干货分享 一种三相可控硅交流调压电路设计

  12V交流电压，其中一组（U3）作为电路的工作电源及锯齿波形成的信号电源，另外两组（U2、U4）分别作为可控硅SCRl和SCR2的同步电源。

  管VTl、VT2和电阻R1～R4、电容C1等网络形成的锯齿波电压，经运放

  VT3、VT4，配合U2、U4同步电压对相应可控硅SCRl或SCR2实施触发，以控制负载RL的电压。

  调节RP改变给定电压，运放IC1的输出方波宽度将随即改变，继而改变可控硅的导通角。

  耦合，使VT3、VT4导通时间提前，可控硅SC Rl、SCR2导通角增大，负载RL上得到的电压增加。

  控硅SCRl、SCR2导通角减小；负载RL上得到的电压减小，进而达到调压

  名端为正，异名端为负，经D4整流、R9限流后为VT3提供同步电压，触发可控硅SCRt导通。

  在交流电负半周时（A端为负、N端为正），同步电压U4的异名端为正，同名端为负，经D5整流，R10限流后为VT4提供同步电压，触发SCR2导通。

  三相交流调压电路(单向可控硅反并联)一、三相交流调压电路（单向可控硅反并联）1、主电路电气原理图K1G5负载负载G3G1CTG2G6G4K4VTK4K3CT电源K6输入K6VT600VACK5CTK2K2VTN/NN/NCCCCCBCBV2CACA2、反馈信号说明A. 当负载以稳定交流电流为目时应采用交流电流反馈，从而组成交流电流闭环调节系统，此时的交流电流反馈器件多采用交流电流互感器CT来完成，CT二次额定输出电流要求满足2.0V 2?R1?10.0V（R1：电流-电压转换电阻，位于触发器左部居中，此时需要焊上）B. 当负载以稳定交流电压为目时应采用交流电压反馈，从而组成交流电压闭环调节系统，此时的交流电压反馈器件多采用交流电压互感器VT来完成，VT二次额定输出电压要求满足：5.0 V2 ?10.0V（R1：电流-电压转换电阻，位于触发器左部居中，此时不要焊上）C. 当系统采用开环控制时，可以不装设反馈器件，此时应在积分器电容C11 两端并联一支20K的普通电阻。

  当给定信号从最小值到最大值变化而主电路输出并不从最小值到最大值跟随变化，此时应把给定信号设定为最小值，调节触发器上的电位器W0使主电路输出也刚好为最小值即可（若此时给定信号最大值与主电路输出最大值跟随性还相差较大时可适当调节电阻R12的阻值即能满足规定的要求）。

  D. 当反馈信号为直流信号时，为了消除主电路最小值输出的死区，应把触发器中的二极管D4、D9（位于触发器左部偏上，有明显的丝网加重标记）用短接线进行短接，短接后接线端子“CC”与“GND”为等电位。

  3、触发器接线CACAK4K4MAX:5MACBCB反馈信号输入K3K3CCCCG3G3KCFH03+5V+5V+5V电源输出G6138MMG6UG给定信号UGK6K6GND公共地GNDK59VK5G5180V-240VAC9VGNDG5G29V9VG2K2K2231MM4、调节及保护电路说明C11为闭环调节积分器电容；W1为反馈比例调节电位器；W2为保护整定调节电位器，当UF 2V时，经过几秒钟延时后保护电路动作，封锁脉冲，同时对外发出故障信号（保护电路只对反馈信号所代表的电气参数起保护作用；保护电路动作后须断电复位）。

  串联开关共用一个控制信号ug，它与续流开关的控制信 号ugN在相位上互补。

  当VT1、VT2、VT3导通时，VTN关断，负载电压等于电 源电压；当VTN导通时，VT1、VT2、VT3均关断，负载 电流沿VTN续流，负载电压为零。

  设计一恒温箱用三相相控调压加热电源，加热元件 为电阻丝，输出功率恒定3kW,电阻丝阻值为20Ω/ 每相，输入交流线V，计算电路 相关参数。

  对于三相对称负载，负载中点O’在平衡供电时处于零电 位，因此各支路晶闸管的自然换流点处于相电压的过零点，

  恒温箱一般具有较大的热惯性，电流脉动不影响系统性能， 考虑采用单相相控调压纯电阻负载电路型式图5-15（b)，仅 要设计计算晶闸管标称电压、额定电流，三相均衡，每相 功率均为1kW。

  一、三相交流调压电路（单向可控硅反并联）1、 主电路电气原理图电源输入600VACB A负载负载V22、 反馈信号说明A. 当负载以稳定交流电流为目时应采用交流电流反馈，从而组成交流电流闭环调节系统，此时的交流电流反馈器件多采用交流电流互感器CT 来完成，CT 二次额定输出电流要求满足2.0V 2R1≤10.0V（R1：电流-电压转换电阻，位于触发器左部居中，此时需要焊上）B. 当负载以稳定交流电压为目时应采用交流电压反馈，从而组成交流电压闭环调节系统，此时的交流电压反馈器件多采用交流电压互感器VT 来完成，VT 二次额定输出电压要求满足：5.0 V2 ≤10.0V（R1：电流-电压转换电阻，位于触发器左部居中，此时不要焊上）C. 当系统采用开环控制时，可以不装设反馈器件，此时应在积分器电容C11两端并联一支20K 的普通电阻。

  当给定信号从最小值到最大值变化而主电路输出并不从最小值到最大值跟随变化，此时应把给定信号设定为最小值，调节触发器上的电位器W0使主电路输出也刚好为最小值即可（若此时给定信号最大值与主电路输出最大值跟随性还相差较大时可适当调节电阻R12的阻值即能满足规定的要求）。

  D. 当反馈信号为直流信号时，为了消除主电路最小值输出的死区，应把触发器中的二极管D4、D9（位于触发器左部偏上，有明显的丝网加重标记）用短接线进行短接，短接后接线端子“CC ”与“GND ”为等电位。

  3、触发器接线、调节及保护电路说明C11为闭环调节积分器电容；W1为反馈比例调节电位器；W2为保护整定调节电位器，当UF 2V 时，经过几秒钟延时后保护电路动作，封锁脉冲，同时对外发出故障信号（保护电路只对反馈信号所代表的电气参数起保护作用；保护电路动作后须断电复位）。

  发光二极管指示如下：L0：触发器上电 L1：主电路参数超限 L2：快速熔断器熔断附：有关电源零线“N ”的说明三相可控硅调压/整流主电路的主要形式如下：U AB主电路电源千欧）当主电路电源为三相四线制时，电源零线“N ”可直接接入触发器，当快速熔断器发生一只或两只熔断时触发器能在一秒钟内封锁触发脉冲同时给出相应的故障指示及对外输出故障信号；当主电路电源为三相三线制时，若要求快速熔断器熔断检测还有效，则需要用户模拟出电源零线“N ” , 否则快速熔断器熔断检测无效。

  可控硅交流调压器电路图可控硅是一种新型的半导体器件，它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、动作快以及使用起来更便捷等优点，目前交流调压器多采用可控硅调压器。

  这里介绍一台电路简单、装置容易、控制方便的可控硅交流调压器，这可用作家用电器的调压装置，进行照明灯调光，电风扇调速、电熨斗调温等控制。

  1：电路原理：可控硅交流调压器由可控整流电路和触发电路两部分所组成，其电路原里图如下图所示。

  从图中可知，二极管D1—D4组成桥式整流电路，双基极二极管T1构成张弛振荡器作为可控硅的同步触发电路。

  当调压器接上市电后，220V交流电通过负载电阻RL经二极管D1—D4整流，在可控硅SCR的A、K两端形成一个脉动直流电压，该电压由电阻R1降压后作为触发电路的直流电源。

  当充电电压Uc达到T1管的峰值电压Up时，T1管由截止变为导通，于是电容C通过T1管的e、b1结和R2迅速放电，结果在R2上获得一个尖脉冲。

  当交流电在负半周时，电容C又从新充电……如此周而复始，便可调整负载RL上的功率了。

  2：元器件选择调压器的调节电位器选用阻值为470KΩ的WH114-1型合成碳膜电位器，这种电位器可以直接焊在电路板上，电阻除R1要用功率为1W的金属膜电阻外，其佘的都用功率为1/8W的碳膜电阻。

  D1—D4选用反向击穿电压大于300V、最大整流电流大于0.3A的硅整流二极管,如2CZ21B、2CZ83E、2DP3B等。

  SCR选用正向与反向电压大于300V、额定平均电流大于1A的可控硅整流器件，如国产3CT系例。

  在我们的工作和生活当中，经常用到需要对交流电源的负载进行调光，调温，调压，调速等来控制功能，而且还要求能够平稳的自行调节。

  该电路结构相对比较简单，所有电气元器件少，在电子元器件市场很容易买到，非常便于维修电工和电工电子爱好者制作，体积小重量轻，能够降低生产所带来的成本，对交流电压进行平稳调节。

  工作原理如下：220伏交流电源经加热器EH,电阻R1和电位器RP给电容c充电,当电容器上的电压达到一定值时,通过电阻R2，二极管VD和可控硅控制极，使可控硅触发导通。

  电流流经加热器EH，触发电路被短接，在交流电压为零时，可控硅又自动断开，而后触发电路中电容C再次充电，使可控硅再次导通，改变电容的容量和电位器的阻值，可增大或减小导通角，使输出电压升高或降低，从而起到调压的目的。

  我们可以将电路中的加热器EH，转成白炽灯泡，电风扇，抽风机，电烙铁等，从而能够控制对用电设备的调光，调速，调温等功能，这个电路应用的未来市场发展的潜力很广，值得大家认真学习。

  三相交流调压电路原理三相交流调压电路是一种用于将三相交流电源的电压进行调节的电路。

  当输入电压的相位为正时，对应的二极管导通，将电流导向负载；当输入电压的相位为负时，对应的二极管截止，电流无法通过。

  当输入电压为正时，晶闸管导通，将电流导向负载；当输入电压为负时，晶闸管截止，电流无法通过。

  逆变电路还能够最终靠改变晶闸管的导通角度，实现对输出电压的调制，以此来实现对输出电压的精确调节。

  总结起来，三相交流调压电路通过三相桥式整流电路将三相交流电源转换为直流电源，然后通过滤波电路去除直流电源中的脉动成分，最后通过逆变电路将直流电源转换为所需的交流电压。

  通过合理选择电路元件的数值和控制器的工作方式，能轻松实现对输出电压的精确调节。

  三相交流调压电路在工业生产和电力系统中得到普遍应用，能够完全满足不同设备对电压的要求，保证设备的正常运行。

  过零触发器MOC4031控制的交流调压电路李树伟马桂荣（平顶山工业职业技术学院，河南平顶山 467001）提要：介绍了一种成本低，简单实用易于维护，用集成元件构成的双向可控硅过零触发方式工作的三相交流调压电路。

  关键词：分离元件；集成元件；双向可控硅0引言用单结晶体管与分离元件组成设计成锯齿波发生器，可实现脉宽调制与脉冲形成电路，用可控硅移相触发和过零触发达到交流调压的目的。

  用集成元件TL494代替分离元件，用集成元件过零触发器MOC4031工作，增强了抗干扰能力，保证了可靠性。

  1 触发电路1．1 可控硅过零触发电路在电压过零时给晶闸管以触发脉冲，使晶闸官工作状态始终处于全导通或全阻断，这种工作方式称为过零触发方式，可控硅过零触发电路，由同步电路、检零电路等组成。

  交流电触发开关使电路在电压为零或零附近的瞬间接通，利用管子电流小于维持电流使管子自行关断，可控硅导通时，交流电源与负载接通，输出若干周波电压后，再使可控硅导通，如此重复进行。

  在交流电压的正、负半周都以一定的延迟角去触发控硅的导通，经过改变可控硅的导通角达到输出电压可调的目的。

  可控硅的移相触发使电路出现缺角，往往在可控硅瞬间使电网电压出现畸变，带来高次谐波，给电网中的其它用电设备和通讯系统的工作带来不良影响，并且对于电阻性负载在可控硅导通时有较大的冲击电流。

  可控硅零触发方式是把可控硅导通的起始点限制在电源电压过零处，它能很好抑制移相触发所产生的高次谐波和避免因较大冲击电流引起的电压瞬时大幅度下降。

  一般的三相交流可控硅过零触发开关电路由结构较为复杂，可靠性低，采用分离元件故障率高。

  2工作原理该电路主要由电源电路、PWM脉冲形成电路、过零触发光隔离双向可控硅驱动器等组成，电路如图1所示。

  三相交流电源指可提供3个频率相同而相位不同的电压或电流的电源，最常用的是三相交流发电机。

  在对三相交流调压电路工作原理分析的基础上，建立了基于MA TLAB 的三相交流调压电路的仿真模型，修改相应的参数，并对其进行了仿真分析和研究。

  通过仿真分析和参数的修改，验证所建模型的正确性，加深对三相交流调压电路理解。

  三相交流调压器的触发信号应与电源电压同步，其控制角是从各自的相电压过零点开始算起的。

  交 流 调压 是 通过 改 变 电压波 形 来 实现 调 压 的 ， 因此输 出 电压波形 不是 完整 的正 弦波 。谐波 分量较 大， 装 置的 功率 因数亦 随着 输 出电压 的降低 而下 降 。

  式中， ｅ 为 电网 电压 升高 系数 ， 一 般取 １ ． １ 。 ⑧ 晶闸管两 端 的过 电压保 护

  要： 本文 的设 计 内容是 三相 交流调 压 电路 采 用三相 晶闸管反 并联 无 中线 的星 形联 结电路 ； 触发

  电路 的选择采 用序 列 宽脉 冲触发相 控 电路 ， 利 用同步 变压 器 实现 同步 定相 ， 采 用脉冲 变压 器实现主 电路 与控制 电路 的 电气隔 离 ， 控制 电路 采 用单 片机控制 。从 而实现 了三相 交流调 压 电路 的设 计 。 关 键词 ： 调压 ； 触发 ； 晶 闸管 中图分 类号 ： ＴＭ４ ２ ３ 文献标 识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ６ －７ ９ ８ １ （ ２ ０ １ ３ ） ７ 一ｏ ｏ ９ ０ 一Ｏ ３

  在 过去 ， 三 相交 流 调 压 电路 应 用 于三 相 对称 性三相交流调压电路设计

  三相交流调压电路设计三相交流调压电路的设计原理依据电力系统中的三相电压和相位关系。

  在一个三相电力系统中，三相电压之间存在120度的相位差，因此可以通过合理地组合三相电压来达到所需的电压调节效果。

  三相交流调压电路的常用设计方法有三相全波可控整流调压电路和三相半波可控整流调压电路两种。

  三相全波可控整流调压电路是一种常用的三相交流调压电路，其主要由三相全波桥式可控整流电路和滤波电路组成。

  在正弦波周期的不同阶段，选择合适的整流管导通和截止，控制正弦波波峰部分输出到负载，以此来实现对输出电压的调节。

  三相半波可控整流调压电路是另一种常用的三相交流调压电路，其主要由三相半波可控整流电路和滤波电路组成。

  和全波可控整流电路相比，半波可控整流电路只利用正弦波的一半周期进行整流。

  通过合理地选择整流管导通和截止的时刻，使得只有其中一个正弦波波峰部分输出到负载，从而实现对输出电压的调节。

  首先，电路中的可控整流器需要选用合适的元件，具有较高的导通和截止速度，以确保输出电压的稳定性。

  此外，三相交流调压电路中的元件和线路布局需要合理选用和设计，以保证电路的可靠性和安全性。

  在实际应用中需要注意电路的稳定性、滤波效果和可靠性等问题，以确保电路正常工作。

  文章编号:1004-289X(2008)05-0056-02三相可控硅电压调整装置的设计与调试罗伟1,2,黄俊1(11湖南铁道职业技术学院,湖南株洲412001;21中南大学软件学院,湖南长沙410083)摘要:三相可控硅电压调整器具有结构简单、电源波形畸变小和高次频磁波干扰小的特点,广泛应用冷态、热态电阻大,幅度变动大的三相大功率电炉中,介绍一种简易的三相可控硅电压调整装置的设计与调试方法。

  华东交通大学理工学院课程设计报告书所属课程名称电气工程基础题目三相交流调压电路分院电信分院专业班级学号学生姓名指导教师2013 年 6 月28日池，那上面连小草也长不出来的。

  课程设计（论文）评阅意见评阅人职称讲师2013 年6 月28 日池，那上面连小草也长不出来的。

  目录第1章设计任务及设计目的第2章电路的设计第3章MATLAB建模与仿线章课程设计心得池，那上面连小草也长不出来的。

  第一章.设计任务及设计目的1.1 电路设计任务1 方案设计2 完成主电路的原理分析，各主要元器件的选择3 触发电路的设计4 利用MATLAB仿真软件建模并仿真，获取电压电流波形，依据控制角与负载阻抗角的关系，对结果进行分析1.2 电路设计的目的电力电子技术是我们大三下学期学的一门很重要的专业课，课本上讲了很多电路，比如各种单相可控整流电路，斩波电路，电压型逆变电路，三相整流电路，三相逆变电路，等各种电路，通过对这些电路的学习，让我们知道了如何将交流变为直流，又如何将直流变为交流。

  而本次三相交流调压电路的设计与仿真，我们需要用晶闸管的触发电路来实现调节输入电压的有效值，然后加到负载上。

  本次课程设计期间，我们自己通过老师提供的Matlab仿真技术的资料和我们在网上搜索相关的资料，到图书馆查阅书籍，以及同学之间的相互帮助，让我们学到了很多知识。

  通过对主电路的设计与分析，对晶闸管触发电路的设计与分析，了解了他们的工作原理，知道了该电路是如何实现所要实现的功能的，把课堂所学知识运用起来，使我更能深刻理解所学知识，这让我受益匪浅。

  通过写课程设计报告，电路的设计，提高了我的能力，为我以后的毕业设计以及池，那上面连小草也长不出来的。

  第二章.主电路的设计2.1 主电路的原理分析所谓交流调压就是将两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，在每半个周波内通过控制晶闸管开通相位，可以方便的调节输出电压的有效值。

  可控硅调压电路引言可控硅调压电路是一种电气设备，用于控制交流电压的大小。

  它通过调节可控硅的导通角度来改变电流的平均值，从而实现对交流电压的调节。

  控制信号的变化导致可控硅的导通角度变化，进而改变电流的平均值，实现对交流电压的调节。

  在每一个交流周期中，通过控制信号的改变来调节可控硅的导通角度，从而改变电流的平均值。

  输出电路则根据实际应用需要，可以是电阻、电容、电感等元件组成的负载或者其他设备。

  可控硅调压电路的结构可以有不同的形式，常见的有单相半波可控整流电路、单相全波可控整流电路、三相半波可控整流电路和三相全波可控整流电路等。

  不同的结构适用于不同的应用场景，但基本的原理都是通过控制可控硅的导通角度来实现对交流电压的调节。

  应用可控硅调压电路广泛应用于各种需要调节交流电压的场景，包括实验室设备、电机控制、照明系统、电焊设备等。

  具体的应用包括以下几个方面：1.实验室设备：在实验室中，常常需要对电压进行精确控制。

  三相晶闸管交流调压电路的设计与仿真晶闸管交流调压电路是一种常见的电力电子器件应用，广泛应用于工业控制和电力调节领域。

  设计思路：三相晶闸管交流调压电路是通过控制晶闸管的导通角度来改变电路中的功率流动，从而实现调压功能。

  其基本原理是将交流电源输入通过滤波电路滤波后接入晶闸管电路，通过调节晶闸管的触发角度来改变输出电压。

  第一步：确定晶闸管的触发脉冲信号晶闸管的触发脉冲信号能够最终靠计算或仿真得到。

  具体步骤如下：1.根据所需调压范围和输出电流要求，确定晶闸管的导通角度范围。

  第二步：确定滤波电路的参数滤波电路的设计目的是使输入的交流电信号转化为稳定的直流电压。

  在三相晶闸管交流调压电路中，常用的滤波电路是基于三相全控整流桥电路的三电感三电容滤波电路。

  在仿真中，可以进行以下几个方面的验证：1.电路的输入和输出波形是否满足要求。

  总结：通过以上设计和仿真步骤，可以得到一个稳定可靠的三相晶闸管交流调压电路。

  三相可控硅电压调整装置的设计与调试设计与调试三相可控硅电压调整装置的步骤如下：一、装置设计：1.确定主要元件：主变压器、三相可控硅（SCR）、电容器、电感等。

  2.根据电源输入电压和负载要求确定必要元件的参数，如主变压器的变比、层绕数和磁通密度等。

  7.综合分析主电路、辅助电路和控制方式，进行电气设计，并绘制电路原理图。

  2.将设计好的电路装置搭建起来，根据电路原理图进行布线.对电路进行各项参数测量，包括输入电压、输出电压、输出电流和功率等。

  5.对装置进行辅助电路和控制电路的测试，确保触发电路和保护电路正常工作。

  6.进行工作性能测试，如调整触发脉冲宽度、触发时机以及调节装置的调节范围等。

  7.进行负载测试，根据负载特性调整装置参数，并观察负载对电路装置的影响。

  8.对装置进行稳定性测试和可靠性测试，如长时间运行测试和环境适应性测试等。

  三、装置说明：1.编写装置使用说明书，包括装置的工作原理、性能参数、调节范围和操作方法等。

  以上是三相可控硅电压调整装置的设计与调试的步骤，通过精心的设计和细致的调试，可以保证装置的正常工作和稳定性能，使其在实际应用中发挥良好的作用。

  课程设计报告书所属课程名称电气工程设计软件计算机操作题目三相交流调压电路设计分院专业班级学号学生姓名指导教师2013年6月28日目录第一章课程设计内容及要求 (3)第二章单相交流调压电路的分析 (3)第三章三相交流调压电路设计 (7)3.1三相交流调压电路的比较 (7)3.2三相三线交流调压电路的原理分析 (8)3.3 仿线)第四章电路仿线)第五章课程设计心得体会 (20)参考文献（资料） (22)第一章课程设计内容及要求根据单相交流调压电路的原理，设计一个三相交流调压电路。

  通过MATLAB/SIMULINK仿线;时的输出电压和电流波形，以及各相触发脉冲波形。

  D.把各个元器件和单元电路连接成我们所需要的仿真电路图，对搭建的仿真的进行检验。

  第二章单相交流调压电路的分析所谓单相交流调压就是将两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，在每半个周波内通过控制晶闸管开通相位，可以方便的调节输出交流电压的有效值。

  当负载电阻为R，输入的电源电压有效值为U1，则此电路的基本电气参数如下：1.负载电阻R上的交流电压有效值：2.负载电阻R上的电流有效值：3.功率因数λ：4.晶闸管的电流平均值：5..晶闸管电流有效值I及其通态平均电流：6.图（1）为单相交流调压器在电阻负载时的参数与控制角α的关系，其中U R/U1、I R/I0及功率因数λ三者与α的关系可用同一条曲线表示。

  可以与各种自动化仪表配套使用，对仪表无干扰，也可以外接电位器手动控制，大范围的应用于负载要求连续平滑调节，拧制精度较高或不允许大电流冲击的控制系统。

  主要用于单相纯阻性负载、三相感性负载或变压器原边控制，如硅碳棒、硅钼棒、适应范围通用可控整流：适用于电解,电镀,充电,稳流稳压可控整流装置调压移相：适用于三(单)相交流调压或整流带电阻,电感负载化工电解：适用于化工,冶炼行业大电流可控整流装置充放电：适用于蓄电池充放电装置直流电机调速：适用于直流电机调速装置发电机励磁：适用于同步电机励磁装置电动机励磁：适用于电动机励磁装置电动机软启动：适用于交流电动机可控硅软启动装置标称电压：AC380-440 产品系列：TR电流性质：交流额定电流：800A 线 防护特征：敞开式触点负载：弱功率应用场景范围：固态型号：TSCR-B 吸合电流： 1释放电流： 1 品牌：月盛触点形式：模拟量控制产品特点1采用飞利浦高性能单片机作为控制，三相平衡度高、波形对称性好、直流成分小、线性化好、控制精度高、工作稳定。

  3、18VAC/500mA单电源工作，板上还可向外提供5V/60mA输出，为外接传感器及各种调节器提供负电源，大大方便用户并降低费用。

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  为了方便各位工程师和技术人员进行借鉴，在今天的文章中，我们将会为大家伙儿一起来分享一种三项可控硅交流调压电路的设计的具体方案，并同时提供该方案的仿真结果，希望可以对各位工程师的设计工作有所帮助。

  因此和三相桥式全控整流电路一样，触发脉冲顺序也是VT1~VT6，依次相差60。