交流调压与直流斩波

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1、第4章交流-交流变换电路机械工业出版社本章要点交流开关、交流调功和交流电压调节的基本工作原理和应用电路分析；相位控制和通断控制的概念；不同负载时，单相和三相交流调压电路的结构、工作原理、波形分析；单相和三相交-交变频电路的电路结构、工作原理。4.1、晶闸管交流调压器交流调压电路常由晶闸管组成，用于调节输出电压的有效值。晶闸管交流调压器具有体积小、重量轻的特点。输出是交流电压，但不是正弦波形，谐波分量大，功率因数也较低。交流调压控制常用相位控制。它是使晶闸管在电源电压每一周期中、在选定的时刻将负载与电源接通，改变选定的时刻可达到调压的目的。4.1.1、单相交流调压电路1

2、、单相调压电路的结构和工作原理(电阻性负载)图4-1（1）电路结构和工作原理波形（2）仿真与实验波形(a)α=30˚(b)α=60˚图4-2(c)α=90˚(d)α=120˚单相交流调压器带电阻性负载不同控制角时的仿真和实验波形图4-22、单相调压电路的结构和工作原理(阻-感负载)图4-3（1）电路结构和工作原理波形（2）电感性负载的工作情况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变化，故电流不能立即为零，此时晶闸管导通角θ的大小，不但与控制角α有关，而且与负载阻抗角φ有关。两只晶闸管门极的起始控制点分别定在电源电压每个半周的起始点，α的最大范围是。（

3、3）仿真与实验波形(a)α=30˚(b)α=60˚图4-4(c)α=90˚(d)α=120˚单相交流调压器带阻-感性负载不同控制角时的仿真和实验波形图4-5单相交流调压可归纳以下三点：①带电阻性负载时，负载电流波形与单相桥式可控整流交流侧电流波形一致，改变控制角α可以改变负载电压有效值。②带电感性负载时，不能用窄脉冲触发，否则当α<φ时会发生有一个晶闸管无法导通的现象，电流出现很大的直流分量。③带电感性负载时，α的移相范围为φ~180度，带电阻性负载时移相范围为0~180度。4.1.2、三相交流调压电路1、负载Y形连接带中性线的三相交流调压电路图4-7它由3个单相晶闸

4、管交流调压器组合而成，其公共点为三相调压器中线，每一相可以作为一个单相调压器单独分析，其工作原理和波形与单相交流调压相同。在晶闸管交流调压电路中，每相负载电流为正负对称的缺角正弦波，它包含有较大的奇次谐波电流，3次谐波电流的相位是相同的，中性线的电流为一相3次谐波电流的三倍，且数值较大，这种电路的应用有一定的局限性。2、晶闸管与负载连成内三角形的三相交流调压电路电路优点：因晶闸管串接在三角形内部，流过的是相电流，在同样线电流情况下，管子的容量可降低，另外线电流中无3的倍数次谐波分量。缺点是：只适用于负载是三个分得开的单元的情况，其应用范围有一定的局限性。图4-83、晶

5、闸管接于Y形负载中性点的三相交流调压电路要求负载是三个分得开的单元，从图中电流波形可见，输出电流出现正负半周波形不对称，但其面积是相等的，所以没有直流分量。此电路使用元件少，触发线路简单，但由于电流波形正负半周不对称，存在偶次谐波，对电源干扰较大。图4-94、三对反并联晶闸管连成三相三线交流调压电路图4-10对触发脉冲电路的要求是：①三相正(或负)触发脉冲依次间隔120度，而每一相正、负触发脉冲间隔180度。②为了保证电路起始工作时能两相同时导通，以及在感性负载和控制角较大时，仍能保持两相同时导通，与三相全控整流桥一样，要求采用双脉冲或宽脉冲触发。③为了保证输出电压对

6、称可调，应保持触发脉冲与电源电压同步。（1）三相调压电路在纯电阻性负载时的工作情况①控制角α=0º在各相的正半周正向晶闸管导通，而负半周反向晶闸管导通，所以负载上获得的调压电压仍为完整的正弦波。α=0º时如果忽略晶闸管的管降压，此时调压电路相当于一般的三相交流电路，加到其负载上的电压是额定电源电压。下图为U相负载电压波形。归纳α=0º时的导通特点如下：每管持续导通180º；每60º区间有三个晶闸管同时导通。三相全波星形无中线调压电路α=0º时的波形图4-11②控制角α=30º各相电压过零30º后触发相应晶闸管。以U相为例，uU过零变正30º后发出VT1的触发脉冲ug1

7、，uU过零变负30º后发出VT4的触发脉冲ug2。归纳α=30º时的导通特点如下：每管持续导通150º；有的区间由两个晶闸管同时导通构成两相流通回路，也有的区间三个晶闸管同时导通构成三相流通回路。三相全波星形无中线调压电路α=30º时的波形图4-12③控制角α=60ºα=60º情况下的具体分析与α=30º相似。下图是α=60º时的脉冲分配图、导通区间和U相负载电压波形。归纳α=60º时的导通特点如下：每个晶闸管导通120º；每个区间由两个晶闸管构成回路。三相全波星形无中线调压电路α=60º时的波形图4-13④触发角α=90º归纳α=90º时的导通特点