电抗移相式自励恒压装置的工作原理
电抗移相式是不可控相复励自励恒压装置，是一种不带电压调节器的励磁系统；因此，它所能达到的调压精确度，取决于自励恒压装置的输出特性与同步发电机调整特性的规律是否相同以及二者接近的程度。
一. 同步发电机的调整特性
当n=n N，COSφ=常数，并保持发电机端电压U=常数，励磁电流i f与负载电流I之间的关系，即i f=f（I），它说明了保持电压U恒定，励磁电流i f随负载电流I及功率因数COSφ的变化应该怎样调整的问题。
调整特性i f=f（I）可以直接利用发电机的磁势电势向量图求得。为了便于分析，忽略电枢绕组的电阻和漏抗，并假定发电机为隐极电机，简化磁势电势图。由于励磁磁势与励磁电流成正比关系，因此，将图1中各磁势向量的比例尺寸改变，即可表示电势及励磁电流的向量图。
空载时建立额定电压U N所需的励磁磁势（励磁电流）
负载时补偿电枢反应磁势Fa所需要的励磁磁势（励磁电流）
负载时在一定电枢电流I及功率因数COSφ下产生的额定电压U N所需要的励磁磁势（励磁电流）
由图可知，在保持发电机电压恒定的情况下，负载时励磁电流if可看成两个分量组成：一个分量是用于建立空载额定电压U N所需要的励磁电流ifo；另一个分量是用于补偿电枢反应磁势Fa所需要的励磁电流i fa，它称为相复励分量，其中i fa与i fo两分量的夹角为90°－φ，并且i fa与电枢电流I成正比关系，这是因为i fa正比于F fa（-Fa）正比于I的缘故。
1）当负载功率因数COSφ保持不变，负载电流I改变时，i fa的变化
轨迹为一直线。图3中直线AB所示，图中i fo代表空载（即I=0）时所需要的励磁电流。当I2>I1时，i fa2>i fa1，相应地i f2>i f1。就是说，在保持发电机电压恒定的情况下，负载电流I愈大时，所需要的励磁电流i f大。
2）负载电流I保持不变，功率因数COSφ改变时，if的变化轨迹为一圆弧，如图4所示。
本圆弧CD所示，图中OC及OD分别代表COSφ=1及COSφ=0.8（滞后）时所需的励磁电流，OD>OC，说明在保持发电机电压恒定的情况下，负载功率
因数COSφ（滞后）越低时，所需要的励磁电流if也越大。
由此可见，为了保持发电机端电压恒定，励磁电流必须随发电机负载电流大小及功率因数大小的变化相应变化，其变化规律可以根据上述的向量图很方便的
5所示。
二.
根据上述分析，为了达到发电机端电压恒定的目的，要求励磁装置的输出特性与发电机的调整特性完全吻合。就是说，当发电机负载电流及功率因数变化时，要求励磁装置供给的励磁电流的变化规律与图3、图4所示的同步发电机励磁电流的变化规律一致。
为了达到这一要求，励磁装置除了要有相应的电流补偿外，还应有相位补偿。电抗移相励磁装置就是带有相位补偿的复励装置。
图中发电机通过线形电抗器供给与发电机相对应的励磁电流分量—电压分量
复励变流器就是用来供给与发电机负载电流相对应的励磁电流分量—电压分量。两个励磁电流分量经过几何叠加，经过硅整流器后供给发电机励磁绕组的励磁电流。
1.发电机“自励”建压的物理过程
采用这种励磁装置的发电机自励建压的物理过程与并激直流发电机相似。发电机空载时，由原动机带动发电机转子至额定转速。如果转子中有剩磁，便在定子电枢绕组中感应一个不大的直流电流。如果励磁绕组接线正确（即励磁绕组接到整流器电路的极性正确），这个电流产生的磁势与剩磁方向一致，则发电机气隙磁通、电枢绕组电势和励磁电流
均有可能增加。如此反复增强，发电机电压就有可能很快建立起来；如果线形电抗器的电感值整定一个合适的数值，发电机电压就可以建立在额定值。所以，空载时发电机电压通过线形电抗器供给发电机所需要的空载励磁电流，用以建立空载额定电压。
图5 电抗移相式励磁装置线路图
发电机电压建立过程可用图6作进一步说明。建压时，电压的增长将按图中箭头所示的方向反复增加，电压最终稳定在空载特性曲线U=f（I f）与励磁回路的阻抗线U=If·Zf的交点上。励磁回路的阻抗越大，阻抗线的斜率也越大，这时，两曲线交点所对应的发电机电压值也愈低。当阻抗线与空载特性曲线相切时，发电机不能建压。这时阻抗线对应阻抗Z fej称为临界阻抗。因此，如果电压建立，必须使励磁回路的阻抗小于临界阻抗。
图6
励磁回路的阻抗是由线形电抗器的电抗和折算到交流侧的励磁绕组的电阻、电刷接触电阻、硅整流器内阻等组成。我们知道硅整流器有一个开放电压（约0.5~1V）如果起励之前加在硅整流器上的电压（它由剩磁电压产生的）低于此开放电压时，硅整流器有极高的内阻将使励磁回路的阻抗远远大于临界阻抗，因此发电机无法建压。图6所示的由发电机端电压直接供电的电抗移相式励磁装置，由于发电机端的剩磁电压较高，起励之前直接加在硅整流器上，足以来使硅整流器导通；导通后的硅整流器的内阻很小，这时励磁回路的才有可能小于临界阻抗，因此，采用这种励磁装置易使发电机自励建压。通常线形电抗器的电抗比折算到交流侧的励磁绕组、电刷接触电阻、硅整流器正向电阻（导通后的内阻）的总和要大很多倍（约为3~6倍），因此励磁回路的阻抗差不多等于线形电抗器的电抗。
总结起来，自励建压有三个条件：
（1）电机有剩磁。一般电机有2~5%额定值的剩磁。如果电机失去剩磁，可以用直流电源来充磁。
（2）励磁绕组接到整流电路的极性正确。如果极性不对，那么发电机不会建压，这时只要将励磁绕组接到整流桥的两端对调，即可得到正确的联接极性。
（3）励磁回路的阻抗必须小于它的临界阻抗。为了满足这一条件，在设计励磁装置时，必须做到起励之前加在整流器上的电压大于它的开放电压。同时设计中线形电抗器的电抗值必须按要求给予保证。在试验调整中，如果线形电抗器的气隙调整的太小，可能使线形电抗值超过临界阻抗值，发电机不会建压。这时只要适当加大气隙，使电抗值减少，电压就可以建立起来。线形电抗器气隙的调整以发电机能建立到额定电压为宜。如果电刷与滑环接触不良，可能造成电刷接触电阻过大，而使励磁回路的阻抗值超过它的临界阻抗，也使发电机建压不起来。这时可适当加大电刷在滑环上的压力或修整电刷与滑环的接触面使其接触良好，即可克服不会建压的毛病。
2. 发电机自动“恒压”的物理过程
发电机负载时，负载电流流过变流器的初级绕组，通过变流器作变流作用，次级绕组输出了与负载电源大小成比例而且同相位的电流，它经过整流后输入励磁绕组，产生磁势用以补偿发电机负载时电枢反应磁势。这个分量的电流可使得励磁电流能够自动随负载电流大小及功率因数大小的变化而自动调节，以保持发电机电压恒定。所以，负载时由复励变流器供给发电机所需要的复励电流，用以补偿负载电流引起的电枢反应，以保持电压恒定。
三. 励磁装置的等值电路和向量图以及它的输出特性
下面利用分析法来说明这一励磁装置的工作原理，并求出它的工作特性。
为了分析这种电路，需要将整流桥直流侧所有的各个量折算到交流侧方面来，假如发电机三相负载对称，整流桥交流侧的三相电路将是对称的。在这个条件下，把直流侧励磁回路的电阻（包括励磁绕组电阻、电刷接触电阻、硅整流器正向电阻等）折算到交流侧时，可用一个Y接的等值的三相电阻代替，折算后的电路可用图7表示。
设u f，i f为励磁输出装置的直流励磁电压和直流励磁电流。
r f为励磁绕组电阻。
U f，I f为励磁输出装置的交流励磁（相）电压和直流励磁（相）电流。
R f 为励磁绕组电阻，电刷接触电阻和硅整流器电阻等折算到交流侧的一相等值电阻。
图7 整流桥直流侧折算到交流侧后的励磁装置电路图
在整流桥交直流侧电压，电流以及电阻的折算关系如下：
β=f f U u u (1-1) i f f I i β= (1-2)
式中，βu 为电压整流系数 βi 为电流整流系数
βu 的变化规律较复杂，它与电流电压的波形，励磁绕组中电感与电阻的比值以及整流桥直流侧是否接有阻容过电压保护装置有关。根据试验结果，在整流桥直流侧不接有阻容过电压保护装置时，βu 可以取以下值：
空载时，βuo =u fo /U fo =1.47~1.80
cos φ=1.0时， βu1.0=U f1.0/U f1.0=1.5~1.85
cos φ=0.8时， βu0.8=U f0.8/U f0.8=1.5~1.85
其中：小功率电机取值较大，而较大功率者取较小值。在整流桥直流侧接有阻容保护装置时βu 可取如下数值。
βuo =1.9，βu1.0=1.9，βu0.8=1.93
根据试验结构βi 可取如下数值
βio =i f0/I fo =1.35~1.355 βi0.8=i f0.8/I f0.8=1.335~1.35
βi1.0=i f1.0/I f1.0=1.34~1.355
励磁电压：U f = i f * r f +Δu s
式中：Δu s 为滑环电刷接触压降，对于铜石墨电刷取Δu s =0.5V 。
如果已知发电机的励磁电压U f 和励磁电流i f ，利用式（1-1）和（1-2）的折算关系，可以求出折算到交流侧的励磁电压U f 和励磁电流I f ，并可求出励磁回
路电阻折算到交流侧的一相等值电阻：R f=U f/I f
对于转枢式发电机Δu s=0
R f=U f/I f=（uf/βu）/（if/βi）=r f*（βi/βu）（1-4）
图7的电路是一个三相对称电路，可以取出一相来分析，图8所示的装置的一相电路。它的等值电路如图9所示，图中将复励变流器的初级折合到次级，这时初级电流的折合值I1’为
I1’=I*W1/W2=I/（W2/W1）=I/k21（1-5）
式中：W1、W2——变流器的初级、次级绕组匝数
k21= W2/ W1——变流器的变比
图8 电抗移相式励磁装置的一相电路
图9 电抗移相式励磁装置的一相等值电路
在忽略线形电抗器绕组中电阻Rx，变流器初次级绕组中漏阻抗Z1’、Z2以及忽略变流器的激磁电流Io（即认为激磁绕组阻抗Zm=无穷大的情况下，可得装置的一相简化等值电路，如图（1-10）所示。
图10 电抗移相式励磁装置的一相简化等值电路
在图10 的等值电路中，由两个电源、电压源U和电流源I/ k21，联合作用，为了求出励磁装置交流侧输出的励磁电流I f，可利用叠加原理。
电压源U的作用这时I=0，相当于发电机的空载状态，由于U作用而产生
Ifu ，称为交流侧励磁电流的电压分量。它供给了发电机所需要的空载励磁电流，用以建立空载电压。
θj X R U jX R U
fu e I L f L f -++==22 （1-7）
式中取U=Ue -j θ θ=tg -1（X L / R f ）
电流源I/k 21的作用:这时U=0,由与发电机负载电流成比例关系的I/ k 21作用而产生的I fi ,称为交流侧励磁电流的电流分量.它供给了发电机所需要的复励电流,用补偿负载电流引起的发电机电枢反应,达到电压恒定的目的。
)90(212102
2θ-Φ-++=?=j X R k I X k I jX R jX fi e I L f L L i L (1-8) 式中：取φj Ie I
-= )
(212122θ+Φ-++=?=j X R k I
R k I jX R R xi e I L f f L f f
（1-9） 根据叠加原理，可求得在发电机负载时装置交流侧输出的励磁电流为
)90(2102
222θθ-Φ-+-++=+=j X R k I X j X R U i f fu f e e I I I L f L L f （1-10） 及通过线形电抗器的电流为：
)
(212222θθ+Φ-+-++=+=j X R k I R j X R U fxi fu x e e I I I L f f L f （1-11） 因此，在发电机负载时，装置直流侧输出的励磁电流为
)90(2102222θθβββ-Φ-+-++=+==j X R k I X j X R U
i i f fu i f i f e e I I I i L f L L f （1-12）
式中，直流侧励磁电流电压分量和电流分量分别为：
22L f X R U
i fu i fu I i +==ββ (1-13)
2
221L f L X R k I
X i fii i fxi I i +==ββ (1-14) 由式1-7、1-8和1-10可画出装置交流侧励磁电流的向量图。如图1-11所示 。在这个向量图中各电流I fu 个I f 乘以电流整流系数βi ，即是装置直流侧相应的励磁电流i fu 、i fi 和i f ，因此，将交流侧励磁电流向量图的各向量的比例尺改变就可表示为直流侧励磁电流的向量图。从1-11的励磁电流向量图以及式1-10和1-12可以看出
1）励磁装置输出的励磁电流I f （i f ），包括有Ifu （ifu ）和Ifi （ifi ）两个分量。通过线性电抗器的移相作用，使电流分量Ifi （ifi ）和电压分量Ifu （ifu ）两个向量之间的夹角为（900-φ）；并且I fi （i fi ）与发电机负载电流I 成正比例关系。
2）当发电机负载功率因数COS φ保持不变时，φ角及I fi （i fi ）的方向便固定了，I fi （i fi ）的大小随着I 的增大而增大，因而装置输出的励磁电流I fi （i fi ）也随I 增大而增大，I fi （i fi ）的变化轨迹为AB 直线，这就是励磁装置的复励特性。
3）电机负载电流I 保持不便变时，I fi （i fi ）大小一定，它的方向随着Cos ?的 改变而改变。
因而I fi （i fi ）随着Cos ?的降低（1→0）而增加，I fi （i fi ）的变化轨迹为CD*1/4圆弧这是励磁装置的相位补偿特性。
由此可见，励磁装置输出的励磁电流变化规律与发电机在保持恒压时所需要的励磁电流的变化规律是一致的，即此装置的输出特性与发电机的调整特性的规律是吻合的。如果适当选择励磁装置参数，即适当选择线形电抗器的电抗X L 值，使得
02122f X R k U
i fu i i L f ==+β
就可保证空载时能使发电机建立额定电压，适当选择复励变流器变比K 21值，使得 fa X R k I
X i fi i i L f L ==+2221β
就可保证负载时在不同负载电流及功率因数下，励磁装置所供给的励磁电流与发电机所需要的 励磁电流完全相同，因而能保持发电机的电压恒定不变。
四 自励恒压发电机产生电压偏差的原因
由于我们在进行以上分析时，首先假定发电机为隐极式电机，并且忽略电枢绕组的电阻和漏抗的影响，同时在励磁装置中亦忽略线形电抗器绕组电阻，复励变流器绕组和漏抗以及激磁电流等次要因数的影响，而实际上由于以下几个因素的影响使励磁装置的输出特性与发电机的调整特性不能完全吻合，因而发电机电压不能完全吻合，在额定值上会产生一定的电压偏差。
实验一锯齿波同步移相触发电路实验 一．实验目的 1．加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用。 2．掌握锯齿波同步触发电路的调试方法。 二．实验内容 1．锯齿波同步触发电路的调试。 2．锯齿波同步触发电路各点波形观察，分析。 三．实验线路及原理 锯齿波同步移相触发电路主要由脉冲形成和放大，锯齿波形成，同步移相等环节组成，其工作原理可参见“电力电子技术”教材。 四．实验设备及仪器 1．NMCL系列教学实验台主控制屏 2．NMCL-32组件和SMCL-组件 3．NMCL-05组件 4．双踪示波器 5．万用表 五．实验方法
图1-1 锯齿波同步移相触发电路 1．将NMCL-05面板左上角的同步电压输入接到主控电源的U、V端，“触发电路选择”拨向“锯齿波”。 2. 将锯齿波触发电路上的Uct接着至SMCL-01上的Ug端，‘7’端地。 3.合上主电路电源开关，并打开NMCL-05面板右下角的电源开关。用示波器观察各观察孔的电压波形，示波器的地线接于“7”端。 同时观察“1”、“2”孔的波形，了解锯齿波宽度和“1”点波形的关系。观察“3”~“5”孔波形及输出电压UG1K1的波形，调整电位器RP1，使“3”的锯齿波刚出现平顶，记下各波形的幅值与宽度，比较“3”孔电压U3与U5的对应关系。 4．调节脉冲移相范围 将SMCL-01的“Ug”输出电压调至0V，即将控制电压Uct调至零，用示波器观 察U 1电压（即“1”孔）及U 5 的波形，调节偏移电压Ub（即调RP2），使α=180°。 调节NMCL-01的给定电位器RP1，增加Uct，观察脉冲的移动情况，要求Uct=0时，α=180°，Uct=Umax时，α=30°，以满足移相范围α=30°~180°的要求。 5．调节Uct，使α=60°，观察并记录U1~U5及输出脉冲电压U G1K1，U G2K2 的 波形，并标出其幅值与宽度。 用双踪示波器观察U G1K1和U G3K3 的波形，调节电位器RP3，使U G1K1 和U G3K3
移相电路总结（multisim10仿真）2012.7.2 原来是导师分配的一个小任务，由于书中没有现在的电路，故查找各方面资料，发现资料繁多，故自己把认为重要的地方写下来，如有不足之处请多多指正。 1、 移相器：能够对波的相位进行调整的仪器 2、 原理 接于电路中的电容和电感均有移相功能,电容的端电压落后于电流90度,电感的端电压超前于电流90度,这就是电容电感移相的结果; 先说电容移相,电容一通电,电路就给电容充电,一开始瞬间充电的电流为最大值,电压趋于0,随着电容充电量增加,电流渐而变小,电压渐而增加,至电容充电结束时,电容充电电流趋于0,电容端电压为电路的最大值,这样就完成了一个充电周期,如果取电容的端电压作为输出,即可得到一个滞后于电流90度的称移相电压; 电感因为有自感自动势总是阻碍电路中变量变化的特性,移相情形正好与电容相反,一接通电路,一个周期开始时电感端电压最大,电流最小,一个周期结束时,端电压最小,电流量大,得到的是一个电压超前90度的移相效果; 3、 基本原理 (1)、积分电路可用作移相电路 (2)RC 移相电路原理 其中第一个图 此时，R:0→∞ ,则φ： 其中第二个图 此时，R:0→∞ ,则φ： 而为了让输出电压有效值与输入电压有效值相等 C C u i u o R R u i u o φU R U C U I 图1 简单的RC 移相
1 U 2 U + _ R R c d +_a C C 图2 幅值相等 . ..2cb db U U U =- (111) 1 1111R j RC j C U U U j RC R R j C j C ωωωωω-=-=+++ 212 1()2arctan 1() RC U RC RC ωωω+= ∠-+ 其中 2211 2 1()1() RC U U U RC ωω+= =+ 22arctan()RC ?ω=- 4、 改进后的移相电路 一般将RC 与运放联系起来组成有源的移相电路。 u i u o R 1 C R R 2 u i u o R 1 C R R 2 图3 0~90°移相 图4 270°~360°移相
5.3.3 移相触发电路 移相电路一般由同步电路、脉冲形成电路、脉冲移相和放大电路等组成。按触发电路使用的器件可分为单结晶体管触发电路、晶体管触发电路、数字式触发电路和集成触发电路等几种。 5.3.3.1单结晶体管触发电路 1单结晶体管工作原理单结晶体管又叫双基极二极管，他有一个PN结、一个发射极和两个基极。发射极和两个基极之间可以等效为一个二极管，具有二极管的单向导电特性。当单结晶体管发射极电压u e=0时，二极管反向偏置，发射极流过反向漏极流过反向漏电流ie，如图5-29所示。随着ue的增大，反向漏电流ie减小，当ue=UA=?Ucc时，ie=0，二极管处于零偏置。式中，?叫分压比，是单结晶体管的一个重要参数；Ucc为加在单结晶体管两个基极之间的电源电压。在ue到达Up之前，虽然二极管处于正向偏置状态，但尚不足于克服二极管的导通压降，因此，单结晶体管一直处于截止区。在ue到达UP之后，电流ie显著增大，ue显著减小，显现负阻特性。这时，吧出现负阻特性的转折点P 称为峰点，Up称为峰点电压，对应的电流Ip为峰点电流。当ie增大到某一值Iv后，ue又随ie增大而增大，重现电阻特性，这一现象称为饱和。负阻特性结束的转折点V称为谷点，Uv称为谷点电压，对应的电流Iv为谷点电流。 2单结晶体管触发电路ZX5系列晶闸管弧焊整流器采用单结晶体管触发电路，其主要电路如图5-16b所示，即接成工阳极的带平衡电抗器双反星形形式。由上节可知，可采用两套触发电路分别触发正极性组和反极性组的晶闸管。 （1）脉冲产生电路见图5-30.主要由三极管V3、V4，单结晶体管VU1、VU2，电容C20、C21，脉冲变压器TP1、TP2组成。控制电压uk接至三极管V3、V4基极。当有负的uk输入时，C20C21分别被充电，于是由C20 、VU1和C21、VU2组成的张弛振荡器不断产生振荡，脉冲变压器分别输出脉冲，该脉冲加至图5-28中的小晶闸管V上，有V触发主电路晶闸管。Uk越负，C20C21充电电流越大，产生第一个脉冲就愈早，主电路中相应晶闸管的控制角愈小，导通角愈大；反之亦然。改变uk值即可实现脉冲移相。由于单结晶体闸管和三极管的参数都存在分散性，即使它们型号相同，但参数也不尽相同。为了避免两组晶闸管导通角不同造成三相不平衡，需要精细调整电路参数。图中电位器RP8RP9分别用来弥补VU1VU2之间参数的不一致性，电位器RP10RP11分别用来弥补V3V4之间参数的不一致。调节这些电位器，可使两套电路输出脉冲对称。 图5-29 单结晶体管 (2)同步电路如图5-30所示，同步电路主要由控制变压器T2、稳压器VS1~6、
移相触发电路的基本构成 1、用双运放电路做成的移相电路实例 图1 用双运放作移相电路 电路工作原理简述： 请与下图2波形图相对照，电路中各点工作电压波形以V1~V7标出。 〔同步脉冲电路〕VD1、VD2、R1、VDT1、IC2-1等元件组成电压过零同步脉冲电路。T1电源变压器二次绕组输出的双18V交流电压，经全波整流后，一路经二极管VD3隔离电容滤波，7815稳压成+15V，供控制电路IC的供电电源，一路经R1、VDT1削波成梯形波电压，输入IC2-1运算放大器的反相输入端2脚，与同相输入端3脚由R2、R3对电源分压取得的基准电压相比较后，由1脚输出电网过零点同步脉冲电压信号。IC2-1的同相输入端为全波整流所得的同步信号，对应电网正、负半波的100Hz同步脉冲，经后级电路生成移相脉冲，使主电路双向晶闸管在正、负半波期间均得到一个触发脉冲，实现了交流调压。主电路形式请参阅图2-16的c电路。 〔锯齿波形成电路〕充放电电容C4、晶体管VT1、VT2等元件组成（负向）锯齿波形成电路。RP1、R5、VT1、VT2等元件构成恒流源电路，VT2的集电极与基极短接，以取得约0.7V的稳定电压做为VT1的偏置电压，使VT1的Ib、Ic电流近似于恒定值，使VT1集电极与发射极之间维持较为恒定的等效电阻值，VT1又称为恒流放电管。当IC2-1输出的电网过零高电平脉冲到来时，C4经R4限流充电，因充电时间常数小，使C4上电压快速升至IC2-1输出的脉冲电压峰值，过零点脉冲消失后，IC2-1放大器1脚变为地电平，二极管VD4反偏截止。此进C4经VT1集电极、发射极到电源地进行恒流放电，使C4两端产生线性下降的锯波波电压。当C4放一定程度时（C4上电压接近地电平，但有一定的剩余电压），IC2-1输出
电路原理综合实验报告 移相器的设计与测试 学生姓名：----- 学生学号：----- 院（系）：----- 年级专业：------ 指导教师：----- 助理指导教师：------- 摘要 线性时不变网络在正弦信号激励下，其响应电压、电流是与激励信号同频率的 正弦量，响应与频率的关系，即为频率特性。它可用相量形式的网络函数来表示。在电气工程与电子工程中，往往需要在某确定频率正弦激励信号作用下，获得有一定幅值、输出电压相对于输入电压的相位差在一定范围内连续可调的响应（输出） 信号。这可通过调节电路元件参数来实现，通常是采用RC移相网络来实现的。 关键词移相位，设计，测试。 目录 摘要 (13) ABSTRACT ........................................................................................................................................... I I 第1章方案设计与论证 (2) 1.1RC串联电路 (2) 1.2X型RC移相电路 (2) 1.3方案比较 (2) 第2章理论计算 (2) 2.1工作原理 (2) 2.2电路参数设计 (2) 第3章原理电路设计 (2) 3.1低端电路图设计（-45°-90°） (2) 3.2高端电路图设计（-90°-120°） 3.3高端电路图设计（-120°-150°） (2) 3.4高端电路图设计（150°～180°）
3.5整体电路图设计 (2) 第4章设计仿真 (2) 4.1仿真软件使用 (2) 4.2电路仿真 (2) 4.3数据记录 (2) 第5章实物测试 (2) 5.1仪器使用（电路板设计） (2) 5.2电路搭建（电路板制作） (2) 5.3数据记录（电路板安装） (2) 第6章结果分析 (2) 6.1结论分析 (2) 6.2设计工作评估 (2) 6.3体会 (2) 第1章方案设计与论证 1.1RC串联电路 图1.1所示所示RC串联电路，设输入正弦信号，其相量，若电容C 为一定值，则有，如果R从零至无穷大变化，相位从到变化。 图1.1RC串联电路及其相量图 另一种RC串联电路如图1.2所示。 图1.2RC串联电路及其相量图 同样，输出电压的大小及相位，在输入信号角频率一定时，它们随电路参数的不同而改变。若电容C值不变，R从零至无穷大变化，则相位从到变化。 1.2X型RC移相电路 当希望得到输出电压的有效值与输入电压有效值相等，而相对输入电压又有一定相位差的输出电压时，通常是采用图1.3（a）所示X型RC移相电路来实现。为方便 分析，将原电路改画成图1.3（b）所示电路。 （a）X型RC电路（b）改画电路 图1.3X型RC移相电路及其改画电路
三相桥式移相触发电路的单片机实现 摘要：本文介绍了通过8051单片机来实现三相桥式整流电路中晶闸管的移相触发的方法。触发 方式有单宽脉冲触发和双窄脉冲触发两种方式，本文选用双窄脉冲触发方式来克服单宽脉冲触 发方式所带来的缺点。 关键词：单片机晶闸管整流电路 1引言 三相桥式全控整流电路的作用是将交流电整流为为可调的直流电压。其中晶闸管的触发控制可以通过模拟电路、数字电路、单片机控制等方法来实现。比较发现：模拟电路控制的精度不高、对称性不好且容易受到温度漂移的影响；而数字式触发电路与模拟方式相比，其控制精度高、对称性好、温度漂移影响小，但其存在着电路复杂、移相触发角较大时控制精度有所降低等缺点；而单片机控制除了具有与数字式触发电路相同的优点外，更因为其移相触发角由软件计算完成，因而触发电路结构简单，控制十分灵活，精度可通过软件补偿，移相范围可以任意调节等特点，目前已经获得了广泛的应用。 3.硬件设计方案 系统的硬件组成主要包括8051单片机及外围电路。外围电路包括触发脉冲形成电路、驱动输出电路、显示部分、晶闸管过电压保护和过电流保护电路、键盘电路等组成，如下图所示： 在整流电路中，由于晶闸管的触发信号应该以同步电压信号为基准延迟一定的相位角，所以脉冲形成电路的任务就是测量同步电压过零的时刻，并以此点作为单片机计算晶闸管触发相位角的起始点。为得到电压的过零信号，这里采用了过零比较器LM324把正弦波信号变换成为同步方波信号。将得到的方波信号送入单稳态脉冲触发芯片74LS123中，由74LS123的工作原理可以知道，当正向输入端为上升沿的时候，会输出一个正向触发脉冲，这样就得到了过零触发脉冲。考虑到简化电路、节约单片机资源、提高精度等要求，脉冲形成电路将由三相电压信号处理得到的过零脉冲反向后“线或”后接入单片机的外部中断口INT0，因
【摘要】：正移相电路的应用很广,如闸流管控制点火时间;相敏整流或相敏放大电路中要求栅极和板极电压在初始时具有一定的相位关系;以及在自动控制或测量放大等电路中都需要移相电路.一般对移相电路的要求有四:第一,具有大的移相幅度;第二,输出电压相移变化时幅度不变或变化很小;第三,能给出一定的功率;第四,效率高.这四要求的主次视具体情况而定,如要求大功率输出时,以后两项要求为主;但在小功率输出时 以前两项要求为主.下面来介绍一种常见的移相电路(图1)的设计法,这电路的特点是在移相幅度很大时,输 出电压变化很小,且能输出一定的功率. 摘要：介绍了一种具有单脉冲和双脉冲模式，并具有缺相保护功能和三相全数字移相触发电路的设计方案，该移相触发电路的相移由输入直流电平连续调节，而输出脉冲则使用100～125kHz方波调制。文中阐述了电路的工作原理，并给出了部分模拟结果。 关键词：移相触发电路；A／D转换；缺相保护 1移相触发电路工作原理 整个电路按功能可分为A／D转换模块（9bit－A／D）、移相模块（phase＿shift）、脉冲产生模块（pulse＿gen）、缺相保护模块（portect）、时钟模块（clock）、输出模块（out）等六个模块。其电路原理框图如图1所示。 该电路在工作时，首先使正弦交流电压经过过零比较器以产生工频方波A并进入移相模块，同时将外部控制电压经过A／D转换的数字量也送入移相模块，然后由移相电路根据A ／D转换的结果和相对于工频方波的正负半周移动相应的角度后产生一窄脉冲PA（PA1、PA2）；再在PA的上升沿来触发脉 冲产生电路以在相同的位置产生要求的脉宽的脉冲GA（GA1、GA2）；此脉冲经过时钟电路调制后产生要求的输出OUT（OA1，OA2）。其工作波形如图2所示（移相150°，双窄脉冲模式）。
一种数字控制的三相移相触发电路 时间：2009-02-03 09:47:45 来源：国外电子元器件作者：冯晖，吴杰，韩志刚 1 概述 目前，我国的可控硅触发电路分为三类：第一类是模拟型。该类型是80年代初出现的专用集成触发电路产品，此类可控硅触发电路易受元件参数分散性、同步电压波形畸变、温度变化等因数影响，电路较为复杂，可靠性低，抗干扰性差，而且输出不稳定，装置功率大等缺点；第二类是可编程数字型。此类型采用单片机、CPLD等设计，采用编程设置同步和移相．但该类型触发电路具有电路规模较大，技术要求高，软件抗干扰能力差等缺点，而且不易实现小型化、小量产，限制了其广泛应用；第三类是采用数字移相的集成电路。该类触发电路克服了以上两类的一些缺点，大大提高了移相精度和对称度，且易于控制，提高电路的稳定性和可靠性。这里给出一款用于可控硅的集成电路数字控制的三相移相触发电路。针对点电网及现场出现的噪声干扰问题，提出一种去抖动电路设计方案．阐述了移相电路的基本设计思路。 2 电路设计 2．1 电路框架 三相正弦输入(ACl～AC3)经比较器，转换成与输入同步的方波信号，再经去抖动电路消除输入信号噪声，生成干净的同步方波信号，进入移相电路。移相控制信号由外部电压输入提供，移相控制电压经9 bit A／D转换器转换，作为移相电路中计数器的初始值，当计数器计数满时，产生一个移相脉冲，该移相脉冲再次触发脉宽发生电路，产生所需的脉宽信号，经调制后输出。该电路框图如图1所示。表l给出了各引脚功能说明。 2．2 噪声消除电路 图2是去抖动电路。三相交流电同步信号经比较器后，通过触发器使其与内部时钟同步，同步信号a．b和c分别对应图3中的／net63．／net58和／net43，可见这3个信号的上升沿和下降沿都具有毛刺抖动信号。图2中的电路A部分是边沿检测电路，其功能是利用a，b和c所有上升沿和下降沿产生小脉冲。电路A部分的输出作为时钟信号进入电路B，实现去抖动电路。当第一个脉冲到来时，触发器输出高电平，同时启动电阻电容的充电电路，电容充电，当充电达到使其后面的反相器翻转，触发器复位，触发器输出低电平。电容充电波形如图3中的／net90，触发器输出信号波形为／net52。再利用该输出信号作为时钟信号对同步信号a，b和c采样，滤除信号中的所有毛刺抖动成分，最终输出信号为／out3，／out2和／outl。
重庆三峡学院 实验报告 课程名称 实验名称 实验类型学时 系别专业 年级班别开出学期 学生姓名学号 实验教师成绩 年月日
填写说明 1、基本内容 （1）实验序号、名称（实验一：xxx）；（2）实验目的；（3）实验原理；（4）主要仪器设备器件、药品、材料；（5）实验内容； （6）实验方法及步骤（7）数据处理或分析讨论 2、要求： （1）用钢笔书写（绘图用铅笔） （2）凡需用坐标纸作图的应使用坐标纸进行规范作图 实验二锯齿波同步移相触发电路实验 一、实验目的 (1)加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用。 (2)掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法。 二、实验所需挂件及附件 序号型号备注 1 DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。 2 DJK03-1 晶闸管触发电路该挂件包含“锯齿波同步移相触发电路”等模块。 3 双踪示波器自备 三、实验线路及原理 锯齿波同步移相触发电路的原理图如图1-11所示。锯齿波同步移相触发电路由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、脉冲放大等环节组成，其工作原理可参见1-3节和电力电子技术教材中的相关内容。 锯齿波同步移相触发电路I、II由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、脉冲放大等环节组成，其原理图如图1-12所示。 图1-12锯齿波同步移相触发电路I原理图 由V3、VD1、VD2、C1等元件组成同步检测环节，其作用是利用同步电压U T来控制锯齿波产生的时刻及锯齿波的宽度。由V1、V2等元件组成的恒流源电路，当V3截止时，恒流源对C2充电形成锯齿波；当V3导通时，电容C2通
过R4、V3放电。调节电位器RP1可以调节恒流源的电流大小，从而改变了锯齿波的斜率。控制电压U ct、偏移电压U b和锯齿波电压在V5基极综合叠加，从而构成移相控制环节，RP2、RP3分别调节控制电压U ct和偏移电压U b的大小。V6、V7构成脉冲形成放大环节，C5为强触发电容改善脉冲的前沿，由脉冲变压器输出触发脉冲，电路的各点电压波形如图1-13所示。 本装置有两路锯齿波同步移相触发电路，I和II，在电路上完全一样，只是锯齿波触发电路II输出的触发脉冲相位与I恰好互差180O，供单相整流及逆变实验用。 电位器RP1、RP2、RP3均已安装在挂箱的面板上，同步变压器副边已在挂箱内部接好，所有的测试信号都在面板上引出。 图1-13 锯齿波同步移相触发电路I各点电压波形(α=900) 四、实验步骤 (1)将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧,使输出线电压为200V（不能打到“交流调速”侧工作，因为DJK03-1的正常工作电源电压为220V 10%，而“交流调速”侧输出的线电压为240V。如果输入电压超出其标准工作范围，挂件的使用寿命将减少，甚至会导致挂件的损坏。在“DZSZ-1型电机及自动控制实验装置”上使用时，通过操作控制屏左侧的自藕调压器，将输出的线电压调到220V左右，然后才能将电源接入挂件），用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，这时挂件中所有的触发电路都开始工作，用双踪示波器观察锯齿波同步触发电路各观察孔的电压波形。 ①同时观察同步电压和“1”点的电压波形，了解“1”点波形形成的原因。 ②观察“1”、“2”点的电压波形，了解锯齿波宽度和“1”点电压波形的关系。 ③调节电位器RP1，观测“2”点锯齿波斜率的变化。
KC41六路双脉冲形成器 一、功能与特点 KC41六路双脉冲形成器是三相全控桥式触发线路中必备的电路，具有双脉冲形成和电子开关控制封锁双脉冲形成二种功能。使用2块有电子开关控制的KC41电路能组成逻辑控制适用于正反组可逆系统。 二、概述 KC41电路是脉冲逻辑电路。当把移相触发器的触发胲冲输入到KC41电路的1~6端时，由输入二极管完成了补脉冲，再由T 1~T 6电流放大分六路输出。补脉冲按+A →-C ，-C →+B ，+B →-A ，-A →+C ， +C →-B ，-B →+A 顺序排列组合。T 7是电子开关，当控制7#端接逻辑“0”电平时T 7截止，各路有 输出触发脉冲。当控制7#端接逻辑“1”电平（+15V ）时，T 7导通，各种无输出触发脉冲。KC41 内部原理图见图（1）。KC41应用实例见图（2），各点波形分别见图（3）。图中输出端如果接3DK4作功率放大可得到800mA 的触发脉冲电流。使用2块KC41电路相应的输入端并联，二个控制端分别作为正反组控制输入端，输出接12个功率放大管。这样就可组成一个12脉冲正反组控制可逆系统，控制端逻辑“0”电平有效。 图（1）KC41电路内部原理图 三、主要技术数据 1、电源电压：直流+15V ，允许波动±5%（±10%时功能正常） 2、电源电流：≤20mA 3、输出脉冲： 3．1．最大输出能力：20mA （流出脉冲电流）
3．2．幅度：≥13V 4、输入端二极管反压：≥18V 5、控制端正向电流：≤8mA 6、封装：KC41电路采用16脚陶瓷双列直插式封装 7．允许使用环境温度：-10℃—+70℃ 图（4）外接线路接线图 图（2）KC41电路应用实例图（3）KC41电路各点波形
一种数字控制的三相移相触发电路 吋间:2009-02-0309:47:45来源：国外电子元器件作者:冯晖，吴杰，韩志冈IJ 1概述 S 前，我国的可控硅触发电路分为三类：第-?类足模拟型。该类型足8o 年代初出现的专 用 集成触发电路产品，此类可控硅触发电路易受元件参数分散性、同步电压波形畸变、温度 变化等因数影响，电路较为复杂，可靠性低，抗干扰性差，而且输出不稳定，装置功率人等 缺点：第二类是可编程数字型。此类型采用单片机、CPLD 等设计，采用编程设置同步和移 相.似该类型触发电路具宥电路规榄较人，技术要求岛，软件抗干扰能力差等缺点，而且不 易实现小型化、小堂产，限制了其广泛应用；第三类是采用数字移相的集成电路。该类触发 电路克服了以上两类的一些缺点，人人提高了移相精度和对称度，且易于控制，提髙电路的 稳定性和可靠性。这里给出一款用于可控硅的集成电路数字控制的三相移相触发电路。针对 点电网及现场出现的噪声T 扰问题，提出一种去抖动电路设计方案.阐述了移相电路的基本 设计思路。 2电路设计 2. 1电路框架 三相正弦输入（AC1?AC 3）经比较器，转换成与输入同步的方波信号，再经去抖动电路消 除输入信号噪声，生成丁?净的同步方波信号，进入移相电路。移相控制信号由外部电压输入 提供，移相控制电压经9bit A/D 转换器转换，作为移相电路中计数器的初始值，当计数 器计数满吋，产牛一个移相脉冲，该移相脉冲再次触发脉宽发牛.电路，产尔所需的脉宽信号, 经凋制后输出。该电路柅阁如阁1所示。表1给出了各引脚功能说明。 2. 2噪声消除电路 阁2是去抖动电路。三相交流电同步倌号经比较器后，通过触发器使其与内部吋钟同步， 同步信号a. b 和c 分别对应图3中的/ net63. / net58和/ net43，可见这3个信号的上 升沿和卜降沿都具有毛刺抖动倍号。阉2中的电路A 部分是边沿检测电路，其功能足利用a ， b 和c 所冇上升沿和下降沿产生小脉冲。电路A 部分的输出作为时钟信号进入电路B ，实现 去抖动电路。当第一个脉冲到來时，触发器输出高电平，同吋启动电肌电容的充电电路，电 容充屯，当充电达到使其后Ifif 的反相器翻转，触发器fi 位，触发器输出低电平。电容充电波 形如阁3中的/net 9o,触发器输出倌号波形为/ net 52。再利用该输出信号作为吋钟倌号 对同步信号a ，b 和 c 采样，滤除信号中的所冇毛刺抖动成分，敁终输出信号为/out 3，/ 0Ut2 和 / OUtlo AC 1 AC2 VCON 图1电路框图 OUT1*- LED 卜LED3 OUT2?- OUT3+- 編D J1 J2 S fN PRT1-PRT3 WS RES 缺相 保护
移相电路总结(multisim10仿真)2012、7、2 原来就是导师分配的一个小任务,由于书中没有现在的电路,故查找各方面资料,发现资料繁多,故自己把认为重要的地方写下来,如有不足之处请多多指正。 1、 移相器:能够对波的相位进行调整的仪器 2、 原理 接于电路中的电容与电感均有移相功能,电容的端电压落后于电流90度,电感的端电压超前于电流90度,这就就是电容电感移相的结果; 先说电容移相,电容一通电,电路就给电容充电,一开始瞬间充电的电流为最大值,电压趋于0,随着电容充电量增加,电流渐而变小,电压渐而增加,至电容充电结束时,电容充电电流趋于0,电容端电压为电路的最大值,这样就完成了一个充电周期,如果取电容的端电压作为输出,即可得到一个滞后于电流90度的称移相电压; 电感因为有自感自动势总就是阻碍电路中变量变化的特性,移相情形正好与电容相反,一接通电路,一个周期开始时电感端电压最大,电流最小,一个周期结束时,端电压最小,电流量大,得到的就是一个电压超前90度的移相效果; 3、 基本原理 (1)、积分电路可用作移相电路 (2)RC 移相电路原理 其中第一个图 此时,R:0→∞ ,则φ: C u i u o R R u i u o φ U R U C U I 图1 简单的RC 移相
其中第二个图 此时,R:0→∞ ,则φ: 而为了让输出电压有效值与输入电压有效值相等 1 U 2 U + _ R R c d +_a C C 图2 幅值相等 . ..2cb db U U U =- (111) 1 1111R j RC j C U U U j RC R R j C j C ωωωωω-=-=+++ 212 1()2arctan 1() RC RC RC ωωω+= ∠-+ 其中 2211 2 1()1() RC U U RC ωω+= =+ 22arctan() RC ?ω=- 4、 改进后的移相电路 一般将RC 与运放联系起来组成有源的移相电路。
实验二锯齿波同步移相触发电路实验 一、实验目的 (1)加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用。 (2)掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法。 二、实验所需挂件及附件 三、实验线路及原理 锯齿波同步移相触发电路的原理图如图1所示。锯齿波同步移相触发电路由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、脉冲放大等环节组成，其工作原理可参见电力电子技术教材中的相关内容。
图1 四、实验内容 (1)锯齿波同步移相触发电路的调试。 (2)锯齿波同步移相触发电路各点波形的观察和分析。 五、预习要求 (1)阅读电力电子技术教材中有关锯齿波同步移相 触发电路的内容，弄清锯齿波同步移相触发电路的工作原理。 (2)掌握锯齿波同步移相触发电路脉冲初始相位的调整方法。 六、思考题 (1)锯齿波同步移相触发电路有哪些特点? (2)锯齿波同步移相触发电路的移相范围与哪些参数有关? (3)为什么锯齿波同步移相触发电路的脉冲移相范围比正弦波同步移相触发电路的移相范围要大? 七、实验方法 (1)在“DZSZ-1型电机及自动控制实验装置”上使用时，通过操作控制屏左侧的自藕调压器，将输出的线电压调到220V左右，然后才能将电源接入挂件），用两根导线将200V交流电压接到DJK03的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03电源开关，这时挂件中所有的触发电路都开始工作，用双踪示波器观察锯齿波同步触发电路各观察孔的电压波形。 ①同时观察同步电压和“1”点的电压波形，了解“1”点波形形成的原因。 ②观察“1”、“2”点的电压波形，了解锯齿波宽度和“1”点电压波形的关系。 ③调节电位器RP1，观测“2”点锯齿波斜率的变化。 ④观察“3”～“6”点电压波形和输出电压的波形，记下各波形的
RC积分电路原理如图5所示，电阻R和电容C串联接入输入信号VI，由电容C输出信号V0，当RC （τ）数值与输入方波宽度tW 之间满足：τ>>tW，这种电路称为积分电路。在 电容C两端（输出端）得到锯齿波电压，如图6所示。 （3）t=t2时，VI由Vm→0，相当于输入端被短路，电容原先充有左正右负电压VI（VI 这样，输出信号就是锯齿波，近似为三角形波，τ>>tW是本电路必要条件，因为他是在方波到来期间，电容只是缓慢充电，VC还未上升到Vm时，方波就消失，电容开始放电，以免电容电压出现一个稳定电压值，而且τ越大，锯齿波越接近三角波。输出波形是对输入波形积分运算的结果，他是突出输入信号的直流及缓变分量，降低输入信号的变化量。 由集成运算放放大器与RC电路构成的积分电路，可以实现接近理想的积分。RC积分电路常用来构成锯齿波发生器，积分抗干扰电路和补偿电路等。 *RC延时电路电路原理rc延时电路如图所示电路的延时时田可通过R或C的大小来调整，但由于延时电路简单，存在着延时时间短和精度不高的缺点。对于需要延时时间较长并且要求准确的场合，应选用时司继电器为好。 在自动控制中，有时为了便被控对象在规定的某段时间里工作或者使下一个操作指令在适当的时刻发出，往往采用继电器延时电路。图给出了几种继电器延时电路。图(a)所示电路为缓放缓吸电路，在电路接通和断开时，利用RC的充放电作用实现吸合及释放的延时，这种电路主要用在需要短暂延时吸合的场合。有时根据控制的需要，只要求继电器缓慢释放，而不允许缓慢吸合，这时可采用图(b)所示的电路。当刚接通电源时，由于触点KK一l为常开状态，因而RC延时电路不会对吸合的时间产生延时的影响，而当继电器K。吸合后，其触点Kk-1，闭合，使得继电器kk的释放可缓慢进行。 电力电子技术基础实验报告 专业班级：电气工程及其自动化164班 姓名：邱进钦 学号：6101116093 南昌大学信息工程学院 电气与自动化实验中心 目录 实验一正弦波同步移相触发电路实验 (1) 实验二锯齿波同步移相触发电路实验 (3) 实验三单相桥式半控整流电路实验 (6) 实验四单相桥式全控整流电路实验 (9) 实验五三相半波可控整流电路实验 (11) 实验六三相桥式全控整流电路实验 (12) 实验七直流降压斩波电路实验 (14) 实验八直流升压斩波电路实验 (16) 实验一正弦波同步移相触发电路实验一．实验目的 1．熟悉正弦波同步触发电路的工作原理及各元件的作用。 2．掌握正弦波同步触发电路的调试步骤和方法。 二．实验内容 1．正弦波同步触发电路的调试。 2．正弦波同步触发电路各点波形的观察。 三．实验线路及原理 电路分脉冲形成，同步移相，脉冲放大等环节，具体工作原理可参见“电力电子技术”有关教材。 四．实验设备及仪器 1．MCL系列教学实验台主控制屏 2．MCL—18组件（适合MCL—Ⅱ）或MCL—31组件（适合MCL—Ⅲ） 3． 4 5 1 2． 压U uv 3 波形与图4-3b中的U1波形相同，这时正好有脉冲输出，α接近180O。 4．保持Ub不变，调节MCL-18的给定电位器RP1，逐渐增大Uct，用示波器观察U1及输出脉冲U GK的波形，注意Uct增加时脉冲的移动情况，并估计移相范围。 5．调节Uct使α=60O，观察并记录面板上观察孔“1”~“7”及输出脉冲电压波形。 （a ）α＜180O （b ）α接近180O 图4-3 初始相位的确定 六．实验报告 1．画出α=60O 时，观察孔“1”~“7”及输出脉冲电压波形 1 2 3 4 5 6 (a) U U U (b) 正絃波移相电路检测 一：实验原理 1.移相电路原理 RC阻容移相电路，它是根据电阻R和电容C的分压相位不同，Ur和Uc合成的输出电压Uo的相位随着Ur和Uc的变化而变化，从而产生相移。 在R-C串联电路中，若输入电压是正弦波，则在电路中各处的电压、电流都是正弦波。从相量图可以看出，输出电压相位超前输入电压相位一个φ角，如果输入电压大小不变，则当改变电源频率f或电路参数R或C时，φ角都将改变，而且相位轨迹是一个半圆。同理可以分析出，以电容电压作为输出电压时，输出电压相位滞后输入电压相位一个φ角,同时改变电源频率f或电路参数R或C时，φ角也都将改变。 图A用相量图表示了简单串联电路中电阻和电容两端的电压U R、U C和输入电压U的关系，值得注意的是：相量法的适用范围是正弦信号的稳态响应，并且在R、C的值都已固定的情况下，由于X c 的值是频率的函数，因此，同一电路对于不同频率正弦信号的相量图表示并不相同。在这里，同样的移相电路对不同频率信号的移相角度是不会相同的，设计中一定要针对特定的频率进行。频率从低到高连续变化时，相移从+90°到-90°之间的一段范围内连续变化。 上图中所示的相位移动角度分别为φ1=arctg （-ωRC ）和φ2=arctg （1/ωRC ）。 相位计算如下： 得出超前网络的相位： φ1=arctg （-ωRC ） 同理，得出滞后网络的相位： φ2=arctg （1/ωRC ） 2.正絃波转方波原理 电压比较 器是集成运放非线性应用电路.它将一个模拟量电压信号和一个参考固定电压相比 较，在二者幅度相等的附近，输出电压将产生跃变，相应输出高电平或低电平。比较器可以组成非正弦波 C C u i u o R R u i u o φ U R U C U I 图A. 简单的RC 移相 u i u o R 1 C R R 2 u i u o R 1 C R R 2 图B 超前网络 图C 滞后网络 ()() RC tg C R k RC j C R U U j H U U U k U U RC j RC j U i o o i ω?ωωωωωω1 11222222= ++====+=- + -+ 由 . . 重庆三峡学院 实验报告 课程名称 实验名称 实验类型学时 系别专业 年级班别开出学期 学生学号 实验教师成绩 年月日 填写说明 1、基本容 （1）实验序号、名称（实验一：xxx）；（2）实验目的；（3）实验原理；（4）主要仪器设备器件、药品、材料；（5）实验容； （6）实验方法及步骤（7）数据处理或分析讨论 2、要求： （1）用钢笔书写（绘图用铅笔） （2）凡需用坐标纸作图的应使用坐标纸进行规作图 实验二锯齿波同步移相触发电路实验 一、实验目的 (1)加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用。 (2)掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法。 二、实验所需挂件及附件 序号型号备注 1 DJK01 电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”等几个模块。 2 DJK03-1 晶闸管触发电路该挂件包含“锯齿波同步移相触发电路”等模块。 3 双踪示波器自备 三、实验线路及原理 锯齿波同步移相触发电路的原理图如图1-11所示。锯齿波同步移相触发电路由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、脉冲放大等环节组成，其工作原理可参见1-3节和电力电子技术教材中的相关容。 锯齿波同步移相触发电路I、II由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、脉冲放大等环节组成，其原理图如图1-12所示。 图1-12锯齿波同步移相触发电路I原理图 由V3、VD1、VD2、C1等元件组成同步检测环节，其作用是利用同步电压U T来控制锯齿波产生的时刻及锯齿波的宽度。由V1、V2等元件组成的恒流源电路，当V3截止时，恒流源对C2充电形成锯齿波；当V3导通时，电容C2通 过R4、V3放电。调节电位器RP1可以调节恒流源的电流大小，从而改变了锯齿波的斜率。控制电压U ct、偏移电压U b和锯齿波电压在V5基极综合叠加，从而构成移相控制环节，RP2、RP3分别调节控制电压U ct和偏移电压U b的大小。V6、V7构成脉冲形成放大环节，C5为强触发电容改善脉冲的前沿，由脉冲变压器输出触发脉冲，电路的各点电压波形如图1-13所示。 本装置有两路锯齿波同步移相触发电路，I和II，在电路上完全一样，只是锯齿波触发电路II输出的触发脉冲相位与I恰好互差180O，供单相整流及逆变实验用。 电位器RP1、RP2、RP3均已安装在挂箱的面板上，同步变压器副边已在挂箱部接好，所有的测试信号都在面板上引出。 图1-13 锯齿波同步移相触发电路I各点电压波形(α=900) 四、实验步骤 (1)将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧,使输出线电压为200V（不能打到“交流调速”侧工作，因为DJK03-1的正常工作电源电压为220V 10%，而“交流调速”侧输出的线电压为240V。如果输入电压超出其标准工作围，挂件的使用寿命将减少，甚至会导致挂件的损坏。在“DZSZ-1型电机及自动控制实验装置”上使用时，通过操作控制屏左侧的自藕调压器，将输出的线电压调到220V左右，然后才能将电源接入挂件），用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，这时挂件中所有的触发电路都开始工作，用双踪示波器观察锯齿波同步触发电路各观察孔的电压波形。 ①同时观察同步电压和“1”点的电压波形，了解“1”点波形形成的原因。 ②观察“1”、“2”点的电压波形，了解锯齿波宽度和“1”点电压波形的关系。 ③调节电位器RP1，观测“2”点锯齿波斜率的变化。 . . 移相电路总结（multisim10仿真）2012.7.2 原来是导师分配的一个小任务，由于书中没有现在的电路，故查找各方面资料，发现资料繁多，故自己把认为重要的地方写下来，如有不足之处请多多指正。 1、 移相器：能够对波的相位进行调整的仪器 2、 原理 接于电路中的电容和电感均有移相功能,电容的端电压落后于电流90度,电感的端电压超前于电流90度,这就是电容电感移相的结果; 先说电容移相,电容一通电,电路就给电容充电,一开始瞬间充电的电流为最大值,电压趋于0,随着电容充电量增加,电流渐而变小,电压渐而增加,至电容充电结束时,电容充电电流趋于0,电容端电压为电路的最大值,这样就完成了一个充电周期,如果取电容的端电压作为输出,即可得到一个滞后于电流90度的称移相电压; 电感因为有自感自动势总是阻碍电路中变量变化的特性,移相情形正好与电容相反,一接通电路,一个周期开始时电感端电压最大,电流最小,一个周期结束时,端电压最小,电流量大,得到的是一个电压超前90度的移相效果; 3、 基本原理 (1)、积分电路可用作移相电路 (2)RC 移相电路原理 其中第一个图 C u i u R R u i u φ U R U C U I 图1 简单的RC 移相 . . 此时，R:0→∞ ,则φ： 其中第二个图 此时，R:0→∞ ,则φ： 而为了让输出电压有效值与输入电压有效值相等 1 U 2 U + _ R R c d +_a C C 图2 幅值相等 . ..2cb db U U U =- (111) 1 1111R j RC j C U U U j RC R R j C j C ωωωωω-=-=+++ 212 1()2arctan 1() RC RC RC ωωω+= ∠-+ 其中 2211 2 1()1() RC U U RC ωω+= =+ 22arctan() RC ?ω=- 实验二正弦波同步移相触发电路实验 一．实验目的 1．熟悉正弦波同步触发电路的工作原理及各元件的作用。 2．掌握正弦波同步触发电路的调试步骤和方法。 二．实验内容 1．正弦波同步触发电路的调试。 2．正弦波同步触发电路各点波形的观察。 三．实验线路及原理 电路分脉冲形成，同步移相，脉冲放大等环节，具体工作原理可参见“电力电子技术”有关教材。 四．实验设备及仪器 1．NMCL系列教学实验台主控制屏 2．NMEL—03三相可调电阻器 3．NMCL—05组件：触发电路 4．NMCL—31组件：低压控制电路及仪表 5．NMCL—32组件：电源控制屏 6．NMCL—33组件：触发电路和晶闸管主回路 7．二踪示波器 8．万用表 五．实验方法 1．将NMCL—05面板上左上角的同步电压输入端接主控制屏的U、V输出端相连，将“触发电路选择”拨至“正弦波”位置。 2．合上主电路电源开关，并打开NMCL—05面板右下角的电源开关。用示波器观察各 观察孔的电压波形，测量触发电路输出脉冲的幅度和宽度，示波器的地线接于“8”端。 3．确定脉冲的初始相位。当Uct=0时，要求α接近于180O。调节Ub（调RP）使U3波形与图4-3b中的U1波形相同，这时正好有脉冲输出，α接近180O。 4．保持Ub不变，调节NMCL-31的给定电位器RP1，逐渐增大Uct，用示波器观察U1及输出脉冲U GK的波形，注意Uct增加时脉冲的移动情况，并估计移相范围。 5．调节Uct使α=60O，观察并记录面板上观察孔“1”~“7”及输出脉冲电压波形。 U U (a) U (b) （a）α＜180O（b）α接近180O 图4-3 初始相位的确定 六．实验报告 1．画出α=60O时，观察孔“1”~“7”及输出脉冲电压波形。 2．指出Uct增加时，α应如何变化？移相范围大约等于多少度？指出同步电压的那一段为脉冲移相范围。 七．注意事项 参照实验一的注意事项。实验一 正弦波同步移相触发电路实验
移相电路
锯齿波同步移相触发电路实验
移相电路原理
正弦波同步移相触发电路实验
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