最近在做电力电子技术课程设计,题目是单相交流调压电路设计,仿真部分用 Matlab/Simulink 试了一下。
版本:R2018a

1. 题目要求:

输入电压为36V交流,输出交流电压可变,带纯电阻性负载

2. 方法:

通过调相,调节输出交流电压:
单相交流调压电路由两只反并联的晶闸管组成,也可以用一个双向晶闸管代替。由于晶闸管为单向开关元件,故两只普通晶闸管分别作正负半周的开关,当一个晶闸管导通时,它的导通压降成为另一个晶闸管的反压使之阻断,实现电网自由换流。在交流电源的正半周和负半周,分别对两个晶闸管的触发角进行控制就可以调节输出电压。

3. 仿真电路图:

在这里插入图片描述

3.1 参数设置:

3.1.1 交流电压源:

交流电压源

设置工频 50Hz,有效值 36V ,测量电压:
Peak amplitude 设置为 36*sqrt(2)
Frequency 设置为 50
Measurements 选择 Voltage

3.1.2 脉冲发生器:

脉冲发生器1
设置工频 50Hz,触发角 30° :
Period 设置为 1/50 (1/50=0.02s)
Phase delay 设置为 30/360*1/50 (注意要乘上周期)

另一个脉冲发生器的设置类似,不同的是触发角相差180°:
Phase delay 设置为 (30+180)/360*1/50
脉冲发生器2

3.1.3 负载电阻:

电阻
电阻阻值设为 100 Ω,测量两端电压。

3.1.4 万用表:

万用表
测量输入电压和输出负载电压。

3.2 仿真波形图:

示波器显示四路信号:两个晶闸管触发信号、输入电压和负载电压。

这里采用 Layout 分层显示,将两个晶闸管触发信号波形图合并在一起,输入电压和负载电压波形图合并在一起,分两层显示。

在此之前需要整理输入端口,用 Bus Creator 把 两个晶闸管的触发信号合在一起,输入电压和负载电压都用万用表测量,这两部分都在示波器 Scope 里面显示。
示波器显示

Scope 设置方法:View > Layout

L1
选好布局:

L2

(如果想要显示超出4行,长按鼠标左键往下拉)

L3

分层之后运行代码:

分层

会发现波形有点密集,可以通过 Zoom X 调节横轴:

Z2

发现第一层触发信号的幅值有点小,调节 Zoom Y 即可:

Z2

调节之后,显示效果如下:

Z3

3.3 移相调压:

改变两只晶闸管的触发角即可调节负载电压。

3.3.1 触发角为 60°

当触发角为 60° (60°+180°),波形图:

60°

3.3.2 触发角为 90°

当触发角为 90° (90°+180°),波形图:

90°

3.3.3 触发角为 120°

当触发角为 120° (120°+180°),波形图:

120°
注意触发角的移相范围为 [0, 180°] .

4. 数据测量:

为检测调压效果,可以在负载端加上 RMS

RMS

负载电阻 100 Ω:

触发角(°)306090120150
负载电压有效值(V)35.1332.2125.2515.605.85

负载电阻 330 Ω:

触发角(°)306090120150
负载电压有效值(V)34.2832.2525.2815.656.02

5. 资源下载:

下载链接

建议按照博客做一遍,操作不难

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