将变成单相半波可控整流，电路不可正常运行。第四章三相交流调压电路4.1 三相交流调压电路仿真模型兰州理工大学20三相交流调压电路如图 4-1 所示。示波器第一项观测晶闸管脉冲波形，示波器第二项观测负载电压波形，示波器第三项观测负载电流波形。三相交流调压电路仿真步骤同单相交流调压电路仿真相同。不同之处是：晶闸管 VT1VT6 触发脉冲角依次相差 60，每相反并联晶闸管脉冲触

28、发角相差180。图中晶闸管顺序从上到下依次为：VT1、VT4、VT3、VT6、VT5、VT2。图 4-1 三相交流调压电路4.2 阻性负载波形分析（1）VT1 触发角 0.0017（30 度） 、VT2 触发角 0.005（90 度） 、VT3 触发角 0.0083（150 度） 、VT4 触发角 0.0116（210 度） 、VT5 触发角 0.015（270 度） 、VT6 触发角 0.0183（330 度） ；波形图如图 4-2 所示。图中波形依次为：六个晶兰州理工大学21闸管脉冲信号波形，三相负载电压波形、负载电流波形。图 4-2 触发角 30时波形分析可知：当触发角 时，三相三线交流

29、调压电路工作在两相导60通与三相导通交替状态。（2）VT1 触发角 0.0033（60 度） 、VT2 触发角 0.0067（120 度） 、VT3 触发角 0.01（180 度） 、VT4 触发角 0.0133（240 度） 、VT5 触发角 0.0167（300 度）、VT6 触发角 0.02（360 度） 。波形图如图 4-3 所示。图中波形依次为：六个晶闸管脉冲信号波形，三相负载电压波形、负载电流波形。兰州理工大学22图 4-3 触发角 60时波形（3）VT1 触发角 0.0075（135 度） 、VT2 触发角 0.0108（195 度） 、VT3触发角 0.01042（255 度）

30、 、VT4 触发角 0.0175（315 度） 、VT5 触发角0.02083（375 度） 、VT6 触发角 0.02417（435 度） 。波形图如图 4-4 所示。图中波形依次为：六个晶闸管脉冲信号波形，三相负载电压波形、负载电流波形。图 4-4 触发角 135时波形兰州理工大学234.3 阻感性负载波形分析采用 6 只/3 组反并联晶闸管或三块双管晶闸管模块构成，采用单向晶闸管，管子承受 dv/dt 的能力要优于双向晶闸管，晶闸管保护电路简单，故障率相对较低，是广为采用的一种电路形式。三相调压的负载电路为均衡负载，分为 RL1、RL2、RL3 三部分。晶闸管的导通顺序为：VT1VT2V

31、T3VT4VT5VT6。由于三相交流调压电路输出波形比较复杂，这里只理论分析单脉冲、宽脉冲和双触冲三种移相触发脉冲的输出情况。下图 4-8 的波形图中，三相电源电压依正弦规律变化，一个周期的变化电角度为 360，三相电源电压的频率与最大值相同，但相位互差 120。A.B.CU UA UB UCta b c d e f0、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、t0A- C B- A C- BU图 4-8 三相交流调压电路的单脉冲触发示意图三相电压依次达到最大值的次序，称为相序，顺相序为ABC，逆相序时为 ACB。 一个周期内出现 6 个自然电压过零点（图 af 点） ，一个周期

32、内产 6 个相对于过零点的移相触冲，相邻脉冲的相位差，为 60。同一相的正、负半波的触发脉冲间隔180“截取”A 相正半波时段，比较一下三相交流调压电路中使用兰州理工大学24单（窄）脉冲、宽脉冲和双脉冲进行触发所得到的结果。此处的单脉冲，指宽度小于 60的窄脉冲信号。宽脉冲指宽度大于 60120或大于 60150的宽脉冲，负载电路的性质不同，对触发脉冲的宽度要求有所不同。双脉冲，指脉冲宽度小于 60的两个窄脉冲。(1）单脉冲触发方式：0 t0 tUA/B/CUA UC-A、 、 、 、A、 C-、 、 、 、UCUAUAC-t1 t2UB图 4-9 三相交流调压电路的单脉冲触发示意图三相三线交

33、流调压电路中，每相必须与另两相构成电流回路。此时，当 A 相电源端极性为正、C 相电源端为负，晶闸管 VT1、VT2应该同时接受触发信号而开通，形成由 ARL1RL3VT2C 相的电流通路。单脉冲触发，是无法满足这个要求的。假定 A 相正半波触发信号是在 t1 时刻给出，相对应 C 相负半波触发信号在 t2 时刻给出。当 A 相处于正半波期间，UA 触发脉冲出现时，C 相也处于电压极性为正（其电压幅度甚至高于 A 相电压）的状态，二者不具备形成电流通路的条件，晶闸管 VT1 得到触发信号，但因不具备开通兰州理工大学25条件而处于关断状态；当 C 相电压处于负半波期间时，VT2 在 t2 时刻得

34、到触发信号，但此时 VT1 的触发脉冲信号已经消失，VT1 处于关断状态，VT2 也不具备开通条件。说明单窄脉冲触发信号，对三相调压电路，是失效的。所以三相交流调压电路，在工作时若要负载电流流通，在每一瞬间至少要有两相构成通路，必须有 2 只晶闸管同时导通（实际上有 3 只晶闸管短时导通过程） 。要保证触发两只晶闸管同时导通，需采用宽脉冲或双脉冲触发方式，要求晶闸管的触发信号除了与相应的交流电源有一致的相序外，各触发信号之间还须保持一定的相位关系。（2）宽脉冲触发方式：0 t0 tUA/B/CA、 、 、 、AA、 、 、UCUUA UB0 tC-Ut1 t2 t3C-、 、 、图 4-10

35、三相交流调压电路的单脉冲触发示意图宽脉冲方式：如果在 t1 时刻，晶闸管 VT1 得到较宽的触发脉冲 UA，并一直维持至 t2 时刻 UC-触发脉冲的出现以后，UA 与 UC-两个脉冲产生 t2t2 时段内的重叠区，意味着主电路晶闸管 VT1、VT2被同时触发开通，形成了 A 相正半波期间流经负载电路 RL1 的电流兰州理工大学26通路。对于电阻性负载电路，要求 UA（UC-）的脉冲宽度须大于60小于 120，对于电感性负载电路，因晶闸管在电压过零后，有延时关断过程，需要触发脉冲的宽度为大于 60小于 150，即脉冲出现时刻足以维持到所对应相半波期间触发脉冲的出现，以保障最低有对应相两只晶闸管

36、的同时开通，以形成负载电流通路。（3）双脉冲方式：宽脉冲直流分量大，易使脉冲变压器直流磁化和造成驱动电路功耗过大、晶闸管的栅阴结发热，往往对宽脉冲进行高频调制处理后，变为高频开关波形，再作为触发脉冲送出。而双脉冲触发方式，是应用最普遍的一种方式。0 t0 tUA/B/CA、 、 、 、A、 、 、UCUUA UB0 tUB、 、 、移A补A 移B0 tUt1 t2 t3C、 、 、移C-补C-补B图 4-11 三相交流调压电路的单脉冲触发示意图在电源 A 相进入正半波时段后的 t1 时刻，A 相正半波触发电路在输出一个 A 相正半波的触发脉冲“移 A”的同时（触发 VT1） ，也向 B 相的负

37、半波触发电路发出一个“补 A”脉冲，这个补脉冲由兰州理工大学27B 相负半波触发电路输出（触发 VT6） ，VT1、VT6 两管的同时开通，对角接负载电路来说，形成 AVT1RL1VT6B 的负载电流通路，RL1 负载两端的电压为 UAB，这是形成 A 相正半波电流通路的第一个时段，持续时间较短。此后，随着 C 相负半波的到来，t2 时刻“移 C-”触发信号（触发 VT2）在经 C 相负半波驱动电路送出的同时，出向 A 相的正半波触发路，发送一个“补 C-”脉冲（触发 VT1） ，此脉冲信号也经 A 相的正半波驱动电路输出。无论 t1 时刻，VT1 有无受到触发信号而开通，但在 t2 时刻，两

38、个触发信号的同时出现，保障 VT6、VT2 的同时开通，形成 AVT1RL1VT2C 的负载电路通路。这是形成 A相正半波电流通路的第二个时段，出现了 VT1 与 VT2、VT6 三只晶闸管共通的时刻，这个时段较短；随后，B 相电压往正半波方向变化，当 VT6 承受零偏压和反向偏压后，VT6 进入截止状态，只剩下AVT1RL1VT2C 的负载电路通路，由 VT1、VT2 同时开通所保障。这一时段，保持的时间最长。可见，电流通路的实现，是在每相的半波时段时，输出两个相差60的触发脉冲来完成的。第一个脉冲为“本相”的移相触发脉冲，第二个脉冲，为“对应相”发来的补脉冲。图 4-11 中 A 双脉冲、

39、C双脉冲，即为移相脉冲和补脉冲的组合。本相触发信号发出时，为与对应相晶管形成通路，总是向前一相触发电路发送补脉冲信号。如 A 脉冲发送时，同时向 B-驱动电路发送补脉冲；C-脉冲发送时，同时向 A 驱动电路发送补脉冲。兰州理工大学28补脉冲的形成，一般是在功率触发电路之间，由脉冲逻辑分配器（如 KJ041 电路） “配送后”输出，也可在末级功率放大电路进行分配，使功率放大器同时驱动两路脉冲变压器来实现。三相交、直流调压电路中的补脉冲分配方式见下图 4-12。、A、A、A、A、B、B、B、B、C、C、C、C、A、C、B、A、C、B、VT1VT2VT3VT4VT5VT6、 、 、 、 、 、 、A

40、、 、 、 B-、 、 、C-、 、 、 A、 、 、B、 、 、 C-、 、 、A-、 、 、 B、 、 、C、 、 、 A-、 、 、B-、 、 、 C、 、 、图 4-12 三相调压电路中的补脉冲分配示意图从上图中可看出，每相在发送移相信号的同时，也按顺序向对应相发送补脉冲信号；每一路触发电路，都地以双脉冲方式输出的。第五章 总结这次电力电子计算机仿真设计，让我们有机会将课堂上所学的理论知识运用到实际中。并通过对知识的综合利用，进行必要的分兰州理工大学29析，比较。从而进一步验证了所学的理论知识。指导我们在以后的学习，多动脑的同时，要善于自己去发现并解决问题。这次的课程设计，还让我知道了

41、最重要的是心态，在你拿到题目时会觉得困难，但是只要充满信心，就肯定会完成的。通过电力电子计算机仿真设计，我加深了对课本专业知识的理解，平常都是理论知识的学习，在此次课程设计中，真正做到了自己查阅资料、完成一个基本汇编程序的设计。在此次的设计过程中，我更进一步地熟悉了单相交流调压电路的原理以及触发电路的设计。当然，在这个过程中我也遇到了困难，通过查阅资料，相互讨论，我准确地找出错误所在并及时纠正了，这也是我最大的收获，使自己的实践能力有了进一步的提高，让我对以后的工作学习有了更大的信心。通过这次课程设计使我懂得了只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从

42、而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计，把以前所学过的知识重新温故，巩固了所学的知识。参考文献1.松树朴等，电力电子技术，第一版，中国矿业大学出版社，1999兰州理工大学302.黄俊，半导体变流技术，第四版，机械工业出版社，20023.张立，现代电力电子技术，第一版，机械工业出版社，19954.周明宝，电力电子技术，第一版，机械工业出版社，19975.叶斌，现代电力电子电路，第二版，浙江大学出版社，20026.赵良瑸，现代电力电子技术基础，第一版，清华大学出版社，1995