第6章 交流交流变流电路-z.ppt

 电阻负载上交流电压有效值为 改变角α即可调节负载两端的输出电压有效值，达到交流调压的目的。 电流有效值和电路功率因数为 电路的移相范围为0－π。 由双向晶闸管组成的电路，只要在正负半周对称的相应时刻（α、π ＋α ）给触发脉冲，则和反并联电路一样可得到同样的可调交流电压。 交流调压电路的触发电路完全可以套用整流移相触发电路，但是脉冲的输出必须通过脉冲变压器，其两个二次线圈之间要有足够的绝缘。 2.电感性负载 图6－16所示为电感性负载的交流调压电路。 由于电感的作用，在电源电压由正向负过零时，负载中电流要滞后一定φ角度才能到零，即管子要继续导通到电源电压的负半周才能关断。负载阻抗角：j = arctan(wL / R) 晶闸管的导通角θ不仅与控制角α有关，而且与负载的功率因数角φ 有关。控制角越小则导通角越大，负载的功率因数角 φ越大，表明负载感抗大，自感电动势使电流过零的时间越长，因而导通角θ越大。 图6－16 单相交流调压电感负载电路图 下面分三种情况加以讨论。 （1）α φ 由图6－16(b)可见，当α φ 时，θ180°，即正负半周电流断续，且α越大，θ越小。 可见， α在φ ~180°范围内，交流电压连续可调。电流电压波形如图6－16(b)所示。 （2） α=φ 由图6－18可知，当α=φ时，θ=180°，即正负半周电流临界连续。 相当于晶闸管失去控制，电流电压波形如图所示。 （3） α φ 如图6－19 此种情况若开始给VT1管以触发脉冲，VT1管导通，而且θ180°。 如果触发脉冲为窄脉冲，当ug2出现时，VT1管的电流还未到零，VT1管关不断，VT2管不能导通。 当VT1管电流到零关断时，ug2脉冲已消失，此时VT2管虽已受正压，但也无法导通。 到第三个半波时，ug1 又触发VT1导通。 这样负载电流只有正半波部分，出现很大直流分量，电路不能正常工作。因而电感性负载时，晶闸管不能用窄脉冲触发，可采用宽脉冲或脉冲列触发。 综上所述，单相交流调压有如下特点： ①电阻负载时，负载电流波形与单相桥式可控整流交流侧电流一致。改变控制角可以连续改变负载电压有效值，达到交流调压的目的。 ②电感性负载时，不能用窄脉冲触发。否则当αφ时，会出现一个晶闸管无法导通，产生很大直流分量电流，烧毁熔断器或晶闸管。 ③电感性负载时，最小控制角α min =φ (阻抗角)。所以的移相范围为φ～180°，电阻负载时移相范围为0～180°。 思考题： 单相交流调压电路，负载阻抗角为30°，问控制角α的有效移相范围有多大？ 电路功率因数低 单相交流调压电感负载波形图 (a) αφ (b) α=φ (c) αφ 本节主要内容 四、斩控式交流调压电路(交流斩波调压电路) 交流斩波调压原理 交流斩波控制 四 斩控式交流调压电路 一、交流斩波调压原理 如图所示，利用S1交流开关的斩波作用，在负载上获得可调的交流电压u。 电压波形如图b所示。 S2为续流器件，为负载提供续流回路。 输出电压可表示为： u=Gu2=GU2msinwt 其中当S1闭合，S2打开时G＝1 当S1打开，S2闭合时G＝0 所以G的波形为一脉冲序列。 四 斩控式交流调压电路 一般采用全控型器件作为开关器件 工作原理 调压方式 工作原理 在交流电源u1的正半周 图4-7 斩控式交流调压电路 用V1进行斩波控制 用V3给负载电流提供续流通道 四 斩控式交流调压电路 用V2进行斩波控制 用V4给负载电流提供续流通道 图4-7 斩控式交流调压电路 在交流电源u1的负半周 四 斩控式交流调压电路 工作原理 四 斩控式交流调压电路 调压方式 改变斩波器件的导通比 设斩波器件（V1或V2）导通时间为ton，开关周期为T，则导通比a = ton/T，改变a 可调节输出电压 改变斩波周期T 改变脉冲宽度，比较容易实现 图6-11 斩控式交流调压电路及输出波形（阻性） 特性（电阻负载） 电源电流的基波分量和电源电压同相位，即位移因数为1。 电源电流不含低次谐波，只含和开关周期T有关的高次谐波。 功率因数接近1。 图6-11 斩控式交流调压电路及输出波形（阻性） 四 斩控式交流调压电路 特性（阻感负载） 负载电流滞后电压，波形如图： 正半周：V1：斩波，V4：关断，V2、V3：导通； 负半周： V2：斩波，V3：关断，V1、V4：导通； 在0～ωt1期间，负载电流i0，通过V2将负载功率送回电源侧，V1无需再做斩波工作。 在ωt1～ωt2期间，负载电流i0，此时工作情况与直流斩波类似，V1斩波，V3续流。 负半周工作情况类似 斩波调压与相控调压对比 相