畢業(yè)設(shè)計新型單相調(diào)壓器設(shè)計

1、畢業(yè)設(shè)計說明書課題名稱：新型單相調(diào)壓器設(shè)計目 錄前 言11. 單相調(diào)壓器設(shè)計任務(wù)21.1 技術(shù)背景1.2 技術(shù)參考1.3 設(shè)計要求 2. 單相調(diào)壓器設(shè)計方案2.1主電路設(shè)計2.2技術(shù)要求2.3主電路原理分析2.4 觸發(fā)電路設(shè)計.2,5 技術(shù)要求.2.6 觸發(fā)電路原理分析.2,7 單相調(diào)壓器總電路圖及原理分析.3. 檢測報告3.1檢測項目3.2參數(shù)分析3.3 實驗數(shù)據(jù)4. 單相調(diào)壓器主要元器件選擇與說明25元器件列表16心得體會37參考文獻38前 言電力電子技術(shù)是將電子技術(shù)和控制技術(shù)引入傳統(tǒng)的電力技術(shù)領(lǐng)域，利用半 導(dǎo)體電力開關(guān)器件組成各種電力變換電路實現(xiàn)電能的變換和控制。 它包括電力 電子器件、

2、電力電子電路和控制技術(shù)三部分，它的研究任務(wù)是電力電子器件的 應(yīng)用、電力電子電路的電能變換原理、控制技術(shù)以及電力電子裝置的開發(fā)與應(yīng) 用。 電力電子技術(shù)的發(fā)展取決于電力電子器件的研制與應(yīng)用， 它是以低頻技術(shù)處理問題為主的傳統(tǒng)電力電子技術(shù)，向以高頻技術(shù)處理問題為主的現(xiàn)代電力電 子技術(shù)方向發(fā)展的。電力電子器件是電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)，也是電力電子技術(shù)發(fā)展的動力，電力電子技術(shù)的每一次飛躍都是以新器件的出現(xiàn)為契機的。它的根本任務(wù)是實現(xiàn)電能的變換和控制。電力電子技術(shù)在一般工業(yè)、交通運輸、電 力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)、新能源以及日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用。 總之， 電力電子技術(shù)的應(yīng)用范圍十分廣泛， 激發(fā)人們學

3、習、 研究電力電子技術(shù)， 并使其飛速發(fā)展。 電力電子裝置提供給負載的是各種不同的電源， 因此可以說， 電力電子技術(shù)研究的也就是電源技術(shù)。電力電子技術(shù)對節(jié)省電能有重要意義。 特別在大型風機、水泵采用變頻調(diào)速，在使用量十分龐大的照明電源等方面， 因此它也被稱為是節(jié)能技術(shù)。能源是人類社會的永恒話題，電能是最優(yōu)質(zhì)的能 源， 因此，電力電子技術(shù)在 21 世紀中將會起著十分重要的作用，有著十分光 明的未來。電力電子技術(shù)是一門嶄新的技術(shù)，21 世紀仍將以迅猛的速度發(fā)展。abstractpower electronics is the electronics and control technology in

4、to conventional power technologies, the use of semiconductor power switching 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 applic

5、ation of power electronic devices, power electronic power conversion circuit 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 th

6、e traditional power electronics technology, to high-frequency technology to 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 t

7、echnology, every leap is the emergence of a new device as an opportunity. its 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

8、 and life has been widely used. in short, the power electronics technology, 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

9、technology is the power of technology. power electronics technology to save 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 soc

10、iety, power is the most high-quality energy, therefore, power electronics technology 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. 第一章 單相調(diào)壓器設(shè)計任務(wù)1.1 技術(shù)背景單相調(diào)壓器是工廠和實驗室的常見的電氣設(shè)

11、備，它的功能是把輸入的交流正弦電壓變換成同頻率的另一個正弦電壓值。它的構(gòu)造有一個鐵心線圈，一個石墨碳刷，一個轉(zhuǎn)軸，一個手柄，支架及外殼組成。雖然這種形式的調(diào)壓器目前使用十分廣泛。而且是唯一的，但它的缺陷是存在的。譬如：重量體積的問題。因內(nèi)部有鐵心線圈的存在，而且還要考慮容量，鐵心又必須做得很大，同時線圈是使用銅線，有色金屬國際市場價格是長期向上的走勢，成本的不利因素也是一個方面。第二，使用上，必須分清原副邊，而且石墨碳刷有磨損，而且需要定期清掃石墨粉和更換石墨，很是麻煩。第三，對負載短路或過載的保護完全沒有。 為了克服現(xiàn)有的調(diào)壓器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，元器件數(shù)目眾多，容易出現(xiàn)故障，性能不穩(wěn)定，制作成本等

12、方面的不足，因此設(shè)計一種新型單相交流電子調(diào)壓器，該電子調(diào)壓器結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，成本低，電壓連續(xù)可調(diào)，可代替原有的自耦調(diào)壓器，并且具有電壓實時顯示的功能。1.2技術(shù)參考 單相交流電源的應(yīng)用是非常廣泛的。比如在農(nóng)村,輕工業(yè)，家用電器的小功率傳動領(lǐng)域以及電力機車供電系統(tǒng)。對于單相交流電源，調(diào)壓和穩(wěn)壓是最為普遍的要求。目前能夠?qū)崿F(xiàn)這一要求的調(diào)壓器有下面三種：1）磁飽和式調(diào)壓器 該調(diào)壓器通過控制主電路中電感的飽和程度，以改變電抗值以及其上的電壓，實現(xiàn)對輸出電壓的調(diào)節(jié)。這種調(diào)壓器具有一定的動態(tài)性能，但輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍，體積和重量較大。2）機械式調(diào)壓器 機械式調(diào)壓器由電動機帶動碳刷實現(xiàn)輸出電壓的調(diào)節(jié)。這

13、種調(diào)壓器輸出波形較好，但體積，重量大，動態(tài)性能差。3）電子式調(diào)壓器 這種調(diào)壓器采用電力電子器件實現(xiàn)。目前有晶閘管調(diào)壓器和逆變式調(diào)壓器兩種。晶閘管調(diào)壓器采用的是相控方式，因此其輸出波形差；逆變式調(diào)壓器采用的是斬波控制方式，其輸出波形和動態(tài)響應(yīng)較好。 從上面可知，電子調(diào)壓器具有較好的性能。電子調(diào)壓器的結(jié)構(gòu)不僅具有調(diào)壓，穩(wěn)壓的能力，而且還可以實現(xiàn)電壓無級調(diào)壓。他是采用相控調(diào)壓方式實現(xiàn)的。電了調(diào)壓器的工作穩(wěn)定性，操作方便性，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，體積小，重量輕等優(yōu)點。新型調(diào)壓器可以考慮采用電子式調(diào)壓器。 1.3設(shè)計要求本實用新型的有益效果是，可以實現(xiàn)電壓的0v到輸入電源電壓值之間的無級調(diào)節(jié)，調(diào)壓器能在帶負

14、荷情況下，無級、平滑、連續(xù)地調(diào)節(jié)輸出電壓并且可以實時顯示輸出電壓的大小；電壓變換效率好，接線端子接線錯誤時，不會有燒毀調(diào)壓器的危險。結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，體積小，重量輕等優(yōu)點第二章 單相調(diào)壓器設(shè)計方案 采用一個開關(guān)管(gto),調(diào)節(jié)此開關(guān)管（gto）的導(dǎo)通時間調(diào)節(jié)電壓。設(shè)計單相調(diào)壓電路。將一種交流電能轉(zhuǎn)換為另一種交流電能的過程稱為交流一交流變化過程，凡能實現(xiàn)這種變換的電路為交流變換電路。該方案由變壓器，觸發(fā)電路，整流器，以及一些電路構(gòu)成，輸出的電壓為單相交流0-220v。各部分電路的作用220v交流輸入部分作用，為電路提供電源，主要是電輸入。調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)的作用，將交流220v電源經(jīng)過變壓器，整流器等

15、電路轉(zhuǎn)換為連續(xù)可調(diào)的交流電輸出。觸發(fā)電路部分作用，為主電路提供觸發(fā)信號。輸出連續(xù)可調(diào)的交流電部分作用，為負載提供電源。2.1主電路設(shè)計新型單相調(diào)壓器為了能實現(xiàn)電壓0v到輸入電源電壓值之間的無級調(diào)壓并且其結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，經(jīng)濟成本低等問題。本設(shè)計采用第一章章節(jié)中采用的電子式調(diào)壓器中的晶閘管調(diào)壓器。如圖1-1所示其輸入電源電壓為交流220v。主電路采用四個二極管和一個可關(guān)斷晶閘管組成。圖1-12.2技術(shù)要求新型單相調(diào)壓器為了防止輸入電源接錯而燒毀調(diào)壓器的危險，設(shè)計了由四個二極管橋式整流換向使得晶閘管vt的電壓始終是上正下負。為了保證晶閘管的可靠導(dǎo)通采用觸發(fā)電流大晶閘管，且觸發(fā)電流越大，正向轉(zhuǎn)折電

16、壓越低可以有效的抑制晶閘管的“硬開通”，防止損壞管子。2.3主電路原理分析單相交流調(diào)壓器的主電路是在交流電源側(cè)的負載通過四個二極管橋式整流換向作用與晶閘管vt相連。由二極管橋式整流換向作用使得流經(jīng)晶閘管vt的電流始終是從上至下的。如果關(guān)斷晶閘管vt，負載間就不會有電流流過，便不能在負載上得到電壓。電路通過控制晶閘管在每一個電源周期內(nèi)導(dǎo)通角的大?。ㄏ辔豢刂疲﹣碚{(diào)節(jié)輸出電壓的大小。當晶閘管vt被觸發(fā)導(dǎo)通導(dǎo)通角度為a時，負載兩邊的電壓表達式為：ud=(2.1)負載電流i0的表達式為i0=(2.2)(2.3) (2.4)第三章 觸發(fā)電路設(shè)計3.1晶閘管對觸發(fā)電路的要求 觸發(fā)信號的種類：晶閘管由關(guān)斷到開

17、通，必須具備兩個外部條件：第一是承受足夠的正向電壓；第二是門極與陰極之間加一適當正向電壓、電流信號(觸發(fā)信號)。門極觸發(fā)信號有直流信號、交流信號和脈沖信號三種基本形式。 a) 直流信號：在晶閘管加適當?shù)年枠O正向電壓的情況下，在晶閘管門極與陰極間加適當?shù)闹绷麟妷?，則晶閘管將被觸發(fā)導(dǎo)通。這種觸發(fā)方式在實際中應(yīng)用極少。因為晶閘管在其導(dǎo)通后就不需要門極信號繼續(xù)存在。若采用直流觸發(fā)信號將使晶閘管門極損耗增加，有可能超過門極功耗；在晶閘管反向電壓時，門極直流電壓將使反向漏電流增加，也有可能造成晶閘管的損壞。 b) 交流信號：在晶閘管門極與陰極間加入交流電壓，當交流電壓uc= u。時，晶閘管導(dǎo)通。ut是保證

18、晶閘管可靠觸發(fā)所需的最小門極電壓值，改變u。值，可改變觸發(fā)延遲角。這種觸發(fā)形式也存在許多缺點，如：在溫度變化和交流電壓幅值波動時，觸發(fā)延遲角不穩(wěn)定，可通過交流電壓u。值來調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的變化范圍較小(00900)。 c)脈沖信號：在晶閘管門極觸發(fā)電路中使用脈沖信號，不僅便于控制脈沖出現(xiàn)時刻，降低晶閘管門極功耗，還可以通過變壓器的雙繞組或多繞組輸出，實現(xiàn)信號的隔離輸出。因此，觸發(fā)信號多采用脈沖形式。觸發(fā)電路的要求：晶閘管門極觸發(fā)信號由觸發(fā)電路提供，由于晶閘管電路種類很多，如整流、逆變、交流調(diào)壓、變頻等；所帶負載的性質(zhì)也不相同，如電阻性負載、電阻電感性負載、反電勢負載等。僅管不同的情況對觸發(fā)電路的要求

19、也不同，但其基本要求卻是相同的，具體如下：(a)觸發(fā)信號應(yīng)有足夠的功率(觸發(fā)電壓、觸發(fā)電流)由于晶閘管元件門極參數(shù)分散性大，且觸發(fā)電壓、電流值受溫度影響會發(fā)生變化。例如元件溫度為100時觸發(fā)電流、電壓值比在室溫時低2-3倍；元件溫度為-400c時，觸發(fā)電流、電壓值比在室溫時高2-3倍。為了使元件在各種工作條件下都能可靠地觸發(fā)，可參考元件出廠的試驗數(shù)據(jù)或產(chǎn)品目錄，設(shè)計觸發(fā)電路的輸出電壓、電流值，并留有一定的裕量。一般可取兩倍左右的觸發(fā)電流裕量，而觸發(fā)電壓按觸發(fā)電流大小來決定，但應(yīng)注意不要超過晶閘管門極允許的峰值功率和平均功率極限值。(b)觸發(fā)脈沖信號應(yīng)有一定的寬度： 普通晶閘管的導(dǎo)通時間一般為6

20、s，故觸發(fā)脈沖的寬度至少應(yīng)有6 s以上，對于電感性負載，由于電感會抑制電流的上升，觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)更大一些，通常為0.51ms，否則在脈沖終止時主電路電流還未上升到晶閘管的掣住電流時，此時將使晶閘管無法導(dǎo)通而重新恢復(fù)關(guān)斷狀態(tài)。3.2觸發(fā)電路設(shè)計新型單相調(diào)壓器控制部分的觸發(fā)電路采用脈沖觸發(fā)如圖1-2圖1-2控制電路由一個整流橋和一個晶閘管vt構(gòu)成，觸發(fā)電路由兩個整流橋、一個濾波電容、一個定值電阻和一個可變電阻組成。通過觸發(fā)電路給予晶閘管觸發(fā)信號，實現(xiàn)電壓的調(diào)節(jié)。新型單相調(diào)壓器控制電路可以等效為單相橋式整流電路和單相橋式整流電容濾波電路的組合電路。調(diào)壓器控制電路工作原理分析可以先通過對兩橋式整流電

21、路的分析。單相橋式整流電路如圖1-3所示圖1-3電路工作原理：設(shè)電源變壓器二次繞組電壓v2(u2)正半周時瞬時極性上端為正，下端為負。二極管d1 、d3正偏導(dǎo)通，d2、d4反偏截止。導(dǎo)電回路正極d1rl d3負極。負載上電壓極性上正下負。負半周時，v2瞬時極性上端為負，負極端為負，二極管d1,d3反偏截止，d2,d4正偏導(dǎo)通, 導(dǎo)電回路負極d2rl d4正極，負載上電壓極性同樣上正下負。 uo=0.9v2單相橋式整流電容濾波電路 如圖1-4所示為單相半波可控整流電路，整流變壓器起變換電壓和隔離的作用，整流橋整二次電壓u3，c1電容起濾波作用。 設(shè)濾波電容c1初始電壓值為零，電壓u經(jīng)單相橋式整流

22、后，在一個周期內(nèi)，u3對電容充電二次，電容對負載放電的時間大大縮短，輸出電壓波形更加平滑近似為一條直線。u3=1.2u3 url+urp=ucurl = u3- urp=1.2u3- urp 圖1-4第四章 單相調(diào)壓器總電路圖及原理分析圖1-5單相交流電子調(diào)壓器電路是本實用新型的電路原理圖，負載為調(diào)壓器輸出端子，用來接負載，ac220v為調(diào)壓器輸入，用來接單相交流電源，圖的下部為控制電路，上部 d1-d4，gto組成調(diào)壓器的主電路。圖1-5主電路由一個整流橋和一個晶閘管vt構(gòu)成，控制觸發(fā)電路由兩個整流橋、一個濾波電容、一個定值電阻和一個可變電阻組成。主電路通過控制電路調(diào)節(jié)晶閘管vt的導(dǎo)通時間，

23、調(diào)節(jié)輸出電壓?？刂齐娐返挠|發(fā)則通過比較電阻r上的電壓。如圖 所示控制電路部分輸入電壓u2整流后得到的是一個脈動直流和u3整流濾波后得到一個穩(wěn)定的直流。它們都會在r上形成一個壓降，vt的導(dǎo)通取決于這兩個壓降的關(guān)系。只要控制這兩個壓降的大小就能控制vt的導(dǎo)通角，從而實現(xiàn)調(diào)壓。它們的關(guān)系如下：說明：u2表示（上）變壓器二次側(cè)的電壓。u3表示（下）變壓器二次側(cè)的電壓。r表示定值電阻。rp表示可變電阻。vt表示晶閘管。 ar表示在u2r上的壓降。br表示u3在r上的壓降。觸發(fā)回路根據(jù)電壓比較電路中br與ar的比值來控制晶閘管vt的導(dǎo)通或截止則 r=br/ar因此可以通過改變r來調(diào)節(jié)晶閘管vt的導(dǎo)通角。第

24、一種情況：br和ar的峰值相切或br完全在ar之上。如圖1-6所示其圖形表示為 r=br/ar1 r=br/ar=1 圖1-6在輸出端得到一個220v的交流電如圖1-7所示。圖1-7第二種情況：br和ar相交其圖像如圖1-8所示為 r=br/ar0)圖1-8在一個周期內(nèi)vt的導(dǎo)通時間為0;-; +;2-2;很顯然br只有和ar相交于f之下才是調(diào)節(jié)的范圍；才能通過rp調(diào)節(jié)。rp最大時r分壓最小其波形為圖1-9所示圖1-9rp最小時r分壓最大其波形如圖1-10所示圖1-10很顯然r的分壓最大觸發(fā)電壓也最大能等于br的峰值電壓。（圖中陰影部分表示的是vt導(dǎo)通的時間）備注：實際中br等于ar時vt不會

25、導(dǎo)通，br必須大于ar+vt的一個管壓降才能觸發(fā)導(dǎo)通。只是這個管壓降很小在這里認為br等于ar時vt就能被觸發(fā)。移相控制當rp增大時，br就會變小相應(yīng)的其波形會下移也即和ar的交點會下移晶閘管vt的導(dǎo)通時間就會變短，輸出地電壓就也會相應(yīng)的變小，實現(xiàn)了移相。脈沖輸出觸發(fā)電壓由r直接取出，這種方法簡單、經(jīng)濟，但觸發(fā)電路與主電路有直接的電聯(lián)系，不安全。對于晶閘管串聯(lián)接法的全控橋電路無法工作。所以一般采用脈沖變壓器輸出。同步電源同步電壓由變壓器tb獲得，而同步變壓器與主電路接至同一電源，故同步電壓于主電壓同相位、同頻率。同步電壓經(jīng)橋式整流a、b電容濾波或不經(jīng)濾，分別得到ar、br的同步信號,同時同步信

26、號又是觸發(fā)主電路電路的晶閘管vt的電壓同步，從而實現(xiàn)同步。第五章 單相調(diào)壓器主要元器件選擇與說明5.1主要元器件的分析（1）變壓器變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)和電子線路中廣泛應(yīng)用。變壓器主要由鐵心和繞組兩個基本部分組成。變壓器功能主要有：電壓變換；電流變換，阻抗變換；隔離；穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）等。變壓器的工作原理:變壓器的工作原理圖 當變壓器的一次繞組接上交流電壓u1時，一次繞組中便有電流通過。電流在鐵心中產(chǎn)生閉合磁通，磁通隨的變化而變化，從而在二次繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如果二次繞組接有負載，在二次繞組和負載組成回路中有負載電流產(chǎn)生。1.變壓器的變壓比u1u2e1e2=n1n2=kk

27、稱為變壓器的變比。當電源電壓一定時，只要改變匝數(shù)比，就可得出不同輸出電壓。1為降壓變壓器，1為升壓變壓器。2.變壓器的變流比變壓器中一、二次繞組的電流之比為i1i2n2n1=1k即變壓器一、二次繞組的電流與繞組的匝數(shù)成反比。因為整流橋陽極電壓都比較高，不能直接引入控制裝置，因此需要利用一個變壓器來降壓，并同時起到一定的隔離作用，所以新型單相調(diào)壓器的變壓器采用同步變壓器用來為晶閘管提供同步信號作為其控制電壓的。（2）二極管二極管又稱晶體二極管,簡稱二極管(diode)，另外，還有早期的真空電子二極管；它是一種具有單向傳導(dǎo)電流的電子器件。在半導(dǎo)體二極管內(nèi)部有一個pn結(jié)兩個引線端子，這種電子器件按照

28、外加電壓的方向，具備單向電流的轉(zhuǎn)導(dǎo)性。一般來講，晶體二極管是一個由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體燒結(jié)形成的p-n結(jié)界面。在其界面的兩側(cè)形成空間電荷層，構(gòu)成自建電場。當外加電壓等于零時，由于p-n 結(jié)兩邊載流子的濃度差引起擴散電流和由自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)，這也是常態(tài)下的二極管特性。正向性外加正向電壓時，在正向特性的起始部分，正向電壓很小，不足以克服pn結(jié)內(nèi)電場得阻擋作用，正向電流幾乎為零，這一段稱為死區(qū)。這個不能使二極管導(dǎo)通的正向電壓稱為死區(qū)電壓。當正向電壓大于死區(qū)電壓以后，pn結(jié)內(nèi)電場被克服，二極管導(dǎo)通，電流隨電壓增大而迅速上升。在正常使用的電流范圍內(nèi)，導(dǎo)通時二極管的端電壓幾乎維

29、持不變，這個電壓稱為二極管的正向電壓。反向性外加反向電壓不超過一定范圍時，通過二極管的電流是少數(shù)載流子漂移運動所形成反向電流，由于反向電流很小，二極管處于截止狀態(tài)。這個反向電流又稱為反向飽和電流或漏電流，二極管的反向飽和電流受溫度影響很大。擊穿外加反向電壓超過某一數(shù)值時，反向電流會突然增大，這種形象稱為電擊穿。引起電擊穿的臨界電壓稱為二極管反向擊穿電壓。電擊穿時二極管失去單向?qū)щ娦?。如果二極管沒有因電擊穿而引起過熱，則單向?qū)щ娦圆灰欢〞挥谰闷茐模诔烦饧与妷汉?，其性能仍可恢?fù)，否則二極管就損壞了。因而使用時應(yīng)避免二極管外加的反向電壓過高。 二極管是一種具有單向?qū)щ姷亩似骷?，有電子二極管和

30、晶體二極管之分，電子二極管現(xiàn)已很少見到，比較常見和常用的多是晶體二極管。 二極管的單向?qū)щ娞匦?，幾乎在所有的電子電路中，都要用到半?dǎo)體二極管，它在許多的電路中起著重要的作用，它是誕生最早的半導(dǎo)體器件之一，其應(yīng)用也非常廣泛。 二極管的管壓降：硅二極管（不發(fā)光類型）正向管壓降0.7v，鍺管正向管壓降為0.3v，發(fā)光二極管正向管壓降為隨不同發(fā)光顏色而不同。 主要有三種顏色，具體壓降參考值如下：紅色發(fā)光二極管的壓降為2.0-2.2v，黃色發(fā)光二極管的壓降為1.82.0v，綠色發(fā)光二極管的壓降為3.03.2v，正常發(fā)光時的額定電流約為20ma。二極管的電壓與電流不是線性關(guān)系，所以在將不同的二極管并聯(lián)的時

31、候要接相適應(yīng)的電阻。新型單相調(diào)壓器電路中采用整流二極管，利用二極管單向?qū)щ娦?，可以把方向交替變化的交流電變換成單一方向的脈沖直流電。四個二極管組成整流橋有轉(zhuǎn)換極性的作用。使主電路和輔助電路的電流方向固定，防止因接錯而損壞。橋堆橋堆是一種電子元件，內(nèi)部由多個二極管組成。主要作用是整流，調(diào)整電流方向。用橋堆整流效果比較好的，首先是很方便，而且它內(nèi)部的四個管子一般是挑選配對的，所以其性能較接近，還有就是大功率的整流時，橋堆上都可以裝散快，使工作時性能更穩(wěn)定，當然使用場合不同也要選擇不同的橋堆，不能只看耐壓是否夠，比如高頻特性等整流橋堆是由四只整流硅芯片作橋式連接，外用絕緣朔料封裝而成，大功率整流橋在

32、絕緣層外添加鋅金屬殼包封，增強散熱。整流橋堆是由四只整流硅芯片作橋式連接，外用絕緣朔料封裝而成，大功率整流橋在絕緣層外添加鋅金屬殼包封，增強散熱。橋堆的工作原理：橋堆的每個工作周期內(nèi)，同一時間只有兩個二極管進行工作，通過二極管的單向?qū)üδ?，把交流電轉(zhuǎn)換成單向的直流脈動電壓。單相調(diào)壓器控制電路部分中變壓整流電路采用橋堆整流?？申P(guān)斷晶閘管可關(guān)斷晶閘管gto（gate turn-off thyristor）亦稱門控晶閘管。其主要特點為，當門極加負向觸發(fā)信號時晶閘管能自行關(guān)斷。成分結(jié)構(gòu)可關(guān)斷晶閘管也屬于pnpn四層三端器件，其結(jié)構(gòu)及等效電路和普通晶閘管相同，因此圖1僅繪出gto典型產(chǎn)品的外形及符號。

33、大功率gto大都制成模塊形式。 盡管gto與scr的觸發(fā)導(dǎo)通原理相同，但二者的關(guān)斷原理及關(guān)斷方式截然不同。這是由于普通晶閘管在導(dǎo)通之后即外于深度飽和狀態(tài)，而gto在導(dǎo)通后只能達到臨界飽和，所以gto門極上加負向觸發(fā)信號即可關(guān)斷。gto的一個重要參數(shù)就是關(guān)斷增益，off，它等于陽極最大可關(guān)斷電流iatm與門極最大負向電流igm之比，有公式 off =iatm/igm off一般為幾倍至幾十倍。off值愈大，說明門極電流對陽極電流的控制能力愈強。很顯然，off與昌盛 的hfe參數(shù)頗有相似之處。應(yīng)用領(lǐng)域 下面分別介紹利用萬用表判定gto電極、檢查gto的觸發(fā)能力和關(guān)斷能力、估測關(guān)斷增益off的方法。

34、 1判定gto的電極：將萬用表撥至r1檔，測量任意兩腳間的電阻，僅當黑表筆接g極，紅表筆接k極時，電阻呈低阻值，對其它情況電阻值均為無窮大。由此可迅速判定g、k極，剩下的就是a極。 2檢查觸發(fā)能力：首先將表的黑表筆接a極，紅表筆接k極，電阻為無窮大；然后用黑表筆尖也同時接觸g極，加上正向觸發(fā)信號，表針向右偏轉(zhuǎn)到低阻值即表明gto已經(jīng)導(dǎo)通；最后脫開g極，只要gto維持通態(tài)，就說明被測管具有觸發(fā)能力。 3檢查關(guān)斷能力：現(xiàn)采用雙表法檢查gto的關(guān)斷能力，如圖2(b)所示，表的檔位及接法保持不變。將表撥于r10檔，紅表筆接g極，黑表筆接k極，施以負向觸發(fā)信號，如果表的指針向左擺到無窮大位置，證明gto

35、具有關(guān)斷能力。 4估測關(guān)斷增益off: 進行到第3步時，先不接入表，記下在gto導(dǎo)通時表的正向偏轉(zhuǎn)格數(shù)n1；再接上表強迫gto關(guān)斷，記下表的正向偏轉(zhuǎn)格數(shù)n2。最后根據(jù)讀取電流法按下式估算關(guān)斷增益：off=iatm/igmiat/igk1n1/ k2n2 式中k1表在r1檔的電流比例系數(shù)； k2表在r10檔的電流比例系數(shù)。 off10n1/ n2 此式的優(yōu)點是，不需要具體計算iat、ig之值，只要讀出二者所對應(yīng)的表針正向偏轉(zhuǎn)格數(shù)，即可迅速估測關(guān)斷增益值。 注意事項： （1）在檢查大功率gto器件時，建議在r1檔外邊串聯(lián)一節(jié)1.5v電池e，以提高測試電壓和測試電流，使gto可靠地導(dǎo)通。 （2）要準

36、確測量gto的關(guān)斷增益off，必須有專用測試設(shè)備。但在業(yè)余條件下可用上述方法進行估測。由于測試條件不同，測量結(jié)果僅供參考，或作為相對比較的依據(jù)。此處我們采用其通斷進行單項電壓的調(diào)節(jié)。濾波電容 安裝在整流電路兩端用以降低交流脈動波紋系數(shù)提升高效平滑直流輸出的一種儲能器件，我們把這種器件稱其為濾波電容。濾波電容具有電極性，我們稱其為電解電容。電解電容的一端為正極，另一端為負極，正極端連接在整流輸出電路的正端，負極連接在電路的負端。在所有需要將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的電路中，設(shè)置濾波電容會使電子電路的工作性能更加穩(wěn)定，同時也降低了交變脈動波紋對電子電路的干擾。濾波電容在電路中的符號一般用“c表示，電容量

37、越大，濾波性能越好。為了獲得更好的直流穩(wěn)定系數(shù)，電容量一般選擇在數(shù)百微法或數(shù)千微法以上。作用：濾波電容用在電源整流電路中，用來濾除交流成分。使輸出的直流更平滑。rp變阻器可以調(diào)節(jié)電阻大小的裝置，接在電路中能調(diào)整電流的大小。一般的變阻器用電阻較大的導(dǎo)線（電阻線）和可以改變接觸點以調(diào)節(jié)電阻線有效長度的裝置構(gòu)成。作用：1、限制電流，保護電路 2、改變電路中電壓的分配。滑動變阻器能夠逐漸地改變連入電路的電阻，起到連續(xù)改變電流大小的作用，但不能準確知道連入電路的電阻值。如果需要知道連入電路的電阻的阻值，就要用電阻箱。 所以，電阻箱是一種可以調(diào)節(jié)電阻的并且能夠顯示出電阻阻值大小的變阻器。 它與滑動變阻器比

38、較，滑動變阻器不能表示出連入電路的電阻值，但它可以連續(xù)改變接入電路中的電阻。電阻箱能表示出連入電路中的阻值大小,但阻值變化是不連續(xù)的。5.2元器件參數(shù)選擇主電路晶閘管的選擇角頻率： =2f (5.1) = =314(rad/s)負載阻抗z: (5.2)=546.18 負載阻抗角：(5.3) 負載兩端的最大電壓為：u=220v=311v(5.4)流過負載的最大電流為：(5.5) 流過晶閘管電流的有效值為:(5.6)加到晶閘管的兩端最大電壓為(5.7)根據(jù)晶閘管選擇原理:額定電壓值比實際正常工作時的最大電壓啊23倍,晶閘管的額定電壓為晶閘管正常工作時流過晶閘管有效電流.晶閘管的額定電壓為: (5.

39、8） 晶閘管的額定電流為: (5.9)所以選擇的晶閘管型號為kp2-8控制電路rp和r的選擇rp最大時，r的分壓最小它的值最好是剛好能使br與x軸重合。rp最小時，r的分壓最大，它的值最好是剛好能使br與ar的峰值點相切。所以有：r=100rp=470k考慮到濾波的平穩(wěn)性選擇大容量的鋁電解電容。耐壓值高于實際工作電壓的兩倍以上。元器件選擇元器件符號元器件名稱型號與參數(shù)d1d4整流二極管1n4007gto晶閘管2p4mvd1穩(wěn)壓二極管2cw58r電阻360d5橋堆am156d6橋堆am156c1電容04.5uf/50vt變壓器200v/36 50varp電位器150k/2w設(shè)計體會這次單相調(diào)壓器

40、畢業(yè)設(shè)計，讓我們有機會將課堂上所學的理論知識運用到實際中。 并通過對知識的綜合利用，進行必要的分析，比較。從而進一步驗證了所學的理論知識。 指導(dǎo)我們在以后的學習，多動腦的同時，要善于自己去發(fā)現(xiàn)并解決問題。 這次的畢業(yè)設(shè)計， 還讓我知道了最重要的是心態(tài)，在沒有做畢業(yè)設(shè)計以前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對這幾年來所學知識的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學習的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。在你拿到題目時會覺得困難，但是只要充滿信心，就肯定會完成的。 通過畢業(yè)設(shè)計，我加深了對課本專業(yè)知識的理解，平常都是理論知識的學習，在此次課程設(shè)計中，真正做到了自己查閱資料、完成一個基本匯編程序的設(shè)計。在此次的設(shè)計過程中，我更進一步地熟悉了單相交流調(diào)壓電路的原理以及觸發(fā)電路的設(shè)計。 當然，在這個過程中我也遇到了困難，通過查閱資料，相互討論