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交流调压及斩波电路演示文稿 当前1页，共36页，星期一。 交流调压及斩波电路 当前2页，共36页，星期一。 第一节 单相交流调压电路 第五章 交流调压电路与斩波电路 用晶闸管组成的交流电压控制电路，可以方便地调节输出电压的有效值。可用于电炉温控、灯光调节、异步电动机的起动和调速等，也可用作调节整流变压器一次侧电压，其二次侧为低压大电流或高压小电流负载常用这种方法。采用这种方法，可使变压器二次侧的整流装置避免采用晶闸管，只需用二极管，而且可控级仅在一次侧，从而简化结构，降低成本。交流调压器与常规的调压变压器相比，它的体积和重量都要小得多。交流调压器的输出仍是交流电压，它不是正弦波形，其谐波分量较大，功率因数也较低。 交流调压器的晶闸管控制通常有两种方法： 当前3页，共36页，星期一。 ① 通断控制。即把晶闸管作为开关将负载与交流电源接通几个周期（工频1周期为20 ms），然后在开断一定的周期，改变通断时间比值达到调压的目的。这种晶闸管起到一个通断频率可调的快速开关的作用。这种控制方式电路简单，功率因数高，适用于有较大的时间常数的负载，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、在选定的时刻内将负载与电源接通，改变选定的时刻可达到调压的目的。 在交流调压中，相位控制应用较多，下面主要分析相位控制的交流调压器，先阐述作为基础的单相交流调压器。单相交流调压器的工作情况与它的负载性质有关。 当前4页，共36页，星期一。 一、电阻性负载 VT1 VT2 u1 u0 R i0 α u0 i0 晶闸管单相交流调压电路及波形 晶闸管VT1和VT2反并联连接，或采用双向晶闸管VT与负载电阻连接到交流电源u1上。当电源电压正半周时触发VT1，负半周触发VT2，形同一个无触点的开关，允许频繁操作，因为无电弧，寿命特长。若正负半周以同样的移项角α触发VT1和VT2，则负载电压的有效值可以随α角而改变，实现交流调压，晶闸管电流的平均值、有效值；负载电压上的有效值和该调压器的功率因数表达式分别为： 当前5页，共36页，星期一。 晶闸管电流平均值 IdT = √2U1/2πR（1+COSα） 晶闸管电流有效值 IT = U1/R√1/2（1－α/π+Sin2 α/2 π） 负载R上电压有效值 U0 = U1√1/ 2 πSin2 α+[π－ α]/ π 负载R上的电流有效值 I0= U0 /R 功率因数 COS φ = [U0I0] / [U1I0] = U0/U1 U1为输入交流电压的有效值 随着α的逐渐增大，电阻R上的电压有效值U0逐渐减小。当α = π 时，U0等于零，因此单相交流调压器对电阻性负载，其电压可调范围为0～U1，控制角α的移项范围为 0≤ α≤ π。 当前6页，共36页，星期一。 二、电阻—电感负载 VT1 VT2 u1 u0 R i0 u1 iG2 iG1 α i0 θ U0 α uAK1 α R—L负载是交流调压器最一般化的负载。 两只晶闸管门极的起始控制点应分别定在电源电压每个半周的起始点，α的最大范围是0＜ α＜π 。正、负半周有相同的α角。 在一个晶闸管导通时，它的管压降为另一个晶闸管的反向电压而使其截止。于是在一个晶闸管导通时，电路工作情况和单相半波整流时相同。负载电流i0的 表达式为微分方程式之解。 晶闸管导通角 针对交流调压器，应附加导通角小于或等于180度的条件。 ? 当前7页，共36页，星期一。 L di0/dt + Ri0 = √2U1Sin ωt 另一个晶闸管导通时，情况完全相同，只是i0相差180°。与单相半波整流不同的是，现在有两个晶闸管，分别在电源电压的正、负半周工作，所以每个晶闸管的导通角不可能大于180°，而单相半波整流电路时，视不同的φ，θ可大于180°。 当前8页，共36页，星期一。 第二节 三相交流调压电路 在大功率或者为某些三相负载控制方式时，通常采用三相交流调压器。三相交流调压器接线形式很多，各有其特点，其技术经济指标都不相同，把主要接线形式分述如下 一、负载按 YN 联结的三相交流调压器电路 N VT1 VT3 V R VT4 VT6 U R VT5 VT2 W R iN 该电路各相通过零线自成回路，它相当于三只单相晶闸管交流调压器的组合。电路中晶闸管承受的电压和电流就是接于相电压的单相调压器需要考虑的数值，该电路的缺陷是在零