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1、电力电子技术课程设计(论文)单相电风扇无级调速电路 院（系）名称电子与信息工程学院 专业班级电子信息工程 学号1204040xx 学生姓名xxx 指导教师孟丽囡 副教授起 止 时 间： 2014.12.152012.12.26课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院 教研室：电子信息工程学 号1204040xx学生姓名xxx专业班级电子12x课程设计（论文）题目单相电风扇无级调速电路课程设计（论文）任务任务要求：采用晶闸管构成的交流调压电路，通过计算正确选择器件、控制电路，通过设计实现电风扇电动机电压的调节，从而改变电风扇的转速，可实现无级变速，满足人们对电风扇风速的不同要求，且
2、此调速装置寿命长。技术要求：1、交流电源：单相220V。2、输出电压在0220V连续可调。3、输出电流最大值1A。4、负载为100W电风扇，功率因数0.6。5、根据实际工作情况，最小控制角取200300左右。指导教师评语及成绩平时成绩： 答辩成绩： 论文成绩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日注：平时成绩占20%，答辩成绩占40%，论文成绩占40%。本科生课程设计（论文）摘 要把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，通过对晶闸管的控制就可以控制交流输出。这种电路不改变交流电频率，称为交流电力控制电路。在每半个周波内通过对晶闸管开通相位的控制称为交流调压电路。交流调压电路应用十分广泛，本文所设
3、计的单相电风扇无级调速就是其在异步电动机调速中的应用。电机属于阻感负载，可以等效看作电阻与电感的串联。设计电风扇调速电路简单且实用，主电路是交流调压电路负载为阻感负载时的情况，电路简单，所用器件少，晶闸管所需的触发电路和保护电路亦不能缺少，本文也做了介绍，最后讨论电路参数的计算和器件的选择。电风扇是最常用的家用电器之一，市场上各种各样造型，功率，品牌的电风扇也应有尽有。通过利用晶闸管构成的调压电路，可以实现对负载电压的控制，从而实现电风扇无级调速，满足人们对风扇转速的要求。这样电路的优点在于体积小，成本低，电路简单，易于设计制造。关键词：晶闸管；交流调压；保护电路；谐波分析AbstractTh
4、e twothyristor inverse parallelafter theseriesin AC circuits,by controlling thethyristorcan controlAC output.Thiscircuit does not changethe frequency of the alternating current,called theAC power control circuit.By controlling theopeningphase of thethyristorsin eachhalf a cycleknown as theAC voltage
5、 regulationcircuit.AC voltage regulationcircuitis widely used,single-phasestepless speed regulating electric fandesigned in this paperis itsapplicationininduction motor drive.Electric fanmotorcoil,which belongs to theinductive load,can be equivalentas aresistor andinductor in series.100W single-phas
6、eelectric fanis ahousehold electrical appliance,circuitdesigned in this paperis simpleand more practical,the main circuitisAC voltage regulationcircuit load isinductive load,the structure is simple,and the thyristorrequired to triggercircuit and the protection circuit alsocannot lack,this paper also
7、introducescalculationdevice,andfinallydiscuss theselection of thecircuitparameters. The electric fanis one ofthe most commonly usedhouseholdappliances,the marketvarious shapes,power,electric fanbrand willhave everything that one expects to find. Through the use ofthyristorvoltage circuitcomposed ofa
8、djustable,canrealize the control of theload voltage,so as to realize thestepless speed regulating electric fan,satisfy the requirementsof fan speed.Thiscircuithas the advantages of small volume,low cost,the circuit is relatively simple,easy todesign and manufacture.Key words：Thyristor;AC voltage;pro
9、tection circuit;harmonic analysis目 录第1章 绪论11.1电力电子技术概况11.2 本文研究内容1第2章 单相电风扇无级调速电路设计22.1 电路总体设计方案22.1.1 方案论证22.1.2 总体设计框图及分析32.2 具体电路设计42.2.1 主电路设计42.2.2 控制电路设计72.3 元器件型号选择9第3章 课程设计总结10参考文献11附 录12III第1章 绪论1.1电力电子技术概况电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数
10、百MW甚至GW，也可以小到数W甚至1W以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同，电力电子技术主要用于电力变换。顾名思义，单相交流调压电路是对单相交流电的电压进行调节的电路。广泛用在电热控制、交流电动机速度控制、灯光控制和交流稳压器等场合。与自耦变压器调压方法相比，交流调压电路控制方便，调节速度快，装置的重量轻、体积小，有色金属消耗也少。电力电子装置是静止式装置，占地面积小，重量轻，安装方便（以焊接电源为例,与旋转焊机相比，重量减轻80%,节能15%）。同时，电力电子装置往往对频率、电压等的调节比较容易，响应快，功能多，自动化程度高，因此用于工业上不但明显节能，还往往能提高生产率和产品质量，节省
11、原材料，并常能改善工作环境。但电力电子装置大多为电子开关式装置，它往往对电网和负载产生谐波干扰，有时还对周围环境引起一定的高频干扰，这是在设计这些装置和系统时必须妥善解决的。1.2 本文研究内容任务要求：采用晶闸管构成的交流调压电路，通过计算正确选择器件、控制电路，通过设计实现电风扇电动机电压的调节，从而改变电风扇的转速，可实现无级变速，满足人们对电风扇风速的不同要求，且此调速装置寿命长。技术要求：1、交流电源：单相220V。2、输出电压在0220V连续可调。3、输出电流最大值1A。4、负载为100W电风扇，功率因数0.6。5、根据实际工作情况，最小控制角取200300左右。第2章 单相电风扇
12、无级调速电路设计2.1 电路总体设计方案本文研究的内容是100W单相电风扇无级调速电路。根据要求，利用晶闸管构成的单相交流调压电路，来调节电风扇电动机电压，从而改变电风扇的转速，即可实现无级调速的要求。2.1.1 方案论证方案一：晶闸管反并联后串联在交流电路中，通过对晶闸管的控制就可以控制交流输出，负载为阻感负载，控制角2030度左右，电阻800左右，电感1.93h，总功率为100W,功率因数0.6，电流小于1A，电压不超过220V，可调节，控制角2030度时，输出电压符合要求。方案二：利用IGBT构成斩控式交流调压电路，如图2.1所示，图中Q1、Q2、D1、D2构成一双向可控开关，Q1、Q2
13、进行斩波控制，Q3、Q4给负载电流提供续流通道。与直流斩波电路一样，可以通过改变控制角调节输出电压。IGBT价格昂贵，斩控电路需要的器件明显多于交流调压电路，晶闸管各种保护电路和触发电路较IGBT更简单，所以从经济和电路元件数以及控制电路分析。采用方案一，即：晶闸管交流调压电路。 2.1.2 总体设计框图及分析总体设计方案包括交流调压主电路设计，精闸管触发电路设计和保护电路设计，其中交流调压部分由两个晶闸管反并联后串在交流电路中，通过对晶闸管的控制就可以控制交流输出。晶闸管触发电路用集成电路KJ004，其电路由同步检测电路、锯齿波形成电路、偏移电压、移电压综合比较放大电路和功相率放大电路四部分
14、组成。KJ004器件输出两路相差180度的移项脉冲，可以方便地构成全控桥式触发器线路。该电路具有输出负载能力大，移项性好，正负半周脉冲相位均衡性好、移相范围宽、对同步电压要求低，有脉冲列调制输出端等功能与特点。 性能可靠，调试方便。KJ004电路原理与分立式锯齿波移相触发电路相似，分为同步，锯齿波形成，移相，脉冲形成、分选、放大几个环节。保护电路主要有过电压保护、过电流保护、du/dt保护和di/dt保护。在本文中主要涉及前二者。过电流保护采用快速熔断器，在各晶闸管电路串联熔断器，还可采用过电流继电器、直流快速断路器等用于过载和短路保护，但保护速度和效果不如快速熔断器。过电压保护目前最常用的是在主电路回路中接入吸收能量的元件，使能量得以耗散，称之为吸收回路或缓冲电路，本文采用电容作为吸收元件，但为防止振荡，增加阻尼电阻，构成R、C吸收回路。总体设计方框图如图2.2所示晶闸管触发电路220V交流电输出电压连续可调交流电100W电风扇晶闸管交流调压主电路保护电路（过流、过压）图2.1 总体设计方框图 2.2 具体电路设计2.2.1 主电路设计单相电风扇无级调速电路的主电路实际上就是负载为阻感负载的单相交流调压电路即电动机。交流调压是将一种幅值的交流电能转化为
