单相交流调压电路
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2023年2月19日发(作者：cip清洗)实验一：单相交流调压电路(电阻负载)
一、实验内容
对单相交流调压电路的原理能够明白得，并能够通过MATLAB仿真得出当α为不同角度时的仿
真波形。最后通过度析仿真波形来了解单相交流调压电路（电阻负载）的工作情形。电路模型由交
流电源、反并联的两个晶闸管、触发模块、电阻负载组成。
单相交流调压电路（电阻负载）如图1-1所示。我所要分析的问题是α为不同值时，输出电压
及电流的波形
转变。
图1-1
二、实验
原理
图1-1为纯电阻负载的单相调压电路。图中晶闸管VT1和VT2反并联连接与负载电阻R串联
接到交流电源U
2
上。当电源电压正半周开始时动身VT1，负半周开始时触发VT2，形同一个无触
点开关，许诺频繁操作，因为无电弧，寿命特长。在交流电源的正半周t时，触发导通VT1，
导通角为
1
=
；在负半周t+
时，触发导通VT2，导通角为
2
=
。负载端电压U
为下图所示斜线波形。这时负载电压U为正弦波的一部份，宽度为（
），若正负半周以一样
的移相角
触发VT1和VT2，则负载电压U的宽度会发生转变，那么负载电压有效值也将随
角
而改变，从而实现交流调压。
三、实验步骤
在MATLAB新建一个Model，命名为zuxingfuzai，同时模型成立如下图所示
图1-2电阻负载的电路建模图
四、仿真结果
仿真参数：选择ode23tb算法，将相对误差设置为1e-3，开始仿真时刻设置为0，停止仿真时
刻设置为，其他的选项为默许设置。
模型参数设置
参数设置为频率（Frequency）为50Hz，电压幅值100V，“measurements”测量选“Voltage”其他为
默许设置，如图所示
触发信号uG1参数设置：幅值（Amplitude）电压为12V；周期（Period）为；占空比（PulseWidth）
为40%；时相延迟（Phasedelay）为（α*360）其他为默许设置，如图所示。
触发信号uG2参数设置：幅值（Amplitude）电压为12V；周期（Period）为；占空比（PulseWidth）
为40%；时相延迟（Phasedelay）为【（α+180）*360】。其他为默许设置脉冲信号发生器相位相差
180，如图所示。
晶闸管参数设置：晶闸管Thyristor_VT1、Thyristor_VT2不勾选“Showmeasurementport”其他均为
默许设置
RLC元件参数设置：电阻（Resistance）R=10Ω，电感（Inductance）H=0H，电容（Capacitance）
C=inf，其他设置选项默许设置。
设置Pulse1触发脉冲角α
1
别离为0°、30°、60°、90°、120°Pulse2触发脉冲角α
2
对应为180°、
210°、240°、270°、300°产生的相应波形别离如图所示。
说明：第一列为电源电压u1。第二列为脉冲信号Ug1波形，第三列为脉冲信号Ug2波形，第四列
为负载电流i
0
波形，第五列为电压u
0
波形，第六列为晶闸管两头电压u
VT
波形。
当α=0°电阻负载时的仿真波形如下：
当α=30°电阻负载时的仿真波形如下：
当α=60°电阻负载时的仿真波形如下：
当α=90°电阻负载时的仿真波形如下：
当α=120°电阻负载时的仿真波形如下：
小结：有以上的这些波形图能够明白，当为电阻负载时，移相角ɑ范围为0至180度，当移相角ɑ
大于180°时，输出的电压u0、电流i0和晶闸管两头的电压uVT在没有什么转变。
实验二：单相交流调压电路（阻感负载）
一．实验内容
对单相交流调压电路的原理能够明白得，并能够通过MATLAB仿真得出当α为不同角度时的仿
真波形。最后通过度析仿真波形来了解单相交流调压电路（阻感负载）的工作情形。电路模型由交
流电源、反并联的两个晶闸管、触发模块、电阻负载、电感组成。
图2-1
单相交流调压电路（阻感负载）如图2-1所示。我所要分析的问题是α为不同值时，输出电压及
电流的波形转变。
二、实验原理
当电源电压U2在正半周时，晶闸管VT1经受正向电压，可是没有触发脉冲晶闸管VT1没有
导通，在α时刻来了一个触发脉冲，晶闸管VT1导通，晶闸管VT2在电源电压是正半周时经受反
向电压截止，当电源电压反向过零时，由于负载电感产生感应电动势阻止电流转变，故电流不能马
上为零，随着电源电流下降过零进入负半周，电路中的电感贮存的能量释放完毕，电流到零，晶闸
管VT1关断。
当电源电压U2在负半周时，晶闸管VT2经受正向电压，可是没有触发脉冲晶闸管VT2没有
导通，在π+α时刻来了一个触发脉冲，晶闸管VT2导通，晶闸管VT1在电源电压是负半周时经受
反向电压截止，当电源电压反向过零时，由于负载电感产生感应电动势阻止电流转变，故电流不能
马上为零，随着电源电流下降过零进入负半周，电路中的电感贮存的能量释放完毕，电流到零，晶
闸管VT2关断。
三、实验步骤
在MATLAB新建一个Model，命名为zuganfuzai，同时模型成立如下图所示
图2-2阻感负载的电路建模图
五、仿真结果
在交流电源U1的正半周和负半周，别离对VT1和VT2的触发延迟角ɑ进行操纵，使得输出
电压波形为正弦电压的一部份，从而实现调剂输出电压的目的，负载阻抗角φ=arctan(ωL/R),负载电
压相位滞后于晶闸管输出电压相位φ，把ɑ=0°的时刻定在电源电压过零的时刻，显然阻感负载下
稳态时ɑ的移相范围为φπ。
仿真参数：仿真参数设置如电阻负载各项设置，无疑不同的是电感的参数设置。
电感参数设置如下：
设置Pulse1触发脉冲角α
1
别离为0°、30°、60°、90°、120°Pulse2触发脉冲角α
2
对应为180°、
210°、240°、270°、300°产生的相应波形别离如图所示。
说明：第一列为电源电压u1。第二列为脉冲信号Ug1波形，第三列为脉冲信号Ug2波形，第四列
为负载电流i
0
波形，第五列为电压u
0
波形，第六列为晶闸管两头电压u
VT
波形。
当α=0°电阻负载时的仿真波形如下：
当α=30°电阻负载时的仿真波形如下：
当α=60°电阻负载时的仿真波形如下：
当α=90°电阻负载时的仿真波形如下：
当α=120°电阻负载时的仿真波形如下：
小结：由以上的波形能够看得出来，当触发角范围为φ<ɑ时，电压输出波形和电压波形相同，晶
闸管两头的电压为方波。当φ<ɑ<180时，波形由上面的波形可知。
总结：在Simulink环境下利用电力系统模块库中的电力电子器件组建单相交流调压纯电阻电路，
并对电路进行相应的理论分析和仿真实验。仿真实验结果表明，通过操纵
角的大小，单相交流调
压电路能够取得专门好的调压结果。