6.交流调压31-35讲解.ppt

第六章 交流调压 第一节 概述 在工业生产和日用电气设备中，有不少由交流供电如加热炉的温度，电光源的亮度，小型交流电动机的转速等，要根据工作需要进行调节。这些设备的功率调节都可用改变交流电压的大小来实现。 前面几章中，介绍了晶闸管作为开关元件，控制其导通角，调整整流输出电压的大小，实现对直流负载的功率控制。 现在在交流电源和负载间，用两个反并联的晶闸管相连，如图6-1（a）时，就构成了交流调压控制器。其控制方式有2种。 通断控制：晶闸管和导通m个电源周期，然后关断n个周期，一般 =0。如图6-1（b）所示，改变m和n的比值，就改变了开关一个周期输出电压的有效值。 相位控制，改变 和 的触发角，以调整输出电压，如图6-1（c）示。此时的电流波形与单相全波整流电路的电源电流波形相同。 交流调压，晶闸管可以藉负载电流过零自然关断，不需另加换流电路，所以电路结构简单，调整方便。 输出含用较严重的谐波分量，适用于热或机械惯性较大的负载功率调整。 与整流相似，也有单相和三相之分，对三相负载又有星形和三角形连接。 两反并联的晶闸管可以制造在一个芯片上，构成双向晶闸管，进行双向导通控制，可大大简化交流调压控制器的主电路和触发电路。 第二节 开关通断控制 若图6-1（a）负载为电阻负载，对它的电压用开关通断进行控制。 一般在电源电压正，负过零时，分别触发 和 ，它们又在每半周电流过零时自然关断。 设电源电压 = = 若导通m个周期，关断n个周期，则输出电压的有效值为 (6-1) 式中 (6-2) 称为周期占空比。 输出电流在一个通断周期的有效值为 (6-3) 所以负载功率为 (6-4) 由上可见，改变周期占空比D的大小，就改变了负载功率。这种方式常用来控制有大的机械惯性和热惯性的负载功率。 通断控制开关作用产生的谐波较少。 输入功率因数 可由负载在一个通断周期中的有功功率与电源视在功率之比求得。由于输入电流等于输出电流，故 (6-5) 当D很小时， 是很低的。 流过晶闸管 的电流为半波电流，所以平均电流值为 (6-6) 但在选择晶闸管电流定额时，由于管芯热容 量很小，导通个周期管芯已达稳定温升，故晶闸管电流定额应以D=1来选。 电器工作温升问题 例 有一交流220V供电的交流调压电路，电路如图6-1（a），负载电阻R=5 ，晶闸管导通20个周期，关断40个周期。 （1）输出电压有效值 。 （2）负载功率 。 （3）输入功率因数 。 解： （1）由式（6-1）知 （2）由式（6-4）知 （3）由式（6-5）知 注意，若图6-1（a）的负载为电感性，即如负载功率因数很低，晶闸管导通后也仅3-4个周期电流就趋于稳态值，在晶闸管关断时，晶闸管电流滞后 角到0才能使晶闸管关断，这期间与m个周期相比可忽略，所以其输出的电压和电流有效值均可用(6-1)和 (6-3) 式近似计算。 第三节 单相相控调压 一 电阻负载 如图6-1（a）,（c）。设输入电压为 在电源正半波形时触发 ，控制角 ，在电源负半波形时触发 ，控制角 。 若 ，则输出电压有效值为 (6-7) 从0到 变化， 从