电力电子技术课程设计论文-单相交流调压实验装置

电力电子技术课程设计论文-单相交流调压实验装置内容摘要：

不至于损坏，从技术上来看此套实验装置接线简单易行，可靠性较高，经过后期的仿真实验可以看出，本装置完全可以满足最基 本的实验需求。 最后经过具体论证，方案图如下图所示。 图 1 单相交流调压电路的 总体设计方案 图 本科生课程设计（论文） 4 具体电路设计 单相交流调压主电路图如图 2 所示。 两个晶闸管 VT1 和 VT2 反并联串联在交流电路中，在每半个周期内对晶闸管开通相位的控制，可以方便的实现交流调压。 本套实验装置是针对纯电阻负载 R 设计的，在电阻负载时，晶闸管的导通角只与控制角 有关，正负半周起始时刻（ =0）的时刻均为电压过零时刻，在稳态状况下，应使正负半周的  相等。 的移相范围应是 0≤ ≤ 。 对脉冲触发的要求除了要保证与电源同步外，脉冲本身的宽度也要保证晶闸管能够导通。 根据题目要求取最小导通角为 20～ 300左右。 图 2 晶闸管触发电路的作用是产生符合要求的门极触发脉冲，保证晶闸管在需要要的时刻有阻断转为导通。 晶闸管触发电路应满足下列要求： 1）触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通，对反电动势负载的变流器应采用宽脉冲或脉 冲列触发； 2）触发脉冲应有足够的幅度，对户外场合，脉冲电流的幅度应增加为器件最大触发电流的 35 倍，脉冲前沿的陡度也许增加，一般需达 12A/us； 3）所提供的触发脉冲应不超过晶闸管门极的电压、电流和功率定额，且在门极伏安特性的可靠触发区域之内； 4）有良好的的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。 ① 触发电路的选择 根据以上要求分析，采用 KC05 移相触发器进行触发电路的设计。 其引脚如图 3 所示。 KCO5 可控硅移相触发器适用于双向可控硅或两只反向并联可控硅的交流相位控制。 该触发器适用于双向晶闸管 或两只反向并联晶闸管电路的交流相位控制，具有锯齿波线性好，移相幅度宽，控制方式简单，易于集中控制，输出 本科生课程设计（论文） 5 电流大等优点，是交流调压电路的理想电路。 ② 触发电路的工作原理 KC05 晶闸管移 相触发器内部电路原理图如图 4 所示。 V V2组成同步检测电路，当同步检测电压过零时 V V2 截止，从而使 V V V5 导通， V4 导通，使V11 基极被短接， V11 截止， V5 对外接电容 C1 充电到 8V 左右。 同步电压过零结束时， V V2 导通， V V V5 恢复截止， C1 电容经 V6恒流放电，形成线性下降的锯齿波，锯齿波的斜率由 5端的外接锯齿波斜率电位器 RP1 调节。 锯齿波送至 V8 与 6端引入 V9 的移相控制电压 Uc 进行比较放大，当 UcUB 时， V V11导通， V12 截止， V1 V14 导通，输出脉冲。 V4 是失 交保护输出，保证了移相电压与锯齿波失交时晶闸管仍保持全导通。 各点波形图如图 5所示。 图 3 图 4 本科生课程设计（论文） 6 图 5 综上所述，由 KC05 移相 触发电路构成的触发电路如图 6所示： 图 6 本科生课程设计（论文） 7 电力电子器件承受过电流和过电压的能力较差，短时间的过电流和过电压就会把器件损坏。 然而实际操作中不能完全根据装置运行时可能出现的暂时过电流和过电压的数值来确定器件参数，必须充分发挥器件的过载能力。 因此，保护 电路的设计就成为提高电力电子装置运行可靠性必不可少的重要环节。 由于晶闸管换相结束后不能立刻恢复阻断能力，因而有较大的反向电流流过，使残存的载流子恢复，当其恢复了阻断能力时，反向电流急剧减小，这样的电流突变会因线路电感而在晶闸管阴阳极之间产生过电压。 过压保护就是根据电路中产生的不同过电压的部位加入不同的保护电路，当达到 — 定电压值时，自动开通保护电路，使过电压通过保护电路形成通路，消耗过压储存的电磁能量，从而使过压的能量不会加到主开关器件上，保护了电力电子器件。 本实验装置的过电压保护电路可以使用阻容保护电 路来实现。 将电容并联在回路中，当电路中出现电压尖峰电压时，电容两端电压不能突变的特性，可以有效地抑制电路中的过压。 与电容串联的电阻能消耗掉部分过压能量，同时抑制电路中的电感与电容产生振荡，单相交流调压的过电压保护电路如。