第3章 交-交变换器 - 世界大学城

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1、第3章交-交变换器http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛主要内容晶闸管单相和三相交流调压器；全控型器件的交流斩波电路；交-交变频器；交-交(AC-AC)变换器的应用。http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛3.1交流调压电路http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛交流调压电路通常由晶闸管组成，用于调节输出电压的有效值。与常规的调压变压器相比，晶闸管交流

2、调压器有体积小、重量轻的特点。其输出是交流电压，但它不是正弦波形，其谐波分量较大，功率因数也较低。控制方法：(1)通断控制。即把晶闸管作为开关，通过改变通断时间比值达到调压的目的。这种控制方式电路简单，功率因数高，适用于有较大时间常数的负载；缺点是输出电压或功率调节不平滑。(2)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。http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛3.1.1相位控制的单相交流调压电路1电阻性负载的工作情况正半周时刻触发管，负

3、半周时刻触发管，输出电压波形为正负半周缺角相同的正弦波。http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛负载上交流电压有效值U与控制角α的关系为电流有效值电路功率因数电路的移相范围为0~π。http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛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

4、电源电压每个半周的起始点，α的最大范围是。http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛单相交流调压器电感性负载时的主电路和输出波形http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛当控制角为α时，Ug1触发VT1导通，流过VT1管的电流i2有两个分量，即强制分量iB与自由分量iS，其强制分量为式中其自由分量为式中τ—自由分量衰减时间常数，http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电

5、子技术论坛流过晶闸管的电流即负载电流为当α>φ时，电压、电流波形如上图所示。随着电源电流下降过零进入负半周，电路中的电感储藏的能量释放完毕，电流到零，VT1管才关断。在ωt=0时触发管子，ωt=θ时管子关断，将ωt=θ代入式(3-5)可得http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛当取不同的φ角时，θ=f(α)的曲线如图所示，http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛(1)当α>φ时稳定分量iB与自由分量is如图3-2(b)所示，叠

6、加后电流波形i2的导通角θ<180，正负半波电流断续，α愈大θ愈小，波形断续愈严重。(2)当α=φ时电流自由分量is=0，i2=iB；θ=180。正负半周电流处于临界连续状态，相当于晶闸管失去控制，负载上获得最大功率，此时电流波形滞后电压φ角。(3)当α<φ时如果触发脉冲为窄脉冲，则当Ug2出现时，VT1的电流还未到零，VT2管受反压不能触发导通；待VT1中电流变到零关断，VT2承受正压时，脉冲已消失，无法导通。这样使负载只有正半波，电流出现很大的直流分量，电路不能正常工作。带电感性负载时，晶闸管应当采用宽脉冲列，这样在α<φ时，虽然在刚开始触发晶闸管的几个周期内，两管的

7、电流波形是不对称的，但当负载电流中的自由分量衰减后，负载电流即能得到完全对称连续的波形，电流滞后电源电压φ角，但实际是晶闸管是不可控的。所以晶闸管的移相范围。http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛综上所述，单相交流调压可归纳为以下三点：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