最近在做電力電子技術課程設計,完成單相交流調壓電路設計,仿真部分用 Matlab/Simulink 試了一下,
版本:R2018a
題目要求:
輸入電壓為36V交流,輸出交流電壓可變,帶純電阻性負載,
方法:
通過調相,調節輸出交流電壓:
單相交流調壓電路由兩只反并聯的晶閘管組成,也可以用一個雙向晶閘管代替,由于晶閘管為單向開關元件,故兩只普通晶閘管分別作正負半周的開關,當一個晶閘管導通時,它的導通壓降成為另一個晶閘管的反壓使之阻斷,實作電網自由換流,在交流電源的正半周和負半周,分別對兩個晶閘管的觸發角進行控制就可以調節輸出電壓,
仿真電路圖:

引數設定:
交流電壓源:
設定工頻 50Hz,有效值 36V ,測量電壓:
Peak amplitude 設定為 36*sqrt(2)
Frequency 設定為 50
Measurements 選擇 Voltage
脈沖發生器:

設定工頻 50Hz,觸發角 30° :
Period 設定為 1/50 (1/50=0.02s)
Phase delay 設定為 30/360*1/50 (注意要乘上周期)
另一個脈沖發生器的設定類似,不同的是觸發角相差180°:
Phase delay 設定為 (30+180)/360*1/50

負載電阻:

電阻阻值設為 100 Ω,測量兩端電壓,
萬用表:

測量輸入電壓和輸出負載電壓,
仿真波形圖:
示波器顯示四路信號:兩個晶閘管觸發信號、輸入電壓和負載電壓,
這里采用 Layout 分層顯示,將兩個晶閘管觸發信號波形圖合并在一起,輸入電壓和負載電壓波形圖合并在一起,分兩層顯示,
在此之前需要整理輸入埠,用 Bus Creator 把 兩個晶閘管的觸發信號合在一起,輸入電壓和負載電壓都用萬用表測量,這兩部分都在示波器 Scope 里面顯示,

Scope 設定方法:View > Layout

選好布局:

(如果想要顯示超出4行,長按滑鼠左鍵往下拉)

分層之后運行代碼:

會發現波形有點密集,可以通過 Zoom X 調節橫軸:

發現第一層觸發信號的幅值有點小,調節 Zoom Y 即可:
調節之后,顯示效果如下:

移相調壓:
改變兩只晶閘管的觸發角即可調節負載電壓,
當觸發角為 60° (60°+180°),波形圖:

當觸發角為 90° (90°+180°),波形圖:

當觸發角為 120° (120°+180°),波形圖:
注意觸發角的移相范圍為 [0, 180°] .
資料測量:
為檢測調壓效果,可以在負載端加上 RMS:
負載電阻 100 Ω:
| 觸發角(°) | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 |
|---|---|---|---|---|---|
| 負載電壓有效值(V) | 35.13 | 32.21 | 25.25 | 15.60 | 5.85 |
負載電阻 330 Ω:
| 觸發角(°) | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 |
|---|---|---|---|---|---|
| 負載電壓有效值(V) | 34.28 | 32.41 | 25.28 | 15.65 | 6.02 |
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