实验三单相和三相交流调压电路实验
一、实验目的
(1)．加深理解交流调压电路的工作原理。
(2)．加深理解单相交流调压感性负载时对移相范围要求。
(2)．加深理解三相交流调压阻性负载时的工作情况。
二、实验设备及仪器
(１)．计算机
(２)．MATLAB软件
三、注意事项
（１）在电阻电感负载时，当α<ϕ时，若脉冲宽度不够会使负载电流出现直流分量。
（２）仿真时间不宜太长，一般几个电源周期即可
（３）晶闸管器件选择“普通晶闸管”，而不是详细模型的晶闸管。
四、实验步骤
(１) 单相交流调压器带电阻性负载
电路原理图如下图所示
图1交流调压电路电阻性负载原理图
基本参数为：交流电源：220V，50Hz
电阻负载：10欧姆
α=o，120°，150°时负载侧电压、电流要求：搭建仿真电路，分别输出60
波形及电源侧电压波形，并显示负载电压的有效值。
记录波形并分析触发角的移相范围。
步骤1：搭建主电路
(a)搭建如图2所示主电路
仿真中模型的提取路径是：
交流电源：simpowersystem\Electrical sources\AC Voltage Source
晶闸管： simpowersystem\Power Electronics\thyristor
电阻： simpowersystem\Elements\series RLC Branch
(b)设置参数
根据已知条件设置电源和负载参数，晶闸管可用默认参数。
图2电阻负载主电路部分
步骤二：搭建触发电路
（a）触发电路利用脉冲发生器实现，如图3所示
图3 脉冲触发电路
触发脉冲提取路径为： simulink\Sources\Pulse Genetator
(b)设置参数
脉冲类型：Time based
时间：Use simulation time
脉冲幅值：1.0
脉冲宽度：5
脉冲周期：（自己思考）
脉冲延时：（单位：秒；触发角不同，延时不同。
注意：两个触发脉冲的延时是否一样？应差多少？）
步骤三：搭建测量电路
所用模块：电压表，电流表，示波器，有效值计算，实时数字显示各模型提取路径为
电压表： simpowersystem\measurements\Voltage measurement
电流表： simpowersystem\measurements\current measurement
示波器： simulink\sinks\Scope
有效值计算： simpowersystem\extra library\ measurements\RMS 实时数字显示： simulink\sinks\Display
设置参数：有效值计算模块的频率：50Hz
根据输出波形要求，完整的仿真模型如图4所示
图4 单相交流调压电阻性负载完整仿真模型
(２) 单相交流调压器接电阻—电感性负载
电路原理图如下图5所示
图5交流调压电路阻感负载原理图
基本参数为：交流电源：220V，50Hz
电阻负载：1欧姆，电感负载10mH（计算阻抗角ϕ）要求：搭建仿真电路，分别输出αϕ
=°时负载侧电压、
>，αϕ
<，αϕ
电流及电源侧电压、三角波、触发脉冲波形，并显示负载电压的有效值。
记录波形，分析触发角的移相范围以及触发脉冲宽度对波形的影响
步骤1搭建主电路
(a)在图2基础上，将负载改为阻感负载即可
(b)设置元件参数
步骤2搭建触发电路
(a)通过三角波移相产生触发电路。
电路如图6所示
图6 三角波触发电路
连续重复模块提取路径： simulink\Sources\Repeating Sequence
求代数和模块:simulink\ Math Operations\Sum
带有滞环的继电器模块:simulink\Discontinuities\Relay
常量输入模块:simulink\Commonly Used Blocks\Constant
(b)设置参数
①连续重复模块
重复时间值：[0 0.01]
输出值：[-9 0]
②常量输入模块
根据触发角α的不同，输入不同的值
③其他元件采用默认设置。
继电器采用默认设置，当输入量大于0时，输出高电平1；当输入量小于0时，
输出低电平0。
步骤3搭建测量电路
方法同电阻性负载
阻感性负载完整的仿真模型如图7所示
图7 单相交流调压阻感性负载完整仿真模型
(３) 三相交流调压器带电阻性负载
电路原理图如图8所示
图8 三相交流调压电路原理图
基本参数为：三相电源相电压220V
R=Ω
u=，电阻负载10
α=o o o时a相电源相电压，a相负载相电要求：搭建仿真模型，输出30,60,120
压，并记录，考虑触发脉冲移相范围。
步骤1 搭建主电路子系统
由于电路元件多，连线复杂，采用子系统来简化电路结构。
将六只晶闸管封装在子系统中，将子系统Subsystem模块拖入仿真模型页面，双击弹出子系统模型窗口，在此窗口搭建子系统，电路如图9所示。
图9 子系统部分模型
各模块提取路径：
子系统：Simulink\Commonly Used Blocks\Subsystem
输入模块：Simulink\Commonly Used Blocks\In1
连接端口模块：Simulink\SimpowerSystem\Elements\Connection Port
分路器：Simulink\Commonly Used Blocks\Demux
搭建完成后，保存并关闭子系统，如图10所示
图10 子系统搭建完显示状态
步骤2搭建主电路
主电路如图11所示
图11 三相交流调压主电路模型
各元件提取路径：
三相电阻负载：Simpowersystem\Elements\Three-Phase Series RLC Branch 参数设置：按照已知条件设置.(注意三相电源互差120°)
步骤3 搭建触发脉冲模型
采用同步6脉冲发生器如图12所示
注意：AB，BC，CA为两相电压差，alpha_deg为触发角，注意：（设置的角度加上30°才是实际角度，即设置角度+30°=实际角度）
Block为触发使能端，接常数0才有脉冲输出
提取路径：Simpowersystem\Extra library\Control Blocks\Synchronized 6-pulse Generator
参数设置：注意选择双脉冲触发
步骤4 测量模型
电压表，三相V-I测量（已在前面主电路中连接进去）
完整的三相交流调压仿真模型如图13所示
图13 三相交流调压仿真模。