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目錄 一、電路的選定1 1.1單相交流調壓1 1.2 三相交流調壓的設計選擇1 二、三相交流調壓電路的原理與分析2 三、交流調壓電路觸發信號4 3.1單脈沖觸發方式4 3.2寬脈沖觸發方式6 四、主電路器件的選擇7 五、仿真系統的建立9 5.1.Simulink建模方法9 5.2.Simulink建模的步驟9 5.3.主電路的建模和參數設置10 5.4.三相交流電源的建模和參數設置11 5.5.晶閘管三相交流調壓器的建模11 5.6脈沖的設置12 5.7負載的設定13 六、仿真結果13 七、仿真結果分析15 結束語16 一、電路的選定 1.1單相交流調壓 所謂交流調壓就是將兩個晶閘管反并聯后串聯在交流電路中，在每半個周波內通過控制晶閘管開通相位，可以方便的調節輸出電壓的有效值。下面是單相交流調壓電路圖1.1。 圖1.1單相交流調壓電路 正、負半周起始時刻(0)，均為電壓過零時刻。在時，對VT1施加觸發脈沖，當VT1正向偏置而導通時，負載電壓波形與電源電壓波形相同；在時，電源電壓過零，因電阻性負載，電流也為零，VT1自然關斷。在時，對VT2施加觸發脈沖，當VT2正向偏置而導通時，負載電壓波形與電源電壓波形相同；在時，電源電壓過零，VT2自然關斷。 1.2 三相交流調壓的設計選擇 根據單相交流調壓電路的原理，可設計三相交流調壓電路。常用的三相交流調壓線路有星型聯結，支路控制三角形聯結和中點控制三角形聯結。其中星型聯結有分為三相三線和三相四線如圖1.2，1.3。三相四線時，相當于三個單相交流調壓電路的組合，三相互相錯開120度工作，電流中有基波和奇次諧波。組成三相電路后，基波和3的整數倍以外的諧波在三相之中流動，不流過中性線。因此，中性線會有很大的3次諧波電流及其他3的整數倍次諧波電流，當控制角α90°時，中性線電流甚至和各相電流的有效值接近。因此，選用三相三線連接效果更好。 圖1.2三相三線 圖1.3三相四線 二、三相交流調壓電路的原理與分析 三相交流調壓的電路有三相三線Y形連接、三相四線Y形連接、負載角型連接等形式，這其中性能最好、用得最多的三相三線Y形連接的調壓電路(見下圖)。下面以圖2.1電阻負載為例說明其工作原理。 圖2.1 三相交流調壓電路 電路中由于沒有中性線，若要構成電流，是電流流通，則至少要有兩相導通，因此在中，至少要有一相正向晶閘管與另外一相的反向晶閘管同時導通。要想保證電路能正常工作，能同時導通兩個晶閘管，要求采用寬脈沖或雙窄脈沖觸發電路；對于晶閘管的各觸發信號來說，它們之間應嚴格的保持一定的相位關系，當然它們必須與自己相應的電源有著相同的相序，只有這樣才能保證輸出的是對稱的三相電壓。對圖2.1的調壓電路，要求A、B、C三相電路中正向晶閘管T1、T3、T5的觸發信號相位互差120°，反向晶閘管的觸發信號相位也互差120°，而同一相中反并聯的兩個正、反向晶閘管的觸發脈沖相位應互差180°，即各晶閘管觸發脈沖的序列應按了T1、T2、T3、T4、T5、T6的次序，相鄰兩個晶閘管的觸發信號相位差為60°。 如果把晶閘管換成二極管后可以看出，相電流和相電壓同相位，且相電壓過零時二極管開始導通，因此應將控制角α0°的時刻選為電源相應波形起始點，以此點作為觸發角α的基準點。在三相三線電路中，是靠線電壓來完成兩相之間的導通的，而相電壓落后線電壓30°，因此觸發角α的移相范圍是0-150°。 在任意時刻，電路可以根據晶閘管導通狀態分為三種情況一種是三相中每一相都有一個處于導通狀態，這時電源相電壓與負載相電壓相等；另一種是三相中只有兩相導通，另一相不導通，這時導通相負載相電壓是電源線電壓的一半；第三種是三相晶閘管均不導通，這時負載電壓為零。根據任意時刻晶閘管導通的個數以及半個周波內電流是否連續，可將0-150°的移相范圍分為如下三段 當0°≤α≤60°時，電路處在三相導通和兩相導通情況的交替狀態。每個晶閘管導通角為180°-α。但α0時是一種特殊情況，一直是三個晶閘管導通。三相導通時，每相電阻電壓為相電壓；兩相導通時，導通相電阻電壓為導通兩相線電壓的一半，不導通相電阻電壓為零。 當60°≤α≤90°時，因為任一時刻都存在兩相是導通的，所以導通相電阻電壓為導通兩相線電壓的一半；同上一樣，不導通相電阻電壓為零。每個晶閘管的導通角為120°。 當90°≤α≤150°時，電路處于兩個晶閘管導通與無晶閘管導通的交替狀態，每個晶閘管導通角為300°-2α，而且這個導通角被分割為不連續的兩部分，在半周波內形成兩個斷續的波頭。兩相導通時負載輸出電壓如前所述。三相都不通時，則三相負載電壓都為零當 α150°時，觸發脈沖不起作用，晶閘管不導通。 從上面的分析我們可以看出無論是負載電壓還是電流波形，交流調壓所輸出的都不是正弦波，并且當α角增大時，負載電壓相應會逐漸變小，負載電流則開始出現斷續。當帶電感性負載時，交流調壓輸出的波形就不僅與α有關，也與負載的ψ有關，這時負載電流和負載電壓也不再同相了，其移相角范圍為ψ-150°。 三相三線交流調壓電路的電流中含有很多諧波。在進行傅里葉分析后可知，其中所含諧波的次數為6k±1(k1,2,3，)，這和三相橋式全控整流電路交流側電流所含諧波次數的完全相同，而且也是諧波的次數越低，其含量越大。三相三線調壓電路由于其三相對稱的特性，并不含有3的整數次倍的諧波，它們不能流過三相三線電路。 在阻感負載的情況下，αψ時，負載電流會達到最大值并且為正弦波，同短接晶閘管的情況相同，一般來說，電感大時，諧波電流的含量要小一些。 三、交流調壓電路觸發信號 晶閘管的觸發信號有單脈沖、寬脈沖和雙觸沖三種。三相三線Y型調壓電路不能使用單脈沖觸發，只能使用大于 60°的寬脈沖或雙窄脈沖。下面分析一下 3.1單脈沖觸發方式 圖3.1三相交流調壓電路的單(窄)脈沖觸發示意圖 若是三相四線型調壓電路，有N線與負載電路中性點連接，這樣每相就會同N線相連形成回路，實質上電路相當于三個單相調壓電路，但若去掉N線，變成三相三線，，每相必須與另兩相構成電流回路，才能保證電路繼續工作。此時，若A相擁有正的電壓而C相則為負的電壓，晶閘管VT1、VT2應該同時在觸發信號的作用開通，形成由A→VT1→RL1→RL3→VT2→C相的電流通路，單脈沖觸發，是無法滿足這個要求的，若使A相正半波觸發信號是在t1時刻給出，相對應C相負半波觸發信號在t2時刻給出。UA觸發脈沖出現時，A相與C相同時處于電壓極性為正的狀態(C相的電壓幅度有時甚至高于A相電壓)，二者不具備形成電流通路的條件，盡管晶閘管VT1得到觸發信號，但由于不具備開通條件從而處于關斷狀態；VT2在t2時刻得到觸發信號，此時C相電壓處于負半波期間時，但由于VT1的觸發脈沖信號已經消失，VT1處于關斷狀態，VT2也不具備開通條件，說明單窄脈沖觸發信號，對三相調壓電路，是失效的。 因此對三相三線星形連接或角接負載電路來說，在工作時若想要形成負載電流回路，在每一時刻至少要有兩相形成通路，

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總結

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