单相交流调压电路

6.1 交流调压电路·引言
■应用 ◆灯光控制（如调光台灯和舞台灯光控制)。 ◆异步电动机软起动。 ◆异步电动机调速。 ◆供用电系统对无功功率的连续调节。 ◆在高压小电流或低压大电流直流电源中，用于调 节变压器一次电压。
6.1.1 单相交流调压电路
■电阻负载
☞在交流电源u1的正半周和负半
周，分别对VT1和VT2的开通角
利用上式可把 与的关系用
右图来表示
可知阻感负载时， 的移相范围应为≤≤。 但<时，电路也可以正常工作。
6.1.1 单相交流调压电路
◆<< 时 ☞VT1和VT2的导通角 均小于。 越小， 越大。
◆ = 时 ☞ VT1和VT2的导通角 均等于。
◆ < 时 ☞ VT1的导通时间超过。
6.1.1 单相交流调压电路
6.1 交流调压电路·引言
■把两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，通过对 晶闸管的控制就可以控制交流输出。
■交流电力控制电路 ◆交流调压电路：在每半个周波内通过对晶闸管开 通相位的控制，调节输出电压有效值的电路。 ◆交流调功电路：以交流电的周期为单位控制晶闸 管的通断，改变通态周期数和断态周期数的比，调 节输出功率平均值的电路。 ◆交流电力电子开关：串入电路中根据需要接通或 断开电路的晶闸管。
◆< 时的工作情况
☞触发VT2时，io尚未过零，VT1仍导通，VT2不会导通，
io过零后，VT2才可开通，VT2导通角小于。
u1
O
wt
iG1
O
iG2
O io
iT1
wt wt
O
wt
iT2
图6-5 <时阻感负图载4交-5流调压电路工作波形
6.1.1 单相交流调压电路
例：一单相交流调压器，输入交流电压为220V，50Hz，
I
2 in
R
2937 (W )
Pin 2937 0.697
U1Iin 220 19.16
6.1.1 单相交流调压电路
斩控式交流调压电路
在交流电源u1的正半周
VD1 V1 i1
用V3给负载电流 提供续流通道
u1
V2 VD2
用V1进行斩波控制
V3 VD4 R uo
VD3 V4 L
图6-7 斩控图式交4-流7调压电路
IVT
1
2
2U1 Z
sin(wt
)
sin(
wt
)e tan
2
d(w t )
U1 sin cos(2 )
2 Z
c os
☞负载电流有效值Io
Io 2IVT
☞晶闸管电流IVT的标么值
I VTN I VT
Z 2U1
6.1.1 单相交流调压电路
sin( ) sin( )etan
晶闸管控制时，只能进行滞后
控制，使负载电流更为滞后。
☞稳态时的移相范围应为 ≤≤。
6.1.1 单相交流调压电路
VT1
☞在wt=时刻开通晶闸管VT1，
可得： L
di0 dt
Ri0
2U1 sin wt
并且 i0 wt 0 求得：
i0
2U1
sin(wt
)
sin(
wt
)e tan
Z
式中 Z R2 (wL)2
wt
2
d
wt
uo
U1 1 (1 sin 2 )
O
wt
R 2 2
io
☞功率因数 P UoIo Uo
O
wt
u
S U1Io U1
VT
1 sin 2
O
wt
2
6.1.1 单相交流调压电路
VT1
■阻感负载
☞若晶闸管短接，稳态时负载 电流为正弦波，相位滞后于u1
的角度为（负载阻抗角），当用
6.1.1 单相交流调压电路
② 时，先计算晶闸管的导通角
3
e sin( 36.870 ) sin( 36.870 )
tan36.870
3
3
解得： 156.2
IVT
U1
2 Z
sin cos(2 ) 13.55(A) cos
Iin Io 2IVT 19.16(A)
Pin
引言
本章主要讲述 交流-交流变流电路
把一种形式的交流变成另一种形式交流的电路
交流电力 控制电路
只改变电压,电 流或控制电路
交流调压电路 相位控制
的通断,而不改 变频率的电路。
交流调功电路
通断控制
变频电路
交交变频 直接
改变频率的电路 交直交变频 间接
6.1 交流调压电路
6.1.1 单相交流调压电路 *6.1.2 三相交流调压电路
6.1.1 单相交流调压电路
斩控式交流调压电路
在交流电源u1的负半周
VD1 V1 i1
用V4给负载电流 提供续流通道
u1
V2 VD2
用V2进行斩波控制
V3 VD4 R uo
VD3 V4 L
图4-7 斩控图式交4-流7调压电路
6.1.1 单相交流调压电路
特性
电源电流的基波分 量和电源电压同相位， 即位移因数为1。
u1
进行控制就可以调节输出电压
O
wt ◆基本的数量关系
uo
负载电压有效值Uo
O io
wt
Uo
1
2U1 sin wt 2 dwt
O u
VT
wt
U1
1 sin 2
2
O
wt
6.1.1 单相交流调压电路
☞负载电流有效值
Io
Uo R
☞晶闸管电流有效值IT
u1 O
wt
IT
1
2
2U1 sin R
负载为电阻电感，其中R=8W，XL=6 W。试求=/6、 /3时的输出电压、电流有效值及输入功率和功率因数。
解：负载阻抗及负载阻抗角分别为：
Z
R2
X
2 L
10
arctan(X L ) arctan(6) 0.6435 36.87
R
8
因此导通角的变化范围为：
即 0.6435
wt
当wt 时，i0 0，可得：
sin( ) sin( )etan
6.1.1 单相交流调压电路
VT1
☞负载电压有效值Uo
Uo
1
(
2U1 sin wt)2 d (wt)
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1 sin 2 sin(2 2 )
2
VT1
6.1.1 单相交流调压电路
☞晶闸管电流有效值IVT
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6-8 电阻负载斩控式交流调压电路波形
6.2 其他交流电力控制电路 6.2.1 交流调功电路 6.2.2 交流电力电子开关
6.1.1 单相交流调压电路
①当=/6时，由于<，因此晶闸管调压器全开放，
输出电压为完整的正弦波，负载电流也为最大，此时
输出功率最大，为
Iin
I0
220 Z
22( A)
Pin
I
2 in
R
3872
(W )
功率因数为
Pin 3872 0.8
U1Iin 220 22
实际上，此时的功率因数也就是负载阻抗角的余弦。