1、 湖南铁道职业技术学院毕业设计 铁电 092 班 单相调压器毕业设计 毕业设计说明书课题名称：新型单相调压器设计专 业 系 轨道交通系 班 级 铁电 092 学生姓名 文毅峰 指导老师 周辉山 完成日期 2011.11.16 湖南铁道职业技术学院毕业设计 铁电 092 班 单相调压器毕业设计 目 录前 言 .11. 单相调压器设计任务 21.1 技术背景 .1.2 技术参考1.3 设计要求 .2. 单相调压器设计方案 .2.1 主电路设计 .2.2 技术要求 .2.3 主电路原理分析 .2.4 触发电路设计2,5 技术要求.2.6 触发电路原理分析2,7 单相调压器总电路图及原理分析3. 检测
2、报告 .3.1 检测项目 3.2 参数分析 3.3 实验数据 .4. 单相调压器主要元器件选择与说明 .25元器件列表 .16心得体会 .37参考文献 .38湖南铁道职业技术学院毕业设计 铁电 092 班 单相调压器毕业设计 前 言电力电子技术是将电子技术和控制技术引入传统的电力技术领域，利用半 导体电力开关器件组成各种电力变换电路实现电能的变换和控制。 它包括电力 电子器件、电力电子电路和控制技术三部分，它的研究任务是电力电子器件的 应用、电力电子电路的电能变换原理、控制技术以及电力电子装置的开发与应 用。 电力电子技术的发展取决于电力电子器件的研制与应用， 它是以低频技术处理问题为主的传统
3、电力电子技术，向以高频技术处理问题为主的现代电力电 子技术方向发展的。电力电子器件是电力电子技术的基础，也是电力电子技术发展的动力，电力电子技术的每一次飞跃都是以新器件的出现为契机的。它的根本任务是实现电能的变换和控制。电力电子技术在一般工业、交通运输、电 力系统、通信系统、计算机系统、新能源以及日常生活中得到了广泛的应用。 总之， 电力电子技术的应用范围十分广泛， 激发人们学习、 研究电力电子技术， 并使其飞速发展。 电力电子装置提供给负载的是各种不同的电源， 因此可以说， 电力电子技术研究的也就是电源技术。电力电子技术对节省电能有重要意义。 特别在大型风机、水泵采用变频调速，在使用量十分庞
4、大的照明电源等方面， 因此它也被称为是节能技术。能源是人类社会的永恒话题，电能是最优质的能 源， 因此，电力电子技术在 21 世纪中将会起着十分重要的作用，有着十分光 明的未来。电力电子技术是一门崭新的技术，21 世纪仍将以迅猛的速度发展。湖南铁道职业技术学院毕业设计 铁电 092 班 单相调压器毕业设计 ABSTRACTPower Electronics is the electronics and control technology into conventional power technologies, the use of semiconductor power switching
5、 devices, power conversion circuit composed of a variety of energy transformation and control. It includes power electronic devices, power electronics and control technology of three parts, its mission is to study the application of power electronic devices, power electronic power conversion circuit
6、 theory, control and power electronics technology development and application. Power electronics technology depends on the development of power electronic devices and applications, it is mainly low-technology treatment of the traditional power electronics technology, to high-frequency technology to
7、deal with the problem of a modern power electronics technology, the direction of development. Power electronic devices is the basis of power electronics, power electronics technology is the driving force, power electronics technology, every leap is the emergence of a new device as an opportunity. It
8、s fundamental mission is to achieve the transformation and control of electrical energy. Power electronics technology in general industrial, transportation, power systems, communications systems, computer systems, new energy and life has been widely used. In short, the power electronics technology,
9、a wide range of applications, to stimulate people to learn, study power electronics technology, and its rapid development. Power electronic devices is provided to load a variety of power, it can be said of power electronics technology is the power of technology. Power electronics technology to save
10、energy are important. Especially in large fans, pumps with frequency control, the use of a very large amount of lighting power, etc., so it is also known as energy-saving technologies. Energy is an eternal topic of human society, power is the most high-quality energy, therefore, power electronics te
11、chnology in the 21st century will play an important role, has a very bright future. Power electronics technology is a new technology in the 21st century will continue at a rapid pace. 湖南铁道职业技术学院毕业设计 铁电 092 班 单相调压器毕业设计 第一章 单相调压器设计任务1.1 技术背景单相调压器是工厂和实验室的常见的电气设备，它的功能是把输入的交流正弦电压变换成同频率的另一个正弦电压值。它的构造有一个铁心
12、线圈，一个石墨碳刷，一个转轴，一个手柄，支架及外壳组成。虽然这种形式的调压器目前使用十分广泛。而且是唯一的，但它的缺陷是存在的。譬如：重量体积的问题。因内部有铁心线圈的存在，而且还要考虑容量，铁心又必须做得很大，同时线圈是使用铜线，有色金属国际市场价格是长期向上的走势，成本的不利因素也是一个方面。第二，使用上，必须分清原副边，而且石墨碳刷有磨损，而且需要定期清扫石墨粉和更换石墨，很是麻烦。第三，对负载短路或过载的保护完全没有。为了克服现有的调压器的结构复杂，元器件数目众多，容易出现故障，性能不稳定，制作成本等方面的不足，因此设计一种新型单相交流电子调压器，该电子调压器结构简单，性能稳定，成本低
13、，电压连续可调，可代替原有的自耦调压器，并且具有电压实时显示的功能。1.2 技术参考 单相交流电源的应用是非常广泛的。比如在农村,轻工业，家用电器的小功率传动领域以及电力机车供电系统。对于单相交流电源，调压和稳压是最为普遍的要求。目前能够实现这一要求的调压器有下面三种：1）磁饱和式调压器 该调压器通过控制主电路中电感的饱和程度，以改变电抗值以及其上的电压，实现对输出电压的调节。这种调压器具有一定的动态性能，但输出电压的调节范围，体积和重量较大。2）机械式调压器 机械式调压器由电动机带动碳刷实现输出电压的调节。这种调压器输出波形较好，但体积，重量大，动态性能差。3）电子式调压器 这种调压器采用电
14、力电子器件实现。目前有晶闸管调压器和逆变式调压器两种。晶闸管调压器采用的是相控方式，因此其输出波形差；逆变式调压器采用的是斩波控制方式，其输出波形和动态响应较好。湖南铁道职业技术学院毕业设计 铁电 092 班 单相调压器毕业设计 从上面可知，电子调压器具有较好的性能。电子调压器的结构不仅具有调压，稳压的能力，而且还可以实现电压无级调压。他是采用相控调压方式实现的。电了调压器的工作稳定性，操作方便性，结构简单，成本低，体积小，重量轻等优点。新型调压器可以考虑采用电子式调压器。1.3 设计要求本实用新型的有益效果是，可以实现电压的 0V 到输入电源电压值之间的无级调节，调压器能在带负荷情况下，无级
15、、平滑、连续地调节输出电压并且可以实时显示输出电压的大小；电压变换效率好，接线端子接线错误时，不会有烧毁调压器的危险。结构简单，性能稳定，体积小，重量轻等优点湖南铁道职业技术学院毕业设计 铁电 092 班 单相调压器毕业设计 第二章 单相调压器设计方案采用一个开关管(GTO),调节此开关管（GTO）的导通时间调节电压。设计单相调压电路。将一种交流电能转换为另一种交流电能的过程称为交流一交流变化过程，凡能实现这种变换的电路为交流变换电路。该方案由变压器，触发电路，整流器，以及一些电路构成，输出的电压为单相交流 0-220V。各部分电路的作用220V 交流输入部分作用，为电路提供电源，主要是电输入
16、。调节环节的作用，将交流 220V 电源经过变压器，整流器等电路转换为连续可调的交流电输出。触发电路部分作用，为主电路提供触发信号。输出连续可调的交流电部分作用，为负载提供电源。2.1 主电路设计新型单相调压器为了能实现电压 0V 到输入电源电压值之间的无级调压并且其结构简单，性能稳定，经济成本低等问题。本设计采用第一章章节中采用的电子式调压器中的晶闸管调压器。如图 1-1 所示其输入电源电压为交流 220V。主电路采用四个二极管和一个可关断晶闸管组成。湖南铁道职业技术学院毕业设计 铁电 092 班 单相调压器毕业设计 图 1-12.2 技术要求新型单相调压器为了防止输入电源接错而烧毁调压器的
17、危险，设计了由四个二极管桥式整流换向使得晶闸管 VT 的电压始终是上正下负。为了保证晶闸管的可靠导通采用触发电流大晶闸管，且触发电流越大，正向转折电压越低可以有效的抑制晶闸管的“硬开通” ，防止损坏管子。2.3 主电路原理分析单相交流调压器的主电路是在交流电源侧的负载通过四个二极管桥式整流换向作用与晶闸管 VT 相连。由二极管桥式整流换向作用使得流经晶闸管 VT 的电流始终是从上至下的。如果关断晶闸管 VT，负载间就不会有电流流过，便不能在负载上得到电压。电路通过控制晶闸管在每一个电源周期内导通角的大小（相位控制）来调节输出电压的大小。当晶闸管 VT 被触发导通导通角度为 a 时，负载两边的电
18、压表达式为：Ud= 4sin210 ttdU (2.1)负载电流 i0的表达式为i0= si22tZ(2.2)22(L）R(2.3)湖南铁道职业技术学院毕业设计 铁电 092 班 单相调压器毕业设计 RLarctn (2.4)第三章 触发电路设计3.1 晶闸管对触发电路的要求触发信号的种类：晶闸管由关断到开通，必须具备两个外部条件：第一是承受足够的正向电压；第二是门极与阴极之间加一适当正向电压、电流信号(触发信号)。门极触发信号有直流信号、交流信号和脉冲信号三种基本形式。a) 直流信号：在晶闸管加适当的阳极正向电压的情况下，在晶闸管门极与阴极间加适当的直流电压，则晶闸管将被触发导通。这种触发方
19、式在实际中应用极少。因为晶闸管在其导通后就不需要门极信号继续存在。若采用直流触发信号将使晶闸管门极损耗增加，有可能超过门极功耗；在晶闸管反向电压时，门极直流电压将使反向漏电流增加，也有可能造成晶闸管的损坏。b) 交流信号：在晶闸管门极与阴极间加入交流电压，当交流电压 uc= u。时，晶闸管导通。u t是保证晶闸管可靠触发所需的最小门极电压值，改变 u。值，可改变触发延迟角 。这种触发形式也存在许多缺点，如：在温度变化和交流电压幅值波动时，触发延迟角不稳定，可通过交流电压 u。值来调节，调节的变化范围较小(0 090 0)。c)脉冲信号：在晶闸管门极触发电路中使用脉冲信号，不仅便于控制脉冲出现时
20、刻，降低晶闸管门极功耗，还可以通过变压器的双绕组或多绕组输出，实现信号的隔离输出。因此，触发信号多采用脉冲形式。触发电路的要求：晶闸管门极触发信号由触发电路提供，由于晶闸管电路种类很多，如整流、逆变、交流调压、变频等；所带负载的性质也不相同，如电阻性负载、电阻电感性负载、反电势负载等。仅管不同的情况对触发电路的要求也不同，但其基本要求却是相同的，湖南铁道职业技术学院毕业设计 铁电 092 班 单相调压器毕业设计 具体如下：(a)触发信号应有足够的功率(触发电压、触发电流)湖南铁道职业技术学院毕业设计 铁电 092 班 单相调压器毕业设计 由于晶闸管元件门极参数分散性大，且触发电压、电流值受温度
21、影响会发生变化。例如元件温度为 100时触发电流、电压值比在室温时低 2-3 倍；元件温度为-40 0c 时，触发电流、电压值比在室温时高 2-3 倍。为了使元件在各种工作条件下都能可靠地触发，可参考元件出厂的试验数据或产品目录，设计触发电路的输出电压、电流值，并留有一定的裕量。一般可取两倍左右的触发电流裕量，而触发电压按触发电流大小来决定，但应注意不要超过晶闸管门极允许的峰值功率和平均功率极限值。(b)触发脉冲信号应有一定的宽度：普通晶闸管的导通时间一般为 6s，故触发脉冲的宽度至少应有 6 s 以上，对于电感性负载，由于电感会抑制电流的上升，触发脉冲的宽度应更大一些，通常为0.51ms，否
22、则在脉冲终止时主电路电流还未上升到晶闸管的掣住电流时，此时将使晶闸管无法导通而重新恢复关断状态。3.2 触发电路设计新型单相调压器控制部分的触发电路采用脉冲触发如图 1-2图 1-2控制电路由一个整流桥和一个晶闸管 VT 构成，触发电路由两个整流桥、一个滤波电容、一个定值电阻和一个可变电阻组成。通过触发电路给予晶闸管触发信号，实现电压的调节。新型单相调压器控制电路可以等效为单相桥式整流电路和单相桥式整流电容滤波电路的组合电路。调压器控制电路工作原理分析可以先通过对两桥式整流电路的分析。湖南铁道职业技术学院毕业设计 铁电 092 班 单相调压器毕业设计 单相桥式整流电路如图 1-3 所示图 1-
23、3电路工作原理：设电源变压器二次绕组电压 V2(U2)正半周时瞬时极性上端为正，下端为负。二极管 D1 、D3 正偏导通，D2、D4 反偏截止。导电回路正极D1RL D3负极。负载上电压极性上正下负。负半周时，V2 瞬时极性上端为负，负极端为负，二极管 D1,D3 反偏截止，D2,D4 正偏导通, 导电回路负极D2RL D4正极，负载上电压极性同样上正下负。UO=0.9V2单相桥式整流电容滤波电路如图 1-4 所示为单相半波可控整流电路，整流变压器起变换电压和隔离的作用，整流桥整二次电压 U3，C1 电容起滤波作用。 设滤波电容 C1 初始电压值为零，电压 U 经湖南铁道职业技术学院毕业设计
24、铁电 092 班 单相调压器毕业设计 单相桥式整流后，在一个周期内，U3 对电容充电二次，电容对负载放电的时间大大缩短，输出电压波形更加平滑近似为一条直线。U3=1.2U3 URL+URP=UCURL = U3- URP=1.2U3- URP 图 1-4湖南铁道职业技术学院毕业设计 铁电 092 班 单相调压器毕业设计 第四章 单相调压器总电路图及原理分析图 1-5 单相交流电子调压器电路是本实用新型的电路原理图，负载为调压器输出端子，用来接负载，AC220V 为调压器输入，用来接单相交流电源，图的下部为控制电路，上部 D1-D4，GTO 组成调压器的主电路。图 1-5主电路由一个整流桥和一个
25、晶闸管 VT 构成，控制触发电路由两个整流桥、一个滤波电湖南铁道职业技术学院毕业设计 铁电 092 班 单相调压器毕业设计 容、一个定值电阻和一个可变电阻组成。主电路通过控制电路调节晶闸管 VT 的导通时间，调节输出电压。控制电路的触发则通过比较电阻 R 上的电压。如图 所示控制电路部分输入电压 U2 整流后得到的是一个脉动直流和 U3 整流滤波后得到一个稳定的直流。它们都会在 R 上形成一个压降，VT 的导通取决于这两个压降的关系。只要控制这两个压降的大小就能控制 VT 的导通角，从而实现调压。它们的关系如下：说明：U2 表示（上）变压器二次侧的电压。U3 表示（下）变压器二次侧的电压。R
26、表示定值电阻。Rp 表示可变电阻。VT 表示晶闸管。 Ar 表示在 U2r 上的压降。Br 表示 U3在 R 上的压降。触发回路根据电压比较电路中 Br 与 Ar 的比值来控制晶闸管 VT 的导通或截止则r=Br/Ar因此可以通过改变 r 来调节晶闸管 VT 的导通角。第一种情况：Br 和 Ar 的峰值相切或 Br 完全在 Ar 之上。如图 1-6 所示其图形表示为r=Br/Ar1ABrArB F1r=Br/Ar=1 图 1-6湖南铁道职业技术学院毕业设计 铁电 092 班 单相调压器毕业设计 在输出端得到一个 220V 的交流电如图 1-7 所示。0图 1-7第二种情况：Br 和 Ar 相交
27、其图像如图 1-8 所示为 20Br Ar=Br/Ar0)图 1-8在一个周期内 VT 的导通时间为 0;-; +;2-2;很显然 Br 只有和 Ar 相交于 F 之下才是调节的范围；才能通过 Rp 调节。Rp 最大时 r 分压最小其波形为图 1-9 所示湖南铁道职业技术学院毕业设计 铁电 092 班 单相调压器毕业设计 ArB0 2 图 1-9Rp 最小时 r 分压最大其波形如图 1-10 所示ABr 0 2 图 1-10很显然 r 的分压最大触发电压也最大能等于 Br 的峰值电压。（图中阴影部分表示的是 VT 导通的时间）备注：实际中 Br 等于 Ar 时 VT 不会导通，Br 必须大于
28、Ar+VT 的一个管压降才能触发导通。只是这个管压降很小在这里认为 Br 等于 Ar 时 VT 就能被触发。湖南铁道职业技术学院毕业设计 铁电 092 班 单相调压器毕业设计 移相控制当 Rp 增大时，Br 就会变小相应的其波形会下移也即和 Ar 的交点会下移晶闸管 VT 的导通时间就会变短，输出地电压就也会相应的变小，实现了移相。脉冲输出触发电压由 r 直接取出，这种方法简单、经济，但触发电路与主电路有直接的电联系，不安全。对于晶闸管串联接法的全控桥电路无法工作。所以一般采用脉冲变压器输出。同步电源同步电压由变压器 TB 获得，而同步变压器与主电路接至同一电源，故同步电压于主电压同相位、同频
29、率。同步电压经桥式整流 A、B 电容滤波或不经滤，分别得到 Ar、Br的同步信号,同时同步信号又是触发主电路电路的晶闸管 VT 的电压同步，从而实现同步。第五章 单相调压器主要元器件选择与说明5.1 主要元器件的分析（1）变压器变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电子线路中广泛应用。变压器主要由铁心和绕组两个基本部分组成。变压器功能主要有：电压变换；电流变换，阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等。变压器的工作原理:变压器的工作原理图 湖南铁道职业技术学院毕业设计 铁电 092 班 单相调压器毕业设计 当变压器的一次绕组接上交流电压 U1 时，一次绕组中便有电流通过。电流在铁心中产生闭合磁
30、通，磁通随的变化而变化，从而在二次绕组中产生感应电动势。如果二次绕组接有负载，在二次绕组和负载组成回路中有负载电流产生。1.变压器的变压比 1212=12=K 称为变压器的变比。当电源电压一定时，只要改变匝数比，就可得出不同输出电压。降压变压器， 1 为升压变压器。1为 2.变压器的变流比变压器中一、二次绕组的电流之比为1221=1即变压器一、二次绕组的电流与绕组的匝数成反比。因为整 流 桥 阳 极 电 压 都 比 较 高 ， 不 能 直 接 引 入 控 制 装 置 ， 因 此 需 要 利 用 一 个 变 压 器来 降 压 ， 并 同 时 起 到 一 定 的 隔 离 作 用 ， 所 以 新型单
31、相调压器的变压器采用同 步 变 压器 用 来 为 晶 闸 管 提 供 同 步 信 号 作 为 其 控 制 电 压 的 。（ 2） 二 极 管二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode)，另外，还有早期的真空电子二极管；它是一种具有单向传导电流的电子器件。在半导体二极管内部有一个 PN 结两个引线端子，这种电子器件按照外加电压的方向，具备单向电流的转导性。一般来讲，晶体二极管是一个由 p 型半导体和 n 型半导体烧结形成的 p-n 结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层，构成自建电场。当外加电压等于零时，由于 p-n 结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态
32、，这也是常态下的二极管特性。正向性外加正向电压时，在正向特性的起始部分，正向电压很小，不足以克服 PN结内电场得阻挡作用，正向电流几乎为零，这一段称为死区。这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。当正向电压大于死区电压以后，PN结内电场被克服，二极管导通，电流随电压增大而迅速上升。在正常使用的电流范围内，导通时二极管的端电压几乎维持不变，这个电压称为二极湖南铁道职业技术学院毕业设计 铁电 092 班 单相调压器毕业设计 管的正向电压。反向性外加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流，由于反向电流很小，二极管处于截止状态。这个反向电流又称为反向饱和电流或
33、漏电流，二极管的反向饱和电流受温度影响很大。击穿外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种形象称为电击穿。引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。电击穿时二极管失去单向导电性。如果二极管没有因电击穿而引起过热，则单向导电性不一定会被永久破坏，在撤除外加电压后，其性能仍可恢复，否则二极管就损坏了。因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。 二极管是一种具有单向导电的二端器件，有电子二极管和晶体二极管之分，电子二极管现已很少见到，比较常见和常用的多是晶体二极管。 二极管的单向导电特性，几乎在所有的电子电路中，都要用到半导体二极管，它在许多的电路中起着重要的作用，它是诞生最早的半导体器
34、件之一，其应用也非常广泛。 二极管的管压降：硅二极管（不发光类型）正向管压降 0.7V，锗管正向管压降为 0.3V，发光二极管正向管压降为随不同发光颜色而不同。 主要有三种颜色，具体压降参考值如下：红色发光二极管的压降为 2.0-2.2V，黄色发光二极管的压降为 1.82.0V，绿色发光二极管的压降为3.03.2V，正常发光时的额定电流约为 20mA。二极管的电压与电流不是线性关系，所以在将不同的二极管并联的时候要接相适应的电阻。新型单相调压器电路中采用整流二极管，利用二极管单向导电性，可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉冲直流电。四个二极管组成整流桥有转换极性的作用。使主电路和辅助电
35、路的电流方向固定，防止因接错而损坏。桥 堆桥 堆 是 一 种 电 子 元 件 ， 内 部 由 多 个 二 极 管 组 成 。 主 要 作 用 是 整 流 ， 调 整 电 流方 向 。 用 桥 堆 整 流 效 果 比 较 好 的 ， 首 先 是 很 方 便 ， 而 且 它 内 部 的 四 个 管 子 一 般 是 挑选 配 对 的 ， 所 以 其 性 能 较 接 近 ， 还 有 就 是 大 功 率 的 整 流 时 ， 桥 堆 上 都 可 以 装 散快 ， 使 工 作 时 性 能 更 稳 定 ， 当 然 使 用 场 合 不 同 也 要 选 择 不 同 的 桥 堆 ， 不 能 只 看 耐 压是 否 够
36、 ， 比 如 高 频 特 性 等整 流 桥 堆 是 由 四 只 整 流 硅 芯 片 作 桥 式 连 接 ， 外 用 绝 缘 朔 料 封 装 而 成 ， 大 功 率 整流 桥 在 绝 缘 层 外 添 加 锌 金 属 壳 包 封 ， 增 强 散 热 。湖南铁道职业技术学院毕业设计 铁电 092 班 单相调压器毕业设计 整 流 桥 堆 是 由 四 只 整 流 硅 芯 片 作 桥 式 连 接 ， 外 用 绝 缘 朔 料 封 装 而 成 ， 大 功 率 整流 桥 在 绝 缘 层 外 添 加 锌 金 属 壳 包 封 ， 增 强 散 热 。桥堆的工作原理：桥 堆 的 每 个 工 作 周 期 内 ， 同 一
37、时 间 只 有 两 个 二 极 管 进 行 工 作 ， 通 过二 极 管 的 单 向 导 通 功 能 ， 把 交 流 电 转 换 成 单 向 的 直 流 脉 动 电 压 。单 相 调 压 器 控制电路部分中变压整流电路采用桥堆整流。可关断晶闸管可关断晶闸管 GTO（Gate Turn-Off Thyristor）亦称门控晶闸管。其主要特点为，当门极加负向触发信号时晶闸管能自行关断。成分结构可关断晶闸管也属于 PNPN 四层三端器件，其结构及等效电路和普通晶闸管相同，因此图 1 仅绘出 GTO 典型产品的外形及符号。大功率 GTO 大都制成模块形式。 尽管 GTO 与 SCR 的触发导通原理相同
38、，但二者的关断原理及关断方式截然不同。这是由于普通晶闸管在导通之后即外于深度饱和状态，而 GTO 在导通后只能达到临界饱和，所以 GTO 门极上加负向触发信号即可关断。GTO 的一个重要参数就是关断增益，off，它等于阳极最大可关断电流 IATM 与门极最大负向电流 IGM 之比，有公式 off =IATM/IGM off 一般为几倍至几十倍。off 值愈大，说明门极电流对阳极电流的控制能力愈强。很显然，off 与昌盛 的 hFE 参数颇有相似之处。应用领域下面分别介绍利用万用表判定 GTO 电极、检查 GTO 的触发能力和关断能力、估测关断增益 off 的方法。 1判定 GTO 的电极：将万
39、用表拨至 R1 档，测量任意两脚间的电阻，仅当黑表笔接 G 极，红表笔接 K 极时，电阻呈低阻值，对其它情况电阻值均为无穷大。由此可迅速判定 G、K 极，剩下的就是 A 极。 2检查触发能力：首先将表的黑表笔接 A 极，红表笔接 K 极，电阻为无穷大；然后用黑表笔尖也同时接触 G 极，加上正向触发信号，表针向右偏转到低阻值即表明GTO 已经导通；最后脱开 G 极，只要 GTO 维持通态，就说明被测管具有触发能力。 3检查关断能力：现采用双表法检查 GTO 的关断能力，如图 2(b)所示，表的档位及接法保持不变。将表拨于 R10 档，红表笔接 G 极，黑表笔接 K 极，施以负向触发信号，如果表的
40、指针向左摆到无穷大位置，证明 GTO 具有关断能力。 4估测关断增益 off: 进行到第 3 步时，先不接入表，记下在 GTO 导通时表的正向偏转格数 n1；再接上表强迫 GTO 关断，记下表的正向偏转格数 n2。最后根据读取电流法按下式估算关断增益：off=IATM/IGMIAT/IGK1n1/ K2n2 式湖南铁道职业技术学院毕业设计 铁电 092 班 单相调压器毕业设计 中 K1表在 R1 档的电流比例系数； K2表在 R10 档的电流比例系数。 off10n1/ n2 此式的优点是，不需要具体计算 IAT、IG 之值，只要读出二者所对应的表针正向偏转格数，即可迅速估测关断增益值。 注意
41、事项： （1）在检查大功率 GTO 器件时，建议在 R1 档外边串联一节 1.5V 电池 E，以提高测试电压和测试电流，使 GTO 可靠地导通。 （2）要准确测量 GTO 的关断增益 off，必须有专用测试设备。但在业余条件下可用上述方法进行估测。由于测试条件不同，测量结果仅供参考，或作为相对比较的依据。此处我们采用其通断进行单项电压的调节。滤波电容安装在整流电路两端用以降低交流脉动波纹系数提升高效平滑直流输出的一种储能器件，我们把这种器件称其为滤波电容。滤波电容具有电极性，我们称其为电解电容。电解电容的一端为正极，另一端为负极，正极端连接在整流输出电路的正端，负极连接在电路的负端。在所有需要
42、将交流电转换为直流电的电路中，设置滤波电容会使电子电路的工作性能更加稳定，同时也降低了交变脉动波纹对电子电路的干扰。滤波电容在电路中的符号一般用“C“表示，电容量越大，滤波性能越好。为了获得更好的直流稳定系数，电容量一般选择在数百微法或数千微法以上。作用：滤波电容用在电源整流电路中，用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑。RP 变阻器可以调节电阻大小的装置，接在电路中能调整电流的大小。一般的变阻器用电阻较大的导线（电阻线）和可以改变接触点以调节电阻线有效长度的装置构成。作用：1、限制电流，保护电路 2、改变电路中电压的分配。滑动变阻器能够逐渐地改变连入电路的电阻，起到连续改变电流大小的作用，但不
43、能准确知道连入电路的电阻值。如果需要知道连入电路的电阻的阻值，就要用电阻箱。 所以，电阻箱是一种可以调节电阻的并且能够显示出电阻阻值大小的变阻器。它与滑动变阻器比较，滑动变阻器不能表示出连入电路的电阻值，但它可以连续改变接入电路中的电阻。电阻箱能表示出连入电路中的阻值大小,但阻值变化是不连续的。湖南铁道职业技术学院毕业设计 铁电 092 班 单相调压器毕业设计 5.2 元器件参数选择主电路晶闸管的选择角频率 ： =2f (5.1)= 5014.32=314(rad/s)负载阻抗 z:(5.2)22)(LRz=546.18227.03145）（ 负载阻抗角：5.2307.14arctnRl(5.
44、3)负载两端的最大电压为：U=220 V2=311V(5.4)流过负载的最大电流为：(5.5)AZUI56.018.43流过晶闸管电流的有效值为:IT39.02(5.6)加到晶闸管的两端最大电压为(5.7)VUTe 08.31根据晶闸管选择原理:额定电压值比实际正常工作时的最大电压啊 23 倍,晶闸管的额定电压为晶闸管正湖南铁道职业技术学院毕业设计 铁电 092 班 单相调压器毕业设计 ArB 0 2 常工作时流过晶闸管有效电流. 晶闸管的额定电压为: (5.8）VUe 80.312 晶闸管的额定电流为: (5.9)AIITT7.)(所以选择的晶闸管型号为 KP2-8控制电路 Rp 和 r 的选择Rp 最大时，r 的分压最小它的值最好是刚好能使 Br 与 X 轴重合。Rp 最小时，r 的分压最大，它的值最好是刚好能使 Br 与 Ar 的峰值点相切。所以有：r=100Rp=470K考虑到滤波的平稳性选择大容量的铝电解电容。耐压值高于实际工作电压的两倍以上。元器件选择元器件符号 元器件名称
